首页 | 期刊简介 | 编辑部 | 广告部 | 发行部 | 在线投稿 | 联系我们 | 产品信息索取
2024年3月19日星期二
2011年第01期
 
2010年第12期
 
2010年第11期
2010年第11期
 
2010年第10期
2010年第10期
 
2010年第09期
2010年第09期
 
2010年第09期
2010年第08期
 
2010年第07期
2010年第07期
 
2010年第06期
2010年第06期
 
2010年第05期
2010年第05期
 
2010年第04期
2010年第04期
 
2010年第03期
2010年第03期
 
2010年第02期
2010年第02期
 
2010年第01期
2010年第01期
 
2009年第12期
2009年第12期
 
2009年第11期
2009年第11期
 
2009年第10期
2009年第10期
 
2009年第9期
2009年第9期
 
2009年第8期
2009年第8期
 
2009年第7期
2009年第7期
 
2009年第6期
2009年第6期
 
2009年第5期
2009年第5期
 
2009年第4期
2009年第4期
 
2009年第3期
2009年第3期
 
2009年第2期
2009年第2期
 
2009年第1期
2009年第1期
 
2008年第12期
2008年第12期
 
2008年第11期
2008年第11期
 
2008年第10期
2008年第10期
 
2008年第9期
2008年第9期
 
2008年第8期
2008年第8期
 
2008年第7期
2008年第7期
 
2008年第6期
2008年第6期
 
2008年第5期
2008年第5期
 
2008年第4期
2008年第4期
 
2008年第3期
2008年第3期
 
2008年第2期
2008年第2期
 
2008年第1期
2008年第1期
手机设计中创新的射频和光电解决方案

安华高科技 魏雪松



近年来,全球手机市场迅速增长,成为整个电子通讯市场中最受关注的行业之一。每年各个产品供应商会推出多款手机,来应对消费者越来越多的功能需求。手机的功能成为2G、2.5G乃至3G时代共同的问题。目前手机的成长趋势为外观轻、薄、短、小四方面,并且功能越来越多,需要添加诸如无线局域网、蓝牙等应用。同时带来的负面效应就是对电池和供电管理带来的要求越来越高,手机的待机时间也成为非常严格的要求。

目前安华高科技对手机器件提供的解决方案包括:距离传感器,用在触摸屏的感应手指触摸或者自动关闭;射频前端模块,由射频功率放大器和滤波器构成。安华高科技拥有在RF 功率放大器和滤波器等方面最新的技术,以及目前尺寸最小的微波技术。特别在目前3G手机中,安华高科技可以提供一系列的前端模块、LED Flash、输入键盘和环境光检测器等产品应用。

射频解决方案

安华高在射频解决方案方面分为两方面,一方面是为手持设备提供的滤波器、功率放大器等前端模块,另一方面是为无线市场提供的器件,如用在GSM平台上的开关、功率检测器等。

射频在手机中是很重要的部分,但对于大多数手机制造商,射频设计无论从研发团队规模还是投资方面,相比于基带设计、软件设计、外观设计等其它方面的投入,所占比重都非常小。但同时射频又是手机设计中最基础的部分,保证手机中最基本的通话质量功能,以及数据宽带的通讯质量部分。并且射频部分采用模拟系统,需要设计很多外围电路匹配,对电路设计的分布参数和布局布线都要求较高,所以很多手机制造商都采用参考设计,使得大部分手机内部功能电路都是雷同的,而手机性能就主要体现在射频指标上。

早期的三代手机射频采用分立器件结构,包括独立的RFIC芯片、功率放大器和隔离器。现在,新的技术将射频前端集成在一起,只包括RFIC和前端射频模块。以GSM/EDGE手机为例,包含4个频段则需要4个滤波器来针对不同频率的接收,而发射端需要有两个频段的PA。工程师设计手机的时候,设计前端开关和PA设计需要作一定的调试。而对于3G手机,射频功能成倍的增加。对于3频段WCDMA和4频段GSM的双模手机,在GSM频段需要3个调试点,而到WCDMA每个频段都要在发射滤波器开关方面作调试工作,每个指标要综合的考虑到底能否满足规范,加大研发人员负担和系统风险。

此外,对于全球广泛应用的WCDMA标准。各个国家定义的频带并不一样,致使手机的射频部分需要单独制造,特别是多模手机的漫游功能,需要覆盖很多频段,使射频工程师的工作量和系统风险非常大。对此改进的方法是将WCDMA的PA、双工器和混合器整合到一起,作为前端模块,把WCDMA调试简化到只有一个调试点,同时可以根据当地的手机频段更换不同的模块,对射频部分进行不同的处理,这对手机的整体设计没有任何的影响。

这种前端集成的方案优势体现在,产品面世的时间将大为缩短,研发投入的效率大大提高。同时把器件集成到一起,在模块内部的设计滤波器、PA和双工器之间的整合,无需在电路使用太多外围器件,节省器件数量,使产品内部空间节约50%以上。另外集成器件可以降低库存的复杂程度,提高物流效率和成品率。目前一些国内国际大厂,已经在三代手机开始采用新的前端模块方案。

安华高RF前端模块主要包括FBAR滤波器和功率放大器,FBAR滤波器主要针对相对较高的频段,用于CDMA、WCDMA和CDMA2000频段上。早期的参考设计大都采用陶瓷滤波器,但是其缺陷是尺寸非常大,对于目前的手机体积来说,几乎是一个不可接受的器件,在后续第二代和第三代WCDMA手机开始使用安华高专利技术——FBAR滤波器,使手机尺寸大大缩小。

另外在前端模块中很重要的一部分是功率放大器,与GSM相比,在CDMA、WCDMA和TDCDMA中的功率放大器,最重要的弱点就是耗电,待机时间很短。对此安华高提供了CoolPAM技术,当基带密度很大、信号很强的时候,手机不需要工作在满负荷状态,PA并不需要完全工作,安华高设计了双极PA技术,在中小功率下用第一级PA,第二级不工作。从而降低电流,静态工作电流保持在10mA以下,延长手机的待机时间。

并且双极PA技术是目前第四代产品,对于3G乃至4G时代,越来越高的供电需求,在新的基带芯片设计中,其RFIC可以达到一定的功率范围,实际上在基带高密度的地区中基本不需要PA工作,所以第五代产品将在功率要求小的情况下,采用一种方式把PA旁路掉,把PA集成到前端模块,这将成为技术发展的一项趋势。

射频前端模块的出现是应市场需求而生,并且安华高拥有滤波器和功放两项技术,使前端模块的设计一体化,更加具有优势。

基带解决方案

在基带方面安华高拥有很多的新颖技术,包括红外器件技术、红外加遥控、以及红外传感器。目前很多手机还设有红外接口,打印机、照相机等设备也都支持红外接口,并且红外接口的速率将越来越高,目前市场中手机的红外只有115K速率,但现在有的厂家采用FIR技术,将红外接口速率提升为4兆,足以应对多媒体功能需求。


红外的另外一个应用就是红外传感器,在新款的手机中已经包含了环境光检测器,可以根据外围环境变化调整背光,达到省电的功能。图1是对手机耗电能力的统计,最大的耗电量依次为射频、应用处理器、存储和显示,如果可以在显示方面节电,对手机的整体节电将有很大的提高。

图1 手机标准的演变进程(略)

除了环境光传感器,安华高还拥有距离传感器,用于触摸屏手机。在通话和使用的时候,距离传感器会感应人脸和手机的距离,自动关断触摸屏功能,避免在通话的时候触发触摸屏。目前此项技术的分立方案已经在苹果iPhone中应用,而更小的集成方案已经面世。

此外,安华高还为手机提供了五围的旋转输入键、发光器件等一些标准产品。安华高一直在手机领域致力于提供射频前端器件、光电器件等产品和设计思路,为手机制造商赢得市场的先机.

《世界电子元器件》2007.7
         
版权所有《世界电子元器件》杂志社
地址:北京市海淀区上地东路35号颐泉汇 邮编:100085
电话:010-62985649
E-mail:dongmei@eccn.com