Un telefono cellulare in grado di supportare chiamate telefoniche, messaggi di testo, servizi di rete e applicazioni APP di solito contiene cinque parti: frequenza radio, banda base, gestione dell'alimentazione, periferiche e software.
Radiofrequenza: generalmente la parte di invio e ricezione di informazioni; banda base: generalmente la parte di elaborazione delle informazioni; gestione energetica: generalmente la parte di risparmio energetico. Poiché i telefoni cellulari sono dispositivi con energia limitata, la gestione dell'alimentazione è molto importante; periferiche: generalmente includono LCD, tastiera, chassis, ecc .; software: generalmente include sistemi, driver, middleware e applicazioni.
Nel terminale del telefono cellulare, il nucleo più importante è il chip a radiofrequenza e il chip in banda base. Il chip a radiofrequenza è responsabile del ricetrasmettitore a radiofrequenza, della sintesi di frequenza, dell'amplificazione di potenza; il chip in banda base è responsabile dell'elaborazione del segnale e del protocollo. Allora qual è la relazione tra il chip RF e il chip in banda base?
La relazione tra chip RF e chip in banda base
La radiofrequenza (Radio Frenquency) e la banda base (Base Band) sono entrambe tradotte letteralmente dall'inglese. Tra questi, la prima applicazione della radiofrequenza è la trasmissione radio-radio (FM / AM), che è ancora l'applicazione più classica della tecnologia della radiofrequenza e persino del campo radio.
La banda base è il segnale con il punto centrale della banda a 0Hz, quindi la banda base è il segnale più elementare. Alcune persone chiamano anche la banda base "segnale non modulato". Una volta che questo concetto era corretto, ad esempio, AM è un segnale modulato (non è richiesta alcuna modulazione e il contenuto può essere letto attraverso i componenti del suono dopo la ricezione).
Ma per il moderno campo di comunicazione, i segnali in banda base di solito si riferiscono a segnali modulati digitalmente con il centro dello spettro a 0 Hz. E non esiste un concetto chiaro che la banda base debba essere analogica o digitale, tutto dipende dallo specifico meccanismo di implementazione.
Più vicini a casa, si può considerare che i chip in banda base includano modem, ma non solo modem, ma anche codec di canale, codec sorgente e alcune elaborazioni di segnalazione. Il chip RF può essere considerato come la più semplice conversione verso l'alto e verso il basso dei segnali modulati in banda base.
La cosiddetta modulazione è il progetto di modulare il segnale da trasmettere sulla portante attraverso una certa regola e poi inviarlo in uscita tramite il ricetrasmettitore RF. La demodulazione è il processo opposto.
Principio di funzionamento e analisi del circuito
La radiofrequenza è abbreviata in RF. La radiofrequenza è la corrente a radiofrequenza, che è una sorta di onda elettromagnetica a corrente alternata ad alta frequenza. È l'abbreviazione di Radio Frequency, che significa la frequenza elettromagnetica che può essere irradiata nello spazio. La gamma di frequenza è compresa tra 300 KHz e 300 GHz. La corrente alternata che cambia meno di 1,000 volte al secondo è chiamata corrente a bassa frequenza e quella che cambia più di 10,000 volte è chiamata corrente ad alta frequenza. La radiofrequenza è una corrente ad alta frequenza. Alta frequenza (maggiore di 10K); la radiofrequenza (300K-300G) è la banda di frequenza più alta dell'alta frequenza; la banda di frequenza delle microonde (300M-300G) è la banda di frequenza più alta della frequenza radio. La tecnologia a radiofrequenza è ampiamente utilizzata nel campo della comunicazione wireless e il sistema televisivo via cavo utilizza la trasmissione a radiofrequenza.
Il chip a radiofrequenza si riferisce a un componente elettronico che converte la comunicazione del segnale radio in una determinata forma d'onda del segnale radio e lo invia attraverso la risonanza dell'antenna. Include un amplificatore di potenza, un amplificatore a basso rumore e un interruttore per antenna. L'architettura del chip a radiofrequenza comprende due parti: canale di ricezione e canale di trasmissione.
Schema a blocchi del circuito di trasmissione
2. La funzione e il ruolo di ogni componente
1) Modulatore di trasmissione: Struttura: il modulatore di trasmissione si trova all'interno della frequenza intermedia, che è equivalente a MOD nella rete a banda larga. Funzione: durante la trasmissione, le informazioni di trasmissione in banda base (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) elaborate dal circuito logico e il segnale dell'oscillatore locale vengono modulate nella frequenza intermedia di trasmissione.
2) Oscillatore controllato dalla tensione di trasmissione (TX-VCO): Struttura: l'oscillatore controllato dalla tensione di trasmissione è un circuito oscillatore a tre punti con condensatore la cui frequenza di uscita è controllata dalla tensione; è integrato in un piccolo circuito stampato durante la produzione e ha cinque pin: pin di alimentazione, pin di messa a terra, pin di uscita, pin di controllo, pin di commutazione della frequenza 900M / 1800M. Quando c'è una tensione di lavoro adatta, oscillerà per generare un segnale di frequenza corrispondente.
Funzione: trasmette il segnale IF modulato dal modulatore interno IF nel segnale di frequenza 890M-915M (GSM) che la stazione base può ricevere.
Principio: come tutti sappiamo, la stazione base può ricevere solo il segnale di frequenza di 890M-915M (GSM), mentre il segnale di frequenza intermedia modulato dal modulatore di frequenza intermedia (come il segnale Samsung IF 135M) non può essere ricevuto dalla stazione di base . Pertanto, TX-VCO deve essere utilizzato per trasmettere il segnale di frequenza intermedia La frequenza diventa il segnale di frequenza 890M-915M (GSM).
Durante la trasmissione, la parte di alimentazione invia una tensione 3VTX per far funzionare TX-VCO e generare il segnale di frequenza di 890M-915M (GSM) in due modi: a), il campione viene rimandato all'IF, mescolato con il locale segnale dell'oscillatore per produrne uno e la trasmissione IF Il segnale di discriminazione della frequenza di trasmissione uguale viene inviato al rivelatore di fase per confrontarlo con la frequenza intermedia di trasmissione; se la frequenza di oscillazione TX-VCO non corrisponde al canale di lavoro del telefono cellulare, il rilevatore di fase genererà una tensione di salto 1-4V (con tensione DC di trasmissione AC di informazioni) per controllare la capacità del varactor interno in TX-VCO per raggiungere lo scopo di regolare la precisione della frequenza. b). Dopo essere stata amplificata dall'amplificatore di potenza, l'antenna viene convertita in radiazione di onde elettromagnetiche.
Si può vedere da quanto sopra che la frequenza viene generata dal TX-VCO fino a quando il campione viene rimandato all'IF, quindi viene generata la tensione per controllare il lavoro TX-VCO; forma solo un anello chiuso e controlla la fase di frequenza, quindi questo circuito è anche chiamato circuito ad anello ad aggancio di fase di trasmissione.
3) Amplificatore di potenza (amplificatore di potenza): Struttura: L'attuale amplificatore di potenza per telefoni cellulari è un amplificatore di potenza a doppia frequenza (amplificatore di potenza 900M e amplificatore di potenza 1800M integrato), suddiviso in amplificatore di potenza in vinile e amplificatore di potenza con cassa in ferro; diversi modelli di amplificatori di potenza non possono essere scambiati.
Funzione: Amplifica il segnale in frequenza oscillato da TX-VCO per ottenere una corrente di potenza sufficiente, che viene trasformata in onda elettromagnetica e irradiata dall'antenna.
Vale la pena notare che l'amplificatore di potenza amplifica l'ampiezza del segnale di frequenza trasmesso e non può amplificarne la frequenza.
Le condizioni di lavoro dell'amplificatore di potenza: a), tensione di lavoro (VCC): l'alimentazione dell'amplificatore di potenza del telefono cellulare è fornita direttamente dalla batteria (3.6 V); b), il terminale di massa (GND): la corrente forma un anello; c), il segnale di conversione di potenza a doppia frequenza (BANDSEL): controlla l'amplificatore di potenza per funzionare a 900 M o 1800 M; d), segnale di controllo della potenza (PAC): controlla l'amplificazione dell'amplificatore di potenza (corrente di lavoro); e), segnale di ingresso (IN); segnale di uscita (OUT). 4) Trasformatore di trasmissione: Struttura: due bobine con lo stesso diametro del filo e numero di spire sono vicine l'una all'altra e sono composte dal principio di induttanza reciproca. Funzione: invia l'amplificatore di potenza trasmette il campionamento della corrente di potenza al controllo di potenza. Principio: quando la corrente di potenza di trasmissione dell'amplificatore di potenza passa attraverso il trasformatore di trasmissione durante la trasmissione, una corrente della stessa grandezza della corrente di potenza viene indotta nel suo secondario, che viene rilevata (rettifica ad alta frequenza) e inviata al controllo di potenza.
5) Segnale del livello di potenza: il cosiddetto livello di potenza significa che gli ingegneri dividono il segnale ricevuto in otto livelli durante la programmazione del telefono cellulare. Ciascun livello di ricezione corrisponde al primo livello di potenza di trasmissione (come mostrato nella tabella seguente). Quando il telefono cellulare funziona, la CPU si basa sul segnale ricevuto. La forza viene utilizzata per valutare la distanza tra il telefono cellulare e la stazione base e inviare un segnale di livello di trasmissione appropriato per determinare l'amplificazione dell'amplificatore di potenza (ovvero, quando la ricezione è forte, la trasmissione è debole).
Tabella di potenza allegata:
6) Controlador de potencia (control de potencia): estructura: un amplificador de comparación operacional. Función: confronta il señal de muestreo de corriente de potencia broadcastida con il señal de nivel de potencia per ottenere un señal de time adecuada per controlar l'amplificazione dell'amplificatore de potencia. Principio: Cuando la corriente de potencia pasa a through the transformador de transmisión during the transmisión, la corriente inducida en su secundario se detecta (rectificación de alta frecuencia) y se envía al control de potencia; al mismo tiempo, la señal de nivel de potencia preestablecido también se envía al control de potencia durante la programación; dos Después de comparar estas señales internamente, se genera una señal de voltaje para controlar la amplificación del amplificador de potencia, de modo que la corriente de trabajo del amplificador de potencia sea moderada, lo que ahorra energía y prolonga la vida útil del amplificador de potencia (voltaje de control de alta potencia, potencia del amplificador de alta potencia).
3. Proceso de la señal de transmisión Al transmissionir, la información de la banda base de transmisión (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) procede al circuito lógico se envía al modulador de transmisión interno de frecuencia intermedia y se modula con la señal del oscilador local. Transmitir frecuencia intermedia. Si la estación base de la señal de FI no puede recibirla, el TX-VCO debe usarse para aumentar la frecuencia de la señal de FI a 890M-915M (GSM). Funzione di Cuando TX-VCO, il señal de frecuencia de 890M-915M (GSM) se genera de dos formas:
un). Se envía un muestreo al IF, mezclado con il señal del oscilador local para producir una señal de discriminación de frecuencia de transmisión igual al IF de transmisión, y se envía al detector de fase para compararlo con el IF de transmisión; si la frecuencia de oscilación del TX-VCO non coincide con il teléfono móvil El detector de fase generará un voltaje de salto de 1-4V per controlar la capacitancia del diodo de capacitancia variable interno de TX-VCO per lograr el propósito de ajustar la frecuencia. b) El amplificador de potencia de entrada de dos vías es amplificado por la antena y convertido en ondas electromagnéticas para radiación. Para controlar la amplificación del amplificador de potencia, cuando la corriente de potencia pasa por el transformador transmisor durante la trasmissione, se detecta la corriente inducida en su secundario (rectificación de alta frecuencia) y se envía al control de potencia; al mismo tiempo, la señal de nivel de potencia preestablecido también se envía a Control de potencia: después de comparar las dos señales internamente, se genera una señal de voltaje para controlar l'amplificación del amplificador de potencia, de modo que la corriente de trabajo del amplificador de potencia sea moderada, lo que ahorra energy y puede extender la vida útil del amplificador de potencia. El status quo de la cadena de l'industria nacional de chips de RF
En el campo de los chips de radiofrecuencia, el mercado está principalmente monopolizado por gigantes extranjeros. En términos de chips de radiofrecuencia nacionales, ninguna empresa puede respaldar de forma independentel modo de funcionamiento de IDM, principalmente las empresas de diseño Fabless; las empresas nacionales se han formado gracias a la colaboración de diseño, fundición y embalaje. Modelo operativo "Soft IDM" ".
In termini di progettazione dei chip a radiofrequenza, le aziende nazionali hanno ottenuto un certo successo con i chip 5G e hanno determinate capacità di spedizione. Il design del chip RF ha una soglia elevata. Con l'esperienza di sviluppo RF, può accelerare lo sviluppo di successivi chip RF di alto livello.
In termini di confezionamento di chip RF, da un lato, l'aumento della frequenza dei chip RF 5G porta ad un maggiore impatto sulle prestazioni del circuito dei fili di connessione nel circuito. La lunghezza dei cavi di collegamento del segnale deve essere ridotta durante l'imballaggio; d'altra parte, sono necessari amplificatori di potenza, amplificatori a basso rumore e interruttori. E il pacchetto di filtri diventa un modulo, che riduce le dimensioni da un lato e facilita l'uso dei produttori di terminali a valle dall'altro. Per ridurre i parassiti dei parametri di radiofrequenza, sono necessarie le tecnologie di confezionamento Flip-Chip, Fan-In e Fan-Out.
Flip-Chip e Fan-In, packaging del processo Fan-Out, non necessitano di utilizzare cavi di collegamento a filo d'oro per il collegamento del segnale, riducendo gli effetti elettrici parassiti causati dal filo di collegamento a filo d'oro e migliorando le prestazioni RF del chip; nell'era del 5G, il Flip-Chip / Fan-In / Fan-Out ad alte prestazioni combinato con la tecnologia di confezionamento Sip rappresenterà la tendenza futura del packaging.
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