單級接收器

“直接變頻”、“零中頻”，甚至“超外差”——人們用不同的術(shù)語(yǔ)來(lái)稱(chēng)呼單級射頻接收器。這是近來(lái)津津樂(lè )道的話(huà)題。這種技術(shù)，已給出現的機頂盒與全球定位系統（GPS）送受話(huà)器之中，并開(kāi)始融入到移動(dòng)電話(huà)等其它產(chǎn)品的設計中。

各種元線(xiàn)產(chǎn)品，特別是由電池供電的產(chǎn)品，都能從直接變頻方式中獲益。采用這種設計的首批產(chǎn)品，是低檔的尋呼機。對小型化產(chǎn)品而言，傳統超外差接收器的濾波器是體積最大，成本最高的元件。

直接受頻接收器將正交混頻直接用于基帶。而超外差接收器則是將射頻轉換為一個(gè)或多個(gè)中頻。

超外差方式的最大缺點(diǎn)，是每一級超需要一個(gè)混頻器和多個(gè)濾波器。這就增加了功耗和元件數量，因而加大了成本。

因直接變頻方式只帶一個(gè)混頻器，所以相應的濾波器與其它分立元件較少。事實(shí)上，在某些應用產(chǎn)品中，可在單芯片上實(shí)現完整的接收器。

典型的移動(dòng)電話(huà)設計方案，可省下的元件多達50個(gè)，既減少了元件數量，又降低了成本。母板上的單個(gè)芯片，要比一個(gè)網(wǎng)絡(luò )接口模塊或是目前常見(jiàn)的錫封模塊，價(jià)格便宜了許多。這也為PCB設計人員省去了很大麻煩，要知道在設計印刷電路板時(shí)，射頻部分頗為耗費精力的工作。

單是材料費一項，即可省下3至4美元。這個(gè)數字好象不大，但是，它所適用的電話(huà)機總數有數億部之多。

直接變頻雖有種種優(yōu)點(diǎn)，但也有一些問(wèn)題，如1/f噪聲，隨時(shí)間變化的直流補償，強信號的自混頻，以及需有品質(zhì)優(yōu)良的抗混淆濾波器。不過(guò)這些問(wèn)題尚未影響到各大音導體制造商對直接變頻的投入熱情。

AD公司是采用這種結構的首批成員之一，它將自己的Othello芯片用到移動(dòng)電話(huà)上，從而實(shí)現直接變頻和解調。

直接變頻已經(jīng)徘徊了很長(cháng)時(shí)間。而將它用到較復雜的調制方案中，這尚屬首次，這包括第三代移動(dòng)電話(huà)。

AD公司曾經(jīng)遇到的一個(gè)問(wèn)題是壓控振蕩器的信號會(huì )向天線(xiàn)泄漏。因為這種振蕩器與載波的輸出相同，所以會(huì )影響附近的手機。該公司的解決辦法是另選頻率，約為1350MHz，再加以分頻或倍頻，使之在混頻器中達到規定的900MHz或1800MHz。

直流補償問(wèn)題也影響移動(dòng)電話(huà)芯片集。一種辦法是將交流耦俁到基帶信號，但當信號中有直量時(shí)（如在GSM中），這種辦法就不起作用了。

AD公司的解決辦法之一，是對基帶信號加以巧妙處理，以消除直流補償的影響。

AD公司現正完成參考設計，將整個(gè)GSM模塊集成到一個(gè)單面板中，大小相當于半張信用卡。對于只處理數據的GPRS產(chǎn)品，如不帶鍵盤(pán)與顯示接口的PDA或PC卡。雙面板僅有1平方英寸大小。

這種移動(dòng)電話(huà)在使用時(shí)，收發(fā)電路都保持關(guān)閉狀態(tài)，這使其待機時(shí)間長(cháng)達六周。

ST微電子公司已開(kāi)始將直接變頻用于機頂盒和GPS芯片。

ST公司的看法是：主要問(wèn)題出在相位噪聲。他們不得不關(guān)注鎖相自動(dòng)黑電平校準。除此之外，這種模塊還具有自動(dòng)閃爍檢測修正功能，使用戶(hù)在50Hz與60Hz兩種供電電壓環(huán)境之間漫游時(shí)，圖像性能不會(huì )降級。

所需種種壓縮都必須在話(huà)機之外進(jìn)行。在多種情況下，出自協(xié)處理器的數字像素流，采用MPEG-4壓縮標準。這樣就可以在像素流發(fā)送之間對其進(jìn)行壓縮。

“我們曾設想在模塊中的協(xié)處理器內進(jìn)行壓縮。不過(guò)這種方式要到下一代產(chǎn)品才能實(shí)現?！盨T公司移動(dòng)成像部業(yè)務(wù)經(jīng)理Mike Wlison說(shuō)道。

這種模塊尺寸為10mm×10mm×7.5mm，采用柔性電路工藝，備有一種能彎曲的連接通路，允許攝像模塊移動(dòng)或轉動(dòng)。用戶(hù)攝像時(shí)既能前視，又能后視。

Matisse模塊將視頻移入話(huà)機，工作電壓為2.8V，在運行模式下功耗不超過(guò)50mW。這一功率適用于傳感器和協(xié)處理器。物理接口有20線(xiàn)，其中包括8位視頻總線(xiàn)及電源線(xiàn)和地線(xiàn)。

ST公司開(kāi)發(fā)了所有算法。算法是整個(gè)模塊的重要組成部分，因為傳感器的很多性能實(shí)際上出自各種算法。于是，ST將一些很“酷”的技巧和IP用到了圖像之上，包括降低噪聲。

Matisse攝像模塊除用于下一代移動(dòng)電話(huà)之外，還可推廣到許多嵌入式應用系統，如筆記本電腦，以及尺寸和電源都有嚴格限制的其它應用產(chǎn)品。

ST公司已對下一代攝像模塊作出計劃，并將其命名為智能光學(xué)插件，它的板上處理器產(chǎn)生標準格式圖像，例如用于靜態(tài)圖像的JPEG和用于動(dòng)態(tài)圖像的MPEG-4.這種產(chǎn)品預計今年年底面世。