基于芯片A7700的射频电路设计

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由于消费类产品对无线通信功能的需求不断增长,针对这些需求目前存在各种技术方案,这些方案的优越性可用下面五个关键指标来衡量:成本,成本越低,应用越广。市场经验说明,当成本每降低10%,市场潜力将会扩大100%;传输范围,短距离无线方案的适用范围一般在室内30米以内;电源效率:无线设备在许多情况下是由电池供电的,因此电池使用寿命是一个关键指标,这一问题将会间接地反映在成本上;服务质量(QoS),在满足数据传输率要求条件下提供可靠的数据链接;高数据传输率,该参数可为无线消费产品市场开辟新的应用领域。过去由于成本问题而无法实现的应用,现在也可通过恰当的设计来实现。

  短距离无线发送器和收发器在自动仪表读数、建筑物控制/安全/自动化、无线传感器网络、保健监控与家庭娱乐系统的远程控制等方面已经大有作为,并且前景依然十分光明。对射频电路的设计更是进一步实现无线通信的关键。

  

 

  台湾笙科电子(AMICCOM)推出的A7700,可以很好辅助工程师对射频电路的设计。A7700是一颗2.4GHz 200米的RF增距芯片,整合了PA、LNA和RF Switch,采用小面积的QFN 3mm x 3mm封装。该芯片可将PA输出功率增加到18dBm,LNA增加11dB增益。A7700可搭配笙科现有及未来所有的2.4 GHz RF收发器,例如笙科电子工程师所提供A7700与A7121、A7125、A7105一起搭配的参考设计,该评估模块均符合美国FCC part 15.247以及欧洲ETSI EN300-328的EMC规范(见图1与图2),设计者不需多花时间调整射频效能,便可获得低成本高效能的解决方案。比起传统的分离式组件设计,采用笙科电子提供的2.4GHz FSK收发器+A7700整合设计,可减少30%外部组件。

  

 

  以A7700与A7105搭配的例子来说,该方案适合300公尺内传输、可程序化资料量2K-500Kbps。A7105的工作频段在 2400-2483MHz之间,并且兼具GFSK以及FSK调变。多重传输通道(~160 channels)设计可轻松选择适合的载频;低耗电的芯片架构,非常适合于无线键盘、无线鼠标、无线遥控、2.4GHz无线语音传输、长距离 2.4GHz控制器、2.4GHz RF ID、无线感知器等多种应用。笙科电子向本刊透漏,A7105目前的平均月出货量已超过数十万套。

  

 

  

 

  当工程师完成无线产品开发后,紧接着要面对的就是RF模块的生产。面对质量不一的PCB生产线,如何稳定地控制RF模块的生产良率常常困扰着工程师。而笙科电子针对每一颗RF芯片,均提供低成本的RF模块验证工具(图5),工程师无需再添购昂贵的RF仪器,即可有效率地确认RF模块是否功能正常。例如,针对A7105+A7700的整合模块,笙科电子的RF验证工具称为TF7105,该工具可以在一秒内告知操作员RF模块验证成功或失败,验证项目包含:RF的发射功率、接收灵敏度、RF频偏、自动校正程序、RF模块的数字接口是否异常。因此,工程师可以将TF7105置于PCB生产线的最后一站,请作业员利用TF7105查验后才回货RF模块,QA工程师也可利用TF7105进行RF模块回货时的入库检查,工程师可以利用TF7105轻易实现质量管理,在终端产品生产效率上提供优异的便利性。

  

 

  笙科电子的总经理曾三田向本刊表示:“团队已成功地将产品拓展到智能电网(自动抄表)、2.4GHz RF ID、PS3与XBOX游戏机的无线手柄、高端无线影音传输等新的应用上。2011年我们预计业绩将维持两位数的成长。”

  此外,笙科电子将在即将召开的2011年IIC China上海展上,展示一系列短距离无线发送器和收发器,包含:

  1. A7130,4Mpbs的2.4GHz TRX(支持自动应答与自动重传,封包AES 128加解密)

  2. A7153,250Kbps展频的2.4GHz Zigbee/RF4CE TRX(Listen-Before-Talk自动避免封包碰撞)。

  3. A7325,搭配A7205的2.4GHz单向解决方案

  4. A7108,高效能的Sub 1GHz TRX(并支持中国470MHz-510MHz自动抄表频段,可达一千米应用距离)

  5. A7831,卫星Single LNB整合型芯片。

  6. A7522,超低成本的卫星Twin LNB 2x2 Switch整合型芯片,并内建Polarity detector。

  无线消费应用是一个巨大的市场,而且每年都在飞速增长。但是,很多开发商在这方面遭遇过挫折,并且缺乏应用经验。此外,与有线产品相比,在价格和性能上现在的很多无线方案还存在不足。随着更多的低成本、高性能短距离无线传输方案的推出,相信会有更多、更好的无线消费产品可供选择。

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