Service Hotline
Nieuws
Nieuws
Voor radiofrequentiechips is dit artikel voldoende!
2021-12-28
640
Een mobiele telefoon die bellen, sms'en, netwerkdiensten en apps ondersteunt, bestaat doorgaans uit vijf onderdelen:RF, basisband, energiebeheer, randapparatuur, software.
RF:Over het algemeen het gedeelte waar informatie wordt verzonden en ontvangen;
Basisband:Over het algemeen betreft het het gedeelte dat de informatie verwerkt;
Energiebeheer:Over het algemeen gaat het om energiebesparing. Omdat mobiele telefoons apparaten zijn met een beperkte energievoorziening, is energiebeheer erg belangrijk;Randapparatuur:Omvat doorgaans het LCD-scherm, het toetsenbord, de behuizing, enz.software:Dit omvat doorgaans systemen, stuurprogramma's, middleware en applicaties.
In mobiele telefoons zijn de belangrijkste componenten de radiofrequentiechips en de basisbandchips.De radiofrequentiechip is verantwoordelijk voor radiofrequentietransceiver, frequentiesynthese en vermogensversterking; de basisbandchip is verantwoordelijk voor signaalverwerking en protocolverwerking.Wat is dan het verband tussen RF-chips en basisbandchips?
De relatie tussen RF-chips en basisbandchips
Radio frequency (Radio Frenquency) and baseband (Base Band) are both literal translations from English.Een van de vroegste toepassingen van radiofrequentie is radio - draadloze uitzendingen (FM/AM). Tot op heden is dit nog steeds de meest klassieke toepassing van radiofrequentietechnologie en zelfs van het radioveld.
De basisband is het signaal met het middenpunt van de band op 0 Hz, dus de basisband is het meest basale signaal.Sommige mensen noemen basisband ook wel een "ongemoduleerd signaal". Dat was vroeger correct. AM is bijvoorbeeld een gemoduleerd signaal (er is geen modulatie nodig en de inhoud kan na ontvangst worden afgelezen via de geluidsgenererende component).
In de moderne communicatie verwijzen basisbandsignalen echter meestal naar digitaal gemoduleerde signalen met het middenpunt van het spectrum op 0 Hz.Er bestaat geen eenduidig concept dat de basisband analoog of digitaal moet zijn. Het hangt volledig af van het specifieke implementatiemechanisme.
Dichter bij huis kan de basisbandchip worden beschouwd als onderdeel van de modem, maar deze is niet beperkt tot de modem; hij bevat ook een kanaalcodec, een broncodec en een deel van de signaalverwerking.De radiofrequentiechip kan worden beschouwd als de eenvoudigste op- en neerwaartse conversie van het basisbandmodulatiesignaal.
Modulatie is het proces waarbij het te verzenden signaal volgens bepaalde regels op de draaggolf wordt gemoduleerd en vervolgens via de draadloze zendontvanger (RF-transceiver) wordt uitgezonden. Demodulatie is het tegenovergestelde proces.
Werkingsprincipe en circuitanalyse
Radiofrequentie, afgekort als RF, verwijst naar radiofrequente stroom, een hoogfrequente wisselende elektromagnetische golf. Het is de afkorting van radiofrequentie, wat staat voor elektromagnetische frequenties die in de ruimte kunnen worden uitgestraald. Het frequentiebereik ligt tussen 300 kHz en 300 GHz.Wisselstroom die minder dan 1,000 keer per seconde verandert, wordt laagfrequente stroom genoemd, en wisselstroom die meer dan 10,000 keer per seconde verandert, wordt hoogfrequente stroom genoemd. Radiofrequentie is zo'n hoogfrequente stroom.Hoogfrequente signalen (hoger dan 10 kHz); radiofrequentie (300 kHz-300 GHz) is de hogere frequentieband van hoogfrequente signalen; microgolffrequentie (300 MHz-300 GHz) is de hogere frequentieband van radiofrequentie.Radiofrequentietechnologie wordt veelvuldig gebruikt in de draadloze communicatie, en kabeltelevisiesystemen maken gebruik van radiofrequentieoverdracht.
Een radiofrequentiechip is een elektronisch component dat radiosignalen omzet in een specifieke golfvorm en deze via een antenne uitzendt. Het bevat een eindversterker, een ruisarme versterker en een antenneschakelaar.De architectuur van de radiofrequentiechip bestaat uit twee delen: het ontvangstkanaal en het zendkanaal.
RF-circuit blokschema
De structuur en het werkingsprincipe van het ontvangstcircuit.
Bij ontvangst zet de antenne de door het basisstation uitgezonden elektromagnetische golf om in een zwak wisselstroomsignaal. Dit signaal wordt gefilterd, versterkt op een hoge frequentie en naar de tussenfrequentie gestuurd voor demodulatie, waarna de ontvangen basisbandinformatie (RXI-P, RXI-N, RXQ-P, RXQ-N) wordt verkregen. Deze informatie wordt vervolgens naar het audiologische circuit gestuurd voor verdere verwerking.
Dit circuit beheerst de belangrijkste punten:
1. Structuur van het ontvangstcircuit;
2. De functies en eigenschappen van elk onderdeel;
3. Verwerking van het ontvangen signaal.
Circuitstructuur
Het ontvangstcircuit bestaat uit een antenne, antenneschakelaar, filter, hoogvermogenbuis (ruisarme versterker), tussenfrequentie-integratieblok (ontvangstdemodulator) en andere circuits.De eerste mobiele telefoons hadden primaire en secundaire mengcircuits, die tot doel hadden de ontvangstfrequentie te verlagen en vervolgens te demoduleren (zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding).
Blokschema van het ontvangercircuit
2. Functies en eigenschappen van elk onderdeel
1). Mobiele telefoonantenne:structuur:(foto hieronder)Mobiele telefoonantennes worden onderverdeeld in twee typen: externe en interne antennes; ze bestaan uit een antennevoet, een solenoïde en een plastic behuizing.
a) Bij ontvangst worden de door het basisstation uitgezonden elektromagnetische golven omgezet in zwakke wisselstroomsignalen.
b) Tijdens het zenden wordt de door de eindversterker versterkte wisselstroom omgezet in een elektromagnetisch golfsignaal.
2) Antenneschakelaar:
structuur:(foto hieronder)De antenneschakelaar (combiner, duplexfilter) van een mobiele telefoon bestaat uit vier elektronische schakelaars.
Volledige ontvangst- en zendschakeling;
Complete omschakeling voor 900M/1800M signaalontvangst.
Het logische circuit stuurt stuursignalen uit (GSM-RX-EN; DCS-RX-EN; GSM-TX-EN; DCS-TX-EN) afhankelijk van de werkstatus van de mobiele telefoon, zodat de betreffende kanalen worden ingeschakeld en de ontvangende en verzendende signalen hun eigen weg gaan zonder elkaar te storen.
Omdat een mobiele telefoon niet tegelijkertijd kan zenden en ontvangen (dat wil zeggen, hij zendt niet wanneer hij ontvangt en ontvangt niet wanneer hij zendt).Daarom werden bij latere mobiele telefoons de twee schakelaars in het ontvangstcircuit verwijderd, waardoor er slechts twee zendschakelaars overbleven; de schakelfunctie voor de ontvangst werd overgenomen door de hoogversterkerbuis.
3), filter:
structuur:Mobiele telefoons bevatten hoogfrequentiefilters en middenfrequentiefilters.effect:Filter andere nutteloze signalen eruit en ontvang zuivere signalen.Latere, nieuwe mobiele telefoons zijn allemaal zero-IF-telefoons; er zit dus geen IF-filter in de mobiele telefoon.
4) Hoogversterkerbuis (hoogfrequentversterkerbuis, ruisarme versterker):
structuur:
Mobiele telefoons bevatten twee hoogversterkerbuizen:900M hoge afvoerbuis, 1800M hoge afvoerbuis.Het zijn allemaal triode-versterkerschakelingen met gemeenschappelijke emitter; latere, nieuwe mobiele telefoons integreerden hoogversterkerbuizen in het middenfrequentiegebied.
Voedingsschema van een hoogfrequentversterkerbuis
Versterk de zwakke stroom die door de antenne wordt opgewekt om te voldoen aan de signaalamplitude-eisen van het daaropvolgende circuit.
Volledige omschakeling van ontvangstsignalen op 900M/1800M.
beginsel:
aangedreven door:De basisvoorspanningsspanningen van de twee hoogversterkerbuizen van de 900M/1800M delen één kanaal, dat wordt geleverd door het IF-simulatiekanaal; en de voorspanningsspanning van de collectoren van de twee buizen wordt door de IF-CPU in twee kanalen verzonden, afhankelijk van de ontvangststatus van de mobiele telefoon. Het doel hiervan is het schakelen van de 900M/1800M-ontvangstsignalen te voltooien.
Nadat andere stoorsignalen door het filter zijn verwijderd, wordt het zuivere signaal van 935-960 MHz via een condensator gekoppeld en naar de bijbehorende hoogfrequentversterker gestuurd voor versterking. Vervolgens wordt het signaal via de condensatorkoppeling naar de middenfrequentieversterker gestuurd voor verdere verwerking.
5), IF (RF-interface, RF-signaalprocessor):
structuur:Het bestaat uit een ontvangstdemodulator, een zendmodulator, een zendfasedetector en andere circuits; de nieuwe mobiele telefoon integreert ook een hoogversterkerbuis, frequentiesynthese, 26M-oscillatie en een frequentiedelingscircuit (zoals hieronder weergegeven).
a) De interne hoogversterkerbuis versterkt de zwakke stroom die door de antenne wordt opgewekt;
b) Bij ontvangst demoduleer je het ontvangen draaggolfsignaal (met tegenhangerinformatie) van 935M-960M (GSM) en het lokale oscillatorsignaal (zonder informatie) om de ontvangen basisbandinformatie van 67.707 kHz te verkrijgen;
c) Bij het verzenden moduleert u de door het logische circuit verwerkte verzendinformatie en het signaal van de lokale oscillator tot een tussenliggende zendfrequentie;
d) combineer een 13M/26M-kristal om een 13M-klok te genereren (referentieklokcircuit);e) Op basis van het referentiesignaal dat door de CPU wordt verzonden, wordt een lokaal oscillatorsignaal gegenereerd dat overeenkomt met het werkingskanaal van de mobiele telefoon.
3. Ontvangstproces van het signaal
Wanneer de mobiele telefoon een signaal ontvangt, zet de antenne de elektromagnetische golf van het basisstation om in een zwak wisselstroomsignaal. Dit signaal passeert het ontvangstcircuit van de antenneschakelaar en wordt naar een hoogfrequentfilter gestuurd om ongewenste ruis te filteren en een zuiver ontvangstsignaal van 935-960 MHz (GSM) te verkrijgen. Dit signaal wordt via een condensator naar een tussenfrequentie gekoppeld. Na versterking door de bijbehorende hoogversterkerbuis wordt het naar de demodulator gestuurd om het lokale oscillatorsignaal (zonder informatie) te demoduleren en de basisbandinformatie van 67.707 kHz (RXI-P, RXI-N, RXQ-P, RXQ-N) te verkrijgen. Dit signaal wordt vervolgens naar het audiologische circuit gestuurd voor verdere verwerking.
De structuur en het werkingsprincipe van het zendercircuit.
Tijdens het zenden wordt de door het logische circuit verwerkte basisbandinformatie gemoduleerd tot een tussenliggende zendfrequentie, en de TX-VCO wordt gebruikt om de frequentie van het tussenliggende zendsignaal om te zetten in een frequentiesignaal van 890 MHz tot 915 MHz (GSM).Nadat het signaal door de eindversterker is versterkt, wordt het omgezet in elektromagnetische golven en door de antenne uitgezonden.
Dit circuit beheerst de belangrijkste punten:
(1), circuitstructuur;
(2) De functies en eigenschappen van elk onderdeel;
(3). Proces van het verzenden van signalen.
Circuitstructuur
Het zendcircuit bestaat uit de zendmodulator, de zendfasedetector, de zendspanningsgestuurde oscillator (TX-VCO), de eindversterker, de vermogensregelaar, de zendtransformator en andere circuits binnen de tussenfrequentie.(foto hieronder)
Blokschema van het zendercircuit
1). Zendmodulator:structuur:De zendmodulator bevindt zich in de IF, wat overeenkomt met de MOD in een breedbandnetwerk.effect:Tijdens de transmissie worden de door het logische circuit verwerkte transmissiebasisbandinformatie (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) en het lokale oscillatorsignaal gemoduleerd tot een transmissie-tussenfrequentie.
2). Zendspanningsgestuurde oscillator (TX-VCO):structuur:De zendspanningsgestuurde oscillator is een capacitieve driepuntsoscillatorschakeling waarvan de uitgangsfrequentie door spanning wordt geregeld; deze wordt tijdens de productie in een kleine printplaat geïntegreerd en is verbonden met vijf pinnen:Voedingspin, massapin, uitgangspin, besturingspin, pin voor het schakelen tussen de 900M/1800M frequentieband.Bij een geschikte werkspanning zal het oscilleren en een corresponderend frequentiesignaal genereren.
effect:Zet het door de IF-modulator gemoduleerde IF-signaal om in een GSM-signaal (890 MHz-915 MHz) dat het basisstation kan ontvangen.
beginsel:Zoals we allemaal weten, kan een basisstation alleen frequentiesignalen van 890 MHz tot 915 MHz (GSM) ontvangen, maar een basisstation kan geen IF-signaal ontvangen dat gemoduleerd wordt door een IF-modulator (zoals een Samsung-apparaat dat een IF-signaal van 135 MHz uitzendt). Daarom wordt een TX-VCO gebruikt om de frequentie van het uitgezonden IF-signaal om te zetten naar een frequentiesignaal van 890 MHz tot 915 MHz (GSM).
Tijdens het zenden stuurt de voedingseenheid een spanning van 3VTX uit om de TX-VCO te laten werken, waardoor op twee manieren een frequentiesignaal van 890M-915M (GSM) wordt gegenereerd:
a) Het sample wordt teruggestuurd naar de interne IF, gemengd met het lokale oscillatorsignaal om een zendfrequentiediscriminatiesignaal te produceren dat gelijk is aan de zendtussenfrequentie, en naar de fasedetector gestuurd voor vergelijking met de zendtussenfrequentie; als de oscillatiefrequentie van de TX-VCO niet overeenkomt met het werkkanaal van de mobiele telefoon, genereert de fasedetector een sprongspanning van 1-4V (gelijkspanning met wisselstroomzendinformatie) om de capaciteit van de varicapdiode in de TX-VCO te regelen en zo de frequentienauwkeurigheid aan te passen.
b) Nadat het door de eindversterker is versterkt, wordt het omgezet in elektromagnetische golven en door de antenne uitgezonden.
Uit het bovenstaande blijkt:De door de TX-VCO gegenereerde frequentie wordt bemonsterd en teruggestuurd naar de IF, waarna een spanning wordt gegenereerd om de werking van de TX-VCO te regelen. Dit vormt een gesloten regelkring die de frequentiefase regelt, waardoor dit circuit ook wel een fasevergrendelingslus voor de zendfrequentie wordt genoemd.
3), eindversterker (vermogensversterker):
structuur:Momenteel is de eindversterker van mobiele telefoons een dual-band eindversterker (een 900 MHz- en een 1800 MHz-eindversterker in één), die in twee typen verkrijgbaar zijn: vinyl eindversterkers en eindversterkers met een metalen behuizing; de verschillende modellen eindversterkers zijn niet onderling verwisselbaar.
effect:Versterk het frequentiesignaal dat door de TX-VCO wordt opgewekt om voldoende vermogen te verkrijgen, dat door de antenne wordt omgezet in elektromagnetische golven en wordt uitgezonden.
Niks waard:De eindversterker versterkt de amplitude van het uitgezonden frequentiesignaal, niet de frequentie ervan.
Bedrijfsomstandigheden van de eindversterker:
a), werkspanning (VCC):De mobiele telefoonversterker wordt rechtstreeks gevoed door de batterij (3.6V);
b), aardingsaansluiting (GND):waardoor de stroom een lus vormt;
c), signaal voor vermogensomzetting met dubbele frequentie (BANDSEL):Stel de eindversterker in om te werken op 900M of 1800M;
d), vermogensregelsignaal (PAC):Regel de versterkingsfactor (bedrijfsstroom) van de eindversterker;
e), ingangssignaal (IN); uitgangssignaal (OUT).
4). Zendtransformator:structuur:Twee spoelen met dezelfde draaddiameter en hetzelfde aantal windingen worden dicht bij elkaar geplaatst en vormen een geheel volgens het principe van wederzijdse inductie.effect:Stuur het signaal van de vermogensstroom van de eindversterker naar de vermogensregeling.beginsel:Wanneer de zendvermogensstroom van de eindversterker tijdens de transmissie door de zendtransformator loopt, wordt aan de secundaire zijde een stroom opgewekt met dezelfde grootte als de vermogensstroom. Deze stroom wordt gedetecteerd (hoogfrequent gelijkgericht) en naar de vermogensregeling gestuurd.
5), signaal voor vermogensniveau:Het zogenaamde vermogensniveau betekent dat technici het ontvangen signaal tijdens het programmeren van de mobiele telefoon in acht niveaus verdelen. Elk ontvangstniveau komt overeen met een zendvermogen (zoals weergegeven in de onderstaande tabel). Wanneer de mobiele telefoon in werking is, bepaalt de CPU de afstand tussen de mobiele telefoon en het basisstation op basis van de sterkte van het ontvangen signaal en stuurt een passend zendsignaal om de versterkingsfactor van de eindversterker te bepalen (dat wil zeggen: bij een sterke ontvangst is de transmissie zwak).
Bijgevoegd vindt u de tabel met vermogensniveaus:
effect:Vergelijk het bemonsterde zendvermogensignaal met het vermogensniveausignaal om een geschikt spanningssignaal te verkrijgen waarmee de versterkingsfactor van de eindversterker kan worden geregeld.
beginsel:Tijdens de transmissie wordt de stroom door de transformator geleid, waardoor de in de secundaire wikkeling opgewekte stroom wordt gedetecteerd (hoogfrequente gelijkrichting) en naar de vermogensregeling gestuurd. Tegelijkertijd wordt ook het tijdens de programmering ingestelde vermogensniveau naar de vermogensregeling gestuurd. De twee signalen worden intern vergeleken om een spanningssignaal te genereren waarmee de versterking van de eindversterker wordt geregeld. Hierdoor blijft de werkstroom van de eindversterker gematigd, wat niet alleen energie bespaart, maar ook de levensduur van de eindversterker verlengt (hoe hoger de vermogensregelingsspanning, hoe groter het vermogen van de eindversterker).
3. Signaaloverdrachtsproces
Tijdens het zenden wordt de door het logische circuit verwerkte basisbandinformatie (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) naar de zendmodulator in de tussenfrequentie gestuurd en daar gemoduleerd met het signaal van de lokale oscillator tot de zendtussenfrequentie.Als het basisstation het tussenfrequentiesignaal niet kan ontvangen, moet de TX-VCO worden gebruikt om de frequentie van het uitgezonden tussenfrequentiesignaal te verhogen naar 890-915 MHz (GSM) zodat het basisstation het wel kan ontvangen.Wanneer de TX-VCO in werking is, gaat het frequentiesignaal dat gegenereerd wordt door 890M-915M (GSM) twee kanten op:
a) Eén bemonsteringskanaal wordt teruggestuurd naar de interne IF, gemengd met het lokale oscillatorsignaal om een zendfrequentiediscriminatiesignaal te produceren dat gelijk is aan de zendtussenfrequentie, en naar de fasedetector gestuurd voor vergelijking met de zendtussenfrequentie; als de oscillatiefrequentie van de TX-VCO niet overeenkomt met het werkkanaal van de mobiele telefoon, genereert de fasedetector een sprongspanning van 1-4V om de capaciteit van de varactordiode in de TX-VCO te regelen en zo de frequentie aan te passen.
b). De tweeweg-ingangsvermogensversterker wordt versterkt en door de antenne omgezet in elektromagnetische golven voor uitzending.Om de versterkingsfactor van de eindversterker te regelen, wordt tijdens de transmissie door de transformator de geïnduceerde stroom in de secundaire wikkeling gedetecteerd (hoogfrequente gelijkrichting) en naar de vermogensregeling gestuurd. Tegelijkertijd wordt ook het tijdens de programmering ingestelde vermogensniveau naar de vermogensregeling gestuurd. De twee signalen worden intern vergeleken om een spanningssignaal te genereren waarmee de versterkingsfactor van de eindversterker wordt geregeld. Hierdoor blijft de werkstroom van de eindversterker gematigd, wat niet alleen energie bespaart, maar ook de levensduur van de eindversterker verlengt.
Huidige status van de toeleveringsketen voor RF-chips in eigen land
Op het gebied van radiofrequentiechips wordt de markt voornamelijk gedomineerd door buitenlandse giganten. Wat betreft binnenlandse radiofrequentiechips kan geen enkel bedrijf zelfstandig het IDM-bedrijfsmodel (Integrated Design & Manufacturing) ondersteunen; voornamelijk fabless-ontwerpbedrijven. Binnenlandse bedrijven hebben een "soft IDM"-bedrijfsmodel ontwikkeld door samenwerking op het gebied van ontwerp, productie en verpakking.
Wat de behuizing van RF-chips betreft, enerzijds zorgt de hogere frequentie van 5G RF-chips ervoor dat de verbindingsdraden in het circuit een grotere invloed hebben op de circuitprestaties. Bij het inpakken moet de lengte van de signaalverbindingsdraden worden verkort. Anderzijds moeten de eindversterker, ruisarme versterker, schakelaar en filter in één module worden ondergebracht. Dit verkleint de afmetingen en is anderzijds handig voor fabrikanten van eindcomponenten.Om de parasitaire effecten van RF-parameters te verminderen, moeten flip-chip-, fan-in- en fan-out-verpakkingstechnologieën worden gebruikt.
Bij het verpakken van flip-chips met fan-in- en fan-out-processen zijn signaalverbindingen via gouden draadverbindingen niet nodig. Dit vermindert de parasitaire elektrische effecten die door gouden draadverbindingen worden veroorzaakt en verbetert de RF-prestaties van de chip. In het 5G-tijdperk zal de combinatie van hoogwaardige flip-chips met fan-in- en fan-out-technologie en SIP-verpakkingstechnologie de toekomstige verpakkingstrend zijn.
Deze inhoud is afkomstig van internet.filterDeze website biedt uitsluitend herdrukmogelijkheden. De standpunten, meningen, technologie, enz. in dit artikel hebben niets met deze website te maken. Mocht er sprake zijn van inbreuk, neem dan contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen!
Related Recommendations
