Un téléphone mobile qui peut prendre en charge les appels téléphoniques, les messages texte, les services réseau et les applications APP contient généralement cinq parties: fréquence radio, bande de base, gestion de l'alimentation, périphériques et logiciels.
Fréquence radio: généralement la partie de l'envoi et de la réception d'informations; bande de base: généralement la partie du traitement de l'information; gestion de l'alimentation: généralement la partie économie d'énergie. Étant donné que les téléphones portables sont des appareils à énergie limitée, la gestion de l'alimentation est très importante; périphériques: comprennent généralement l'écran LCD, le clavier, le châssis, etc. logiciel: comprend généralement les systèmes, les pilotes, les intergiciels et les applications.
Dans le terminal de téléphonie mobile, le noyau le plus important est la puce de radiofréquence et la puce de bande de base. La puce de radiofréquence est responsable de l'émetteur-récepteur de radiofréquence, de la synthèse de fréquence, de l'amplification de puissance; la puce de bande de base est responsable du traitement du signal et du traitement du protocole. Alors, quelle est la relation entre la puce RF et la puce de bande de base?
La relation entre la puce RF et la puce de bande de base
La fréquence radio (fréquence radio) et la bande de base (bande de base) sont toutes deux traduites littéralement de l'anglais. Parmi eux, la première application de la radiofréquence est la radiodiffusion radio (FM / AM), qui reste l'application la plus classique de la technologie des radiofréquences et même du domaine radio.
La bande de base est le signal avec le point central de la bande à 0 Hz, la bande de base est donc le signal le plus élémentaire. Certaines personnes appellent également la bande de base "signal non modulé". Une fois ce concept correct, par exemple, AM est un signal modulé (aucune modulation n'est requise et le contenu peut être lu à travers les composants sonores après réception).
Mais pour le domaine de la communication moderne, les signaux en bande de base se réfèrent généralement à des signaux modulés numériquement avec le centre du spectre à 0 Hz. Et il n'y a pas de concept clair que la bande de base doit être analogique ou numérique, tout dépend du mécanisme de mise en œuvre spécifique.
Plus près de chez nous, les puces en bande de base peuvent être considérées comme comprenant des modems, mais pas seulement des modems, mais également un codec de canal, un codec source et un traitement de signalisation. La puce RF peut être considérée comme la conversion ascendante et descendante la plus simple des signaux modulés en bande de base.
La soi-disant modulation est le projet de moduler le signal à transmettre sur la porteuse à travers une certaine règle et de l'envoyer ensuite via l'émetteur-récepteur RF. La démodulation est le processus inverse.
Principe de fonctionnement et analyse des circuits
La fréquence radio est abrégée en RF. La fréquence radio est un courant de fréquence radio, qui est une sorte d'onde électromagnétique à courant alternatif haute fréquence. C'est l'abréviation de Radio Frequency, qui signifie la fréquence électromagnétique qui peut être rayonnée dans l'espace. La gamme de fréquences est comprise entre 300KHz et 300GHz. Le courant alternatif qui change moins de 1,000 10,000 fois par seconde est appelé courant basse fréquence, et celui qui change plus de 10 300 fois est appelé courant haute fréquence. La fréquence radio est un courant à haute fréquence. Haute fréquence (supérieure à 300K); la fréquence radio (300K-300G) est la bande de fréquence la plus élevée de haute fréquence; La bande de fréquence micro-ondes (XNUMXM-XNUMXG) est la bande de fréquence la plus élevée de la fréquence radio. La technologie des radiofréquences est largement utilisée dans le domaine des communications sans fil et le système de télévision par câble utilise la transmission par radiofréquence.
La puce de radiofréquence fait référence à un composant électronique qui convertit la communication de signal radio en une certaine forme d'onde de signal radio et l'envoie par résonance d'antenne. Il comprend un amplificateur de puissance, un amplificateur à faible bruit et un commutateur d'antenne. L'architecture de la puce radiofréquence comprend deux parties: le canal de réception et le canal de transmission.
Schéma fonctionnel du circuit de transmission
2. La fonction et le rôle de chaque élément
1) Modulateur émetteur: Structure: Le modulateur émetteur se trouve à l'intérieur de la fréquence intermédiaire, ce qui équivaut au MOD dans un réseau à large bande. Fonction: Lors de la transmission, les informations de bande de base de transmission (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) traitées par le circuit logique et le signal de l'oscillateur local sont modulés dans la fréquence intermédiaire de transmission.
2) Oscillateur contrôlé par tension de transmission (TX-VCO): Structure: L'oscillateur contrôlé par tension de transmission est un circuit oscillateur à trois points à condensateur dont la fréquence de sortie est contrôlée par la tension; il est intégré dans une petite carte de circuit imprimé pendant la production et a cinq broches: broche d'alimentation, broche de masse, broche de sortie, broche de commande, broche de commutation de fréquence 900M / 1800M. Lorsqu'il existe une tension de fonctionnement appropriée, elle oscille pour générer un signal de fréquence correspondant.
Fonction: Transmet le signal IF modulé par le modulateur interne IF dans le signal de fréquence 890M-915M (GSM) que la station de base peut recevoir.
Principe: Comme nous le savons tous, la station de base ne peut recevoir que le signal de fréquence de 890M-915M (GSM), tandis que le signal de fréquence intermédiaire modulé par le modulateur de fréquence intermédiaire (tel que le signal Samsung IF 135M) ne peut pas être reçu par la station de base . Par conséquent, TX-VCO doit être utilisé pour transmettre le signal de fréquence intermédiaire. La fréquence devient le signal de fréquence 890M-915M (GSM).
Lors de la transmission, la partie alimentation envoie une tension 3VTX pour faire fonctionner TX-VCO et génère le signal de fréquence de 890M-915M (GSM) de deux manières: a), l'échantillon est renvoyé au IF, mélangé avec le local signal d'oscillateur pour en produire un et la transmission IF Le signal de discrimination de fréquence d'émission égale est envoyé au détecteur de phase pour comparer avec la fréquence intermédiaire d'émission; si la fréquence d'oscillation du TX-VCO ne correspond pas au canal de travail du téléphone mobile, le détecteur de phase générera une tension de saut de 1 à 4 V (avec une tension de transmission CC de l'information) pour contrôler la capacité du varactor interne dans TX-VCO pour atteindre l'objectif d'ajustement de la précision de fréquence. b). Après avoir été amplifiée par l'amplificateur de puissance, l'antenne est convertie en rayonnement d'ondes électromagnétiques.
On peut voir d'après ce qui précède que la fréquence est générée par le TX-VCO jusqu'à ce que l'échantillon soit renvoyé au IF, puis la tension est générée pour contrôler le travail TX-VCO; il forme juste une boucle fermée et contrôle la phase de fréquence, donc ce circuit est également appelé circuit en anneau à verrouillage de phase d'émission.
3) Amplificateur de puissance (amplificateur de puissance): Structure: L'amplificateur de puissance actuel pour téléphone portable est un amplificateur de puissance à double fréquence (amplificateur de puissance 900M et amplificateur de puissance 1800M intégré), divisé en amplificateur de puissance en vinyle et amplificateur de puissance en fer; différents modèles d'amplificateurs de puissance ne peuvent pas être interchangés.
Fonction: Amplifiez le signal de fréquence oscillé par TX-VCO pour obtenir un courant de puissance suffisant, qui est transformé en onde électromagnétique et rayonné par l'antenne.
Il est à noter que l'amplificateur de puissance amplifie l'amplitude du signal de fréquence transmis et ne peut pas amplifier sa fréquence.
Les conditions de travail de l'amplificateur de puissance: a), tension de fonctionnement (VCC): l'alimentation de l'amplificateur de puissance de téléphone portable est directement fournie par la batterie (3.6 V); b), la borne de masse (GND): le courant forme une boucle; c), le signal de conversion de puissance à double fréquence (BANDSEL): contrôlez l'amplificateur de puissance pour qu'il fonctionne à 900 M ou 1800 M; d), signal de contrôle de puissance (PAC): contrôle l'amplification de l'amplificateur de puissance (courant de travail); e), signal d'entrée (IN); signal de sortie (OUT). 4) Transformateur émetteur: Structure: Deux bobines avec un diamètre de fil et un nombre de tours égaux sont proches l'une de l'autre et sont composées d'un principe d'inductance mutuelle. Fonction: envoyez un échantillonnage de courant de puissance d'émission de l'amplificateur de puissance à la commande de puissance. Principe: Lorsque le courant de puissance d'émission de l'amplificateur de puissance passe à travers le transformateur d'émission pendant la transmission, un courant de même amplitude que le courant de puissance est induit dans son secondaire, qui est détecté (redressement haute fréquence) et envoyé à la commande de puissance.
5) Signal de niveau de puissance: Le soi-disant niveau de puissance signifie que les ingénieurs divisent le signal reçu en huit niveaux lors de la programmation du téléphone mobile. Chaque niveau de réception correspond au premier niveau de puissance d'émission (comme indiqué dans le tableau ci-dessous). Lorsque le téléphone mobile fonctionne, le processeur est basé sur le signal reçu. La force est utilisée pour juger de la distance entre le téléphone mobile et la station de base, et envoyer un signal de niveau de transmission approprié pour déterminer l'amplification de l'amplificateur de puissance (c'est-à-dire que lorsque la réception est forte, la transmission est faible).
Tableau de puissance nominale joint:
6) Controlador de potencia (control de potencia): estructura: un amplificador de comparación operacional. Fonction: Comparez le señal de muestreo de corriente de potencia transmet avec le señal de nivel de potencia pour obtenir un señal de voltaje adecuada para controlar la amplificación del amplificador de potencia. Principio: Cuando la corriente de potencia pasa a través del transformador de transmisión durante la transmission, la corriente inducida en su secundario se detecta (rectificación de alta frecuencia) et se envía al control de potencia; al mismo tiempo, le señal de nivel de potencia preestablecido aussi le contrôle environnemental 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 Transmitir, la información de la banda base de transmission (TXI-P; TXI-N; TXQ-P; TXQ-N) procesada por el circuito lógico se envía al modulador de transmission interno de la 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). Cuando TX-VCO funciona, la señal de frecuencia de 890M-915M (GSM) se genera de dos formas:
une). Se envía un muestreo al IF, mezclado con la señal del oscilador local para productir una señal de discriminación de frecuencia de transmisión igual al IF de transmission, y se envía al detecteur de fase para compararlo con el IF de transmisión; si la frecuencia de oscilación del TX-VCO ne coïncide pas avec la del teléfono móvil El detecteur de fase generará un voltaje de salto de 1-4V para controlar la capacitancia del diodo de capacitancia variable interno de TX-VCO para 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 transmission, se detecta la corriente inducida en su secundario (rectificación de alta frecuencia) et se envía al control de potencia; al mismo tiempo, la señal de nivel de potencia preestablecido aussi se envía a Control de potencia: después de comparar las dos 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 puede extender la vida útil del amplificador de potencia. El statu quo de la cadena de la 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 puces de radiofrecuencia nacionales, ninguna empresa puede respaldar de forma independiente el 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" ".
En termes de conception de puces à radiofréquence, les entreprises nationales ont obtenu un certain succès dans les puces 5G et disposent de certaines capacités d'expédition. La conception de la puce RF a un seuil élevé. Avec l'expérience du développement RF, il peut accélérer le développement de puces RF de haut niveau ultérieures.
En termes de conditionnement des puces RF, d'une part, l'augmentation de la fréquence des puces RF 5G conduit à un impact plus important sur les performances du circuit des fils de connexion dans le circuit. La longueur des fils de connexion du signal doit être réduite lors de l'emballage; d'autre part, des amplificateurs de puissance, des amplificateurs à faible bruit et des commutateurs sont nécessaires. Et le boîtier de filtre devient un module, ce qui réduit la taille d'une part et facilite l'utilisation des fabricants de terminaux en aval d'autre part. Afin de réduire les parasites des paramètres de radiofréquence, des technologies de conditionnement Flip-Chip, Fan-In et Fan-Out sont nécessaires.
Les emballages de processus Flip-Chip et Fan-In, Fan-Out, n'ont pas besoin d'utiliser de fil de liaison en fil d'or pour la connexion du signal, réduisant les effets électriques parasites causés par le fil de liaison en fil d'or et améliorant les performances RF de la puce; à l'ère de la 5G, les puces Flip-Chip / Fan-In / Fan-Out hautes performances combinées à la technologie d'emballage Sip seront la future tendance de l'emballage.
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