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通用無線單芯片電路
閱讀：887 發(fā)布時(shí)間：2021-4-15
提到藍(lán)牙二字，先想到的是藍(lán)牙耳機(jī)與藍(lán)牙模塊。藍(lán)牙模塊從芯片方案到藍(lán)牙協(xié)議、通信距離、工作頻率、功能特點(diǎn)等各不相同。且對于實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙成本，爭論最大的問題是生產(chǎn)工藝與元件的需求量。
大多數(shù)藍(lán)牙芯片供應(yīng)商決定采用多芯片方案，其中基帶 DSP 微控制器單元用 CMOS 技術(shù)生產(chǎn)，HF 功能需要的模塊用雙極技術(shù)生產(chǎn)。
這個(gè)方案無疑簡化了芯片設(shè)計(jì)，但它有許多缺點(diǎn)，特別是涉及所需要的元件數(shù)量及印制電路板上所需空間位置和系統(tǒng)集成的問題，所有這些問題直接造成實(shí)現(xiàn)成本較高。
圖：藍(lán)牙無線電系統(tǒng)(最少兩個(gè)芯片)的典型方案，右邊為基帶處理器，左邊為高頻模塊，附加濾波器和天線開關(guān)元件。
每個(gè)芯片包含基帶 DSP,高頻部分和全集成單元的多用途 16bitAISC 處理器。這種受到保護(hù)的“芯片中的高頻"體系結(jié)構(gòu)有明顯的優(yōu)點(diǎn)，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過減少分立元件數(shù)量的的優(yōu)點(diǎn)。
它的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)主要有四方面：
①電壓控制振蕩器;
②中頻接收機(jī);
③天線和發(fā)射機(jī) / 接收機(jī)之間的高頻前端;
④集成和生產(chǎn)
圖：單芯片藍(lán)牙方案“Bluecorco1”,只需少量外接元件，尤其是沒有電感、微調(diào)電容器、共振器或?yàn)V波器。
1、電壓控制振蕩器(vCO)方面的優(yōu)點(diǎn)在藍(lán)牙單芯片方案中合成器*與所有 Vco 元件集成在一起，包括諧振器﹑電容器。這些模塊在生產(chǎn)過程中不需要外部微調(diào)。
自檢功能在芯片每次“高速運(yùn)轉(zhuǎn)”時(shí)可進(jìn)行模擬校準(zhǔn)，微調(diào)及匹配程序等例行工作。而在安裝期間調(diào)整工作是不必要的。由運(yùn)行引起的漂移自動產(chǎn)生相應(yīng)的參數(shù)變量，所以可以保證藍(lán)牙高質(zhì)量的連接。
2、高頻方面的優(yōu)點(diǎn)許多傳統(tǒng)的藍(lán)牙系統(tǒng)使用比較高的 100MHz 中頻，以致開發(fā)凄粉需使用 SAW(聲表面波)信道濾波單元。
但是集成在芯片中的所有藍(lán)牙內(nèi)核產(chǎn)品的無線電部分，都用特別低的中頻工作，以致可以在芯片上進(jìn)行濾波，因此不要使用外部元件。此外這種接收機(jī)使用配備有此模擬方案更好的鄰道抑制設(shè)備的全數(shù)字檢測器。
3、HF 前端方面的優(yōu)點(diǎn)目前所有藍(lán)牙系統(tǒng)中天線的接收機(jī) / 發(fā)射機(jī)之間的高頻功能元件不是安在芯片上的。
BlueCore 模塊也不例外，但整個(gè)芯片是用 CMOS 技術(shù)制造的，接收機(jī)具有比雙極技術(shù)制造的設(shè)備的線性高得多，所以對濾波器實(shí)現(xiàn)較簡單。
4、集成和生產(chǎn)方面的優(yōu)點(diǎn)幾乎所有的藍(lán)牙系統(tǒng)都需要對一些或所有元件進(jìn)行屏蔽。
藍(lán)牙單芯片方案不需要屏蔽，整個(gè)產(chǎn)品系列都 確設(shè)計(jì)在 FR4 印刷電路板上。使用 FR4 作基板是考慮到了介電特性及由此產(chǎn)生的損耗的要求，因此也盡可能降低了制造成本。
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