单级接收器

2006-05-07 15:50:13来源: 电子产品世界

“直接变频”、“零中频”,甚至“超外差”——人们用不同的术语来称呼单级射频接收器。这是近来津津乐道的话题。这种技术,已给出现的机顶盒与全球定位系统(GPS)送受话器之中,并开始融入到移动电话等其它产品的设计中。

各种元线产品,特别是由电池供电的产品,都能从直接变频方式中获益。采用这种设计的首批产品,是低档的寻呼机。对小型化产品而言,传统超外差接收器的滤波器是体积最大,成本最高的元件。

直接受频接收器将正交混频直接用于基带。而超外差接收器则是将射频转换为一个或多个中频。

超外差方式的最大缺点,是每一级超需要一个混频器和多个滤波器。这就增加了功耗和元件数量,因而加大了成本。

因直接变频方式只带一个混频器,所以相应的滤波器与其它分立元件较少。事实上,在某些应用产品中,可在单芯片上实现完整的接收器。

典型的移动电话设计方案,可省下的元件多达50个,既减少了元件数量,又降低了成本。母板上的单个芯片,要比一个网络接口模块或是目前常见的锡封模块,价格便宜了许多。这也为PCB设计人员省去了很大麻烦,要知道在设计印刷电路板时,射频部分颇为耗费精力的工作。

单是材料费一项,即可省下3至4美元。这个数字好象不大,但是,它所适用的电话机总数有数亿部之多。

直接变频虽有种种优点,但也有一些问题,如1/f噪声,随时间变化的直流补偿,强信号的自混频,以及需有品质优良的抗混淆滤波器。不过这些问题尚未影响到各大音导体制造商对直接变频的投入热情。

AD公司是采用这种结构的首批成员之一,它将自己的Othello芯片用到移动电话上,从而实现直接变频和解调。

直接变频已经徘徊了很长时间。而将它用到较复杂的调制方案中,这尚属首次,这包括第三代移动电话。

AD公司曾经遇到的一个问题是压控振荡器的信号会向天线泄漏。因为这种振荡器与载波的输出相同,所以会影响附近的手机。该公司的解决办法是另选频率,约为1350MHz,再加以分频或倍频,使之在混频器中达到规定的900MHz或1800MHz。

直流补偿问题也影响移动电话芯片集。一种办法是将交流耦俣到基带信号,但当信号中有直量时(如在GSM中),这种办法就不起作用了。

AD公司的解决办法之一,是对基带信号加以巧妙处理,以消除直流补偿的影响。

AD公司现正完成参考设计,将整个GSM模块集成到一个单面板中,大小相当于半张信用卡。对于只处理数据的GPRS产品,如不带键盘与显示接口的PDA或PC卡。双面板仅有1平方英寸大小。

这种移动电话在使用时,收发电路都保持关闭状态,这使其待机时间长达六周。

ST微电子公司已开始将直接变频用于机顶盒和GPS芯片。

ST公司的看法是:主要问题出在相位噪声。他们不得不关注锁相自动黑电平校准。除此之外,这种模块还具有自动闪烁检测修正功能,使用户在50Hz与60Hz两种供电电压环境之间漫游时,图像性能不会降级。

所需种种压缩都必须在话机之外进行。在多种情况下,出自协处理器的数字像素流,采用MPEG-4压缩标准。这样就可以在像素流发送之间对其进行压缩。

“我们曾设想在模块中的协处理器内进行压缩。不过这种方式要到下一代产品才能实现。”ST公司移动成像部业务经理Mike Wlison说道。

这种模块尺寸为10mm×10mm×7.5mm,采用柔性电路工艺,备有一种能弯曲的连接通路,允许摄像模块移动或转动。用户摄像时既能前视,又能后视。

Matisse模块将视频移入话机,工作电压为2.8V,在运行模式下功耗不超过50mW。这一功率适用于传感器和协处理器。物理接口有20线,其中包括8位视频总线电源线和地线。

ST公司开发了所有算法。算法是整个模块的重要组成部分,因为传感器的很多性能实际上出自各种算法。于是,ST将一些很“酷”的技巧和IP用到了图像之上,包括降低噪声。

Matisse摄像模块除用于下一代移动电话之外,还可推广到许多嵌入式应用系统,如笔记本电脑,以及尺寸和电源都有严格限制的其它应用产品。

ST公司已对下一代摄像模块作出计划,并将其命名为智能光学插件,它的板上处理器产生标准格式图像,例如用于静态图像的JPEG和用于动态图像的MPEG-4.这种产品预计今年年底面世。

关键字:接收  接收器

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