The RF front end is generally defined as everything between the antenna and the digital baseband system. For a receiver, this "between" area includes all the filters, low-noise amplifiers (LNAs), and down-conversion mixer(s) needed to process the modulated signals received at the antenna into signals suitable for input into the baseband analog-to-digital converter (ADC). For this reason, the RF front end is often called the analog-to-digital or RF-to-baseband portion of a receiver.
inRead™ invented by Teads.tv
Radios work by receiving RF waves containing previously modulated information sent by a RF transmitter. The receiver is basically a low noise amplifier that down converts the incoming signal. Hence, sensitivity and selectivity are the primary concerns in receiver design.
Conversely, a transmitter is an up converts an outgoing signal prior to passage through a high power amplifier. In this case, non-linearity of the amplifier is a primary concern. Yet, even with these differences, the design of the receiver front end and transmitter back end share many common elements—like local oscillators. In this chapter, we'll concentrate our efforts on understanding the receiver side.
Thanks to advances in the design and manufacture of integrated circuits (ICs), some of the traditional analog IF signal processing tasks can be handled digitally. These traditional analog tasks, like filtering and up-down conversion, can now be handled by means of digital filters and digital signal processors (DSPs). Texas Instruments have coined the term digital radio processors for this type of circuit.
This migration of analog into digital circuits means that the choice of what front-end functions are implemented by analog and digital means generally depends on such factors as required performance, cost, size, and power consumption. Because of the mix of analog and digital technologies, RF front end chips using mixed-signal technologies may also be referred to as RF-to-digital or RF-to-baseband (RF/D) chips.
Why is the front end so important? It turns out that this is arguably the most critical part of the whole receiver. Trade-offs in overall system performance, power consumption, and size are determined between the receiver front end and the ADCs in the baseband (middle end). In more detail, the analog front end sets the stage for what digital bit-error-rate (BER) performance is possible at final bit detection. It is here that the receiver can, within limits, be designed for the best potential signal to noise ratio (SNR).
Higher Levels of Integration
Look inside any modern mobile phone, multimedia device, or home-entertainment control system that relies on the reception and/or transmission of wireless signals and you'll find an RF front end. In the RIM Blackberry PDA, for example, the communication system consists of both a transceiver chip and RF front-end module (see Fig. 8-1).
8-1. Tear down of modern mobile device reveals several RF front-end chips. (Courtesy of iSuppli)
The front-end module incorporates several integrated circuits (ICs) that may be based on widely different semiconductor processes, such as conventional silicon CMOS and advanced silicon germanium (SiGe) technologies. Functionally, such multichip modules provide most if not all of the analog signal processing—filtering, detection, amplification and demodulation via a mixer. (The term "system-in-package" or SIP is a synonym for multichip module or MCM.)
Multichip front-end modules demonstrate an important trend in RF receiver design, namely, ever-increasing levels of system integration required to squeeze more functionality into a single chip. The reasons for this trend—especially in consumer electronics—come from the need for lower costs, lower power consumption (especially in mobile and portable products), and smaller product size.
Still, regardless of the level of integration, the basic RF architecture remains unchanged: signal filtering, detection, amplification and demodulation. More specifically, a modulated RF carrier signal couples with an antenna designed for a specific band of frequencies.
The antenna passes the modulated signals along to the RF receiver's front end. After much conditioning in the front-end circuitry, the modulation or information portion of the signal—now in the form of an analog baseband signal—is ready for analog-to-digital conversion into the digital world. Once in the digital realm, the information can be extracted from the digitized carrier waveforms and made available as audio, video, or data.
Before the advent of such tightly integrated modules, each functional block of the RF front end was a separate component, designed separately. This means that there were separate components for the RF filter, detector, mixer-demodulator, and amplifier. More importantly, this meant that all of these physically independent blocks had to be connected together.
RF ปลายด้านหน้าที่ถูกกำหนดโดยทั่วไปเป็นทุกอย่างระหว่างเสาอากาศและระบบอุปกรณ์ดิจิตอล สำหรับรับสัญญาณ นี้ " ระหว่าง " พื้นที่ประกอบด้วยตัวกรองทั้งหมด เสียงเครื่องขยายเสียง ( lnas ) ลงผสมแปลง ( s ) ใช้กระบวนการปรับสัญญาณที่ได้รับเสาอากาศที่เป็นสัญญาณ เหมาะสำหรับใส่ใน baseband งูปล้องทอง ( ADC ) ด้วยเหตุผลนี้RF ปลายด้านหน้ามักเรียกว่า analog-to-digital หรือ RF เพื่อกันส่วนของรับ
inread ™คิดค้นโดย teads งานวิทยุโทรทัศน์
โดยได้รับคลื่น RF ที่มีก่อนหน้านี้ โดยข้อมูลที่ถูกส่งโดย RF เครื่องส่งสัญญาณ รับเป็นพื้นต่ำเครื่องขยายเสียงรบกวนลงแปลงสัญญาณขาเข้า ดังนั้น ความไวและการมีความกังวลหลักในการออกแบบเครื่องรับ
แต่เครื่องมาแปลงเป็นสัญญาณขาออกก่อนผ่านแอมป์พลังสูง ในกรณีนี้ไม่ของเครื่องขยายเสียงที่เป็นความกังวลหลัก แต่แม้จะมีความแตกต่างเหล่านี้ การออกแบบด้านหน้าปลายรับและตัวส่งกลับจบลงร่วมกันหลายองค์ประกอบทั่วไปเช่น oscillators ท้องถิ่น ในบทนี้เราก็จะมุ่งความพยายามของเราในด้านความเข้าใจ รับ
ขอบคุณความก้าวหน้าในการออกแบบและการผลิตวงจรรวม ( ไอซี ) , บางส่วนของแอนะล็อกแบบดั้งเดิม ถ้าสามารถจัดการงานการประมวลผลสัญญาณแบบดิจิทัล . เหล่านี้แบบดั้งเดิมแบบงานเช่นการกรองและการเปลี่ยนแปลงขึ้นลง สามารถจัดการโดยวิธีการของตัวกรองดิจิตอลและประมวลผลสัญญาณแบบดิจิตอล ( dsps )Texas Instruments มี coined ระยะวิทยุดิจิตอลโปรเซสเซอร์สำหรับวงจรประเภทนี้
นี้การย้ายถิ่นของอนาล็อกเป็นวงจรดิจิตอลหมายความว่าทางเลือกของสิ่งที่จะดำเนินการโดยฟังก์ชันระบบอนาล็อกและดิจิตอลหมายถึงโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ต้องการแสดง ราคา ขนาด และการใช้พลังงาน เพราะส่วนผสมของเทคโนโลยีอนาล็อกและดิจิตอลปลายด้านหน้าชิปที่ใช้เทคโนโลยี RF สัญญาณผสมอาจจะเรียกว่า RF เพื่อดิจิตอลหรือ RF เพื่อ baseband ( RF / D ) ชิ
ทำไมปลายด้านหน้าจึงสำคัญ ? ปรากฎว่ามันเป็น arguably ส่วนที่สำคัญที่สุดของผู้รับทั้งหมด ไม่ชอบการค้าในประสิทธิภาพโดยรวมของระบบการใช้ไฟฟ้าและขนาดกำลังพิจารณาระหว่างสิ้นสุดสัญญาณด้านหน้าและ adcs ใน baseband กลาง ( จบ ) รายละเอียดเพิ่มเติม แบบปลายด้านหน้าตั้งเวทีสำหรับสิ่งที่ดิจิตอลอัตราความผิดพลาดบิต ( เบอร์ ) ประสิทธิภาพเป็นไปได้ที่ตรวจหาบิตสุดท้าย มันอยู่ที่นี่ที่ผู้รับสามารถภายในวงเงินที่ได้รับการออกแบบมาสำหรับที่ดีที่สุดที่มีศักยภาพอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียง ( SNR )
สูงกว่าระดับของบูรณาการดูในโทรศัพท์มือถือใด ๆที่ทันสมัย อุปกรณ์มัลติมีเดีย หรือควบคุมระบบความบันเทิงภายในบ้านที่อาศัยการรับและ / หรือการส่งของสัญญาณไร้สายและคุณจะพบ RF หน้าจบ ใน RIM BlackBerry PDA , ตัวอย่าง , ระบบการสื่อสารประกอบด้วยทั้งทรานซีฟเวอร์ชิปและโมดูลระบบ RF ( ดูรูปที่ 8-1 ) .
8-1 .ฉีกลงในโทรศัพท์มือถือที่ทันสมัยพบชิประบบ RF หลาย ( มารยาทของ iSuppli )
front-end โมดูลประกอบด้วยหลายวงจรรวม ( ไอซี ) นั้นอาจจะขึ้นอยู่กับกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวางเช่นซิลิคอนเจอร์เมเนียมซิลิคอนแบบดั้งเดิมและทันสมัย ( SiGe ) เทคโนโลยี การทำงาน ,โมดูลเช่น multichip ให้มากที่สุดหากไม่ได้ทั้งหมดของการประมวลผลสัญญาณอนาล็อกกรอง ตรวจสอบ เครื่องขยายเสียงและดีมอดูเลชัน โดยผ่านเครื่องผสม ระบบ ( คำว่า " ในแพคเกจ " หรือจิบเป็นไวพจน์ของ multichip โมดูลหรือล้านลบ . ม. )
multichip ระบบโมดูล แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่สำคัญใน RF รับออกแบบ คือเพิ่มระดับของการรวมระบบต้องบีบเพิ่มเติมฟังก์ชันลงในชิปตัวเดียว เหตุผลสำหรับแนวโน้มนี้โดยเฉพาะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มาจากต้องการลดต้นทุน ลดการใช้พลังงาน ( โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์โทรศัพท์มือถือ และแบบพกพา ) , และขนาดเล็กขนาด
ยัง โดยไม่คำนึงถึงระดับของบูรณาการสถาปัตยกรรม RF พื้นฐานยังคงไม่เปลี่ยนแปลง :การกรองสัญญาณตรวจจับเครื่องขยายเสียงและดีมอดูเลเตอร์ . มากขึ้นโดยเฉพาะ โดยผู้ให้บริการสัญญาณ RF คู่กับเสาอากาศที่ออกแบบมาสำหรับกลุ่มที่เฉพาะเจาะจงของความถี่
เสาอากาศผ่านสัญญาณ RF รับปรับไปหน้าสุดท้าย หลังจากปรับมากในระบบวงจร ,การปรับหรือข้อมูลส่วนของสัญญาณในรูปแบบของสัญญาณอะนาล็อกอุปกรณ์พร้อมสำหรับการแปลง analog-to-digital เข้าสู่โลกดิจิตอล ครั้งหนึ่งในอาณาจักรดิจิตอล ข้อมูลที่สามารถสกัดได้จากดิจิตอลและผู้ให้บริการสามารถให้บริการเป็นข้อมูลเสียง วิดีโอ หรือ
ก่อนที่แอดเวนต์ของโมดูลรวมแน่นแต่ละบล็อกการทำงานของ RF ปลายด้านหน้าเป็นส่วนประกอบที่แยกมาต่างหาก ซึ่งหมายความว่ามีส่วนประกอบที่แยกต่างหากสำหรับกรอง RF , เครื่อง , ดีโมดูเลเตอร์ , เครื่องผสมและเครื่องขยายเสียง ที่สำคัญ ซึ่งหมายความว่าทั้งหมดของบล็อกอิสระทางร่างกายเหล่านี้ถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน
การแปล กรุณารอสักครู่..