對比ADI兩代TD-SCDMA射頻IC得到的啟示

　　TD-SCDMA即將商用，在基帶芯片方面，展迅、凱明、T3G、重郵等本土企業(yè)開(kāi)展得如火如荼，但是與基帶芯片配合的射頻芯片一直是國內3G產(chǎn)業(yè)的薄弱環(huán)節。目前已有一些解決方案：銳迪科推出支持HSDPA的TD/GSM雙模芯片(RDA8206)；鼎芯TD射頻芯片(射頻收發(fā)器CL4020+模擬基帶CL4520)實(shí)現系統級HSDPA傳輸；廣晟推出TD/GSM雙模芯片(RS1012)。有人評述這三家公司的TD射頻芯片：“射頻方面，銳迪科和鼎芯都強調CMOS工藝的先進(jìn)性(我想主要是低成本優(yōu)點(diǎn)，廣晟的RS1012采用BiCMOS工藝)；廣晟和銳迪科采用TD/GSM雙模方案，對于未來(lái)2年~3年雙模方式將并存更具現實(shí)意義(鼎芯的CL4020是TD單模方案)?！毕鄬τ谶@些比較，我們更希望深入了解射頻芯片的設計問(wèn)題。也許，從ADI公司兩代TD射頻芯片方案(第一代參見(jiàn)圖1；第二代芯片參見(jiàn)圖2)的對比中，我們會(huì )有一些收獲。

　　TD射頻芯片面臨的挑戰與絕大多數射頻IC面臨的挑戰是一樣的：首先，必須滿(mǎn)足性能指標，并有一定的冗余，因為要考慮系統中其它元件的制造容限；其次，尺寸與功率必須一代代不斷提高；第三，整個(gè)無(wú)線(xiàn)

　　電設備中的外部元件數量必須有所減少。注意到在圖1中，發(fā)射芯片和接收芯片是分立的兩顆芯片，而很多本土產(chǎn)商提供收發(fā)器集成的方案。ADI公司射頻和無(wú)線(xiàn)系統部的Doug Grant解釋?zhuān)煽偸前殡S著(zhù)風(fēng)險，因此我們的第一代器件(AD6541與AD6547) 是作為獨立的發(fā)射器與獨立的接收器而研制的，每種器件滿(mǎn)足目標性能的概率都較高；此外，我們開(kāi)發(fā)的這些器件可以用于TD-SCDMA和W-CDMA兩種應用中：在W-CDMA中由于接收器與發(fā)射器同時(shí)ADI，因此存在另外的問(wèn)題。不過(guò)，在我們的最新接收器產(chǎn)品(用于W-CDMA的 AD6551“Othello-3”以及用于TD-SCDMA的AD6552“Othello-3T”)中，將發(fā)射器與接收器集成在一個(gè)芯片上，此外，還集成了VCO環(huán)路濾波器和LDO穩壓器。

　　比較圖1和圖2，發(fā)現圖2中不再含有射頻聲表面波(RF SAW)濾波器。對于此，Doug表示，實(shí)際上，還沒(méi)有哪一家制造商提出在其射頻集成電路中集成了聲表面波濾波器(SAW)。原因是SAW濾波器不是采用硅集成電路工藝制作的，因此必須在射頻集成電路外面。在可能采用新的電路架構的地方，消除SAW濾波器是大多數新型射頻集成電路設計的目標。公司的第一代TD-SCDMA器件差不多是3年前推出的，它要求在發(fā)射與接收信號路徑都要求外部RF SAW濾波器。不過(guò)，“Othello-3”系列收發(fā)器采用某些新的電路架構，省去了所有的RF SAW濾波器，無(wú)論發(fā)射器還是接收器。

　　在工藝方面，AD6541與AD6547是BiCMOS器件，芯片尺寸較小，因此成本合理；AD6552 單片收發(fā)器是CMOS器件，成本較低。AD6547接收器和新的AD6552收發(fā)機都采用零-中頻(ZERO-IF)架構。零-中頻架構在手機收發(fā)機中通常是首選的，因為它省卻了對中頻信道濾波器的需求，中頻信道濾波器是超外差式接收器必需的。關(guān)于TD射頻芯片未來(lái)的發(fā)展趨勢，Doug認為這取決于TD-SCDMA的市場(chǎng)應用，在未來(lái)可能要求增加額外模式(例如GPRS/EDGE或者甚至W-CDMA)。如同我們在GPRS和EDGE等其它標準中看到的一樣，持續地降低成本、功耗和BOM始終是非常重要的，但性能不能打折，而且性能應當一代更比一代強。

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　　各種主要的接收器架構的優(yōu)勢與不足

　　超外差式接收器：優(yōu)勢是性能非常好；缺點(diǎn)是需要分立的中頻濾波器(通常是聲表面波濾器) 以及額外的本地振蕩器，因此，元件數量較多、成本較高而且電路板面積較大。

　　直接轉換(又稱(chēng)作“零-中頻”或“零差”)：優(yōu)勢是成本、尺寸以及元件數量都有所下降；不足是存在本地振蕩輻射以及直流偏移的歷史問(wèn)題。利用良好的電路設計(如內置直流偏移校正電路)以及布線(xiàn)實(shí)踐，就可以解決這兩個(gè)問(wèn)題。

　　“近零中頻”“：優(yōu)勢是它類(lèi)似于直接轉換，而且避免了中頻聲表面波濾波器；缺點(diǎn)是信道濾波器必須是帶通濾波器而不是低通濾波器，因此更加復雜。此外，為了進(jìn)行信號處理，近零信號必須轉換為基帶，這也要涉及額外電路。(52RD.com)