| 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
無線接收機(jī)的經(jīng)典設(shè)計(jì)往往包含一個(gè)中頻片。在低于發(fā)射頻率（和成本）且高于1/f噪聲、IP2和直流偏移會(huì)產(chǎn)生干擾的頻率上,此中頻鏈路可完成某些模擬功能,如放大和濾波等。中頻頻率通常被設(shè)置為調(diào)制信號(hào)帶寬的20～50倍,以取得實(shí)際的濾波性能。
據(jù)此,1Mbps的藍(lán)芽調(diào)制方案需要把中頻設(shè)置在20MHz～50MHz的范圍內(nèi)。然而,市場(chǎng)上大多數(shù)藍(lán)牙解決方案為低中頻（通常為1MHz）或零中頻,這是因?yàn)楦呒啥葻o線單片有很多新的約束條件。
新的環(huán)境
某些電路功能,如差分模式工作和匹配器件（電流鏡）可以在無線單片（radio-on-a-chip）上實(shí)現(xiàn),但無法在經(jīng)典分立設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。在混合信號(hào)（模擬和數(shù)字）芯片中這項(xiàng)混合信號(hào)（模擬和數(shù)字）芯片中這項(xiàng)功能既可以作為模擬電路單元（Cell）的功能,也可以作為數(shù)字信號(hào)處理單元的電路功能執(zhí)行。此外,高集成度可實(shí)現(xiàn)增益和損耗（如直流偏移）的自適應(yīng)控制,電源管理功能使每個(gè)芯片單元都可單獨(dú)供電。
一個(gè)經(jīng)曲設(shè)計(jì)可以包括很多材料特性不同的元器件,而一個(gè)無線單片需要以幾種不同特性的材料實(shí)現(xiàn)所有電路功能。此外,盡管匹配的器件很容易獲得,但只是就容限很大的情況而言。
無線單片的約束條件不斷變化,與此同時(shí),市場(chǎng)要求外部元器件越來越少,整體功耗（尤其對(duì)于移動(dòng)設(shè)備）越來越低,芯片尺寸（成本）越來越小。
新型中頻頻率
一系列新約束條件的結(jié)果是,無線單片不能工作于30MHz～70MHz經(jīng)典中頻。
在一些設(shè)計(jì)中,通過采用新型多相（合成的）濾波器設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)芯片的中頻濾波,如圖1所示。這些設(shè)計(jì)利用放大器對(duì)增益完全匹配,在低中頻上獲得很寬的相對(duì)的帶寬。低中頻與無源器件在芯片上獲得的容限兼容。此外,低中頻還降低了片上解調(diào)前模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）所要求的抽樣率（因而也降低了功耗）。
有些設(shè)計(jì)選擇采用低通濾波器的零中頻解決方案。與低中頻解決方案的帶通濾波器相比,零中頻解決方案的優(yōu)點(diǎn)之一在于它的低通濾波器只占用較小的芯片面積。這種設(shè)計(jì)中,放大器和下變頻器生成的二階互調(diào)會(huì)導(dǎo)致直流偏移問題,這些二階產(chǎn)持由寄生干擾和有效信號(hào)產(chǎn)生。
比較
低中頻和零中頻解決方案各有優(yōu)勢(shì)和缺陷。低中頻解決方案不受二限互調(diào)產(chǎn)生的直流偏移的影響,但占用較大的芯片面積。相比較而言,零中頻解決方案占位較小,但有直流偏移問題。
為了減少低中頻解決方案的占位,可在A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)字化濾波。數(shù)字濾波可由CMOS實(shí)現(xiàn),而不是通過雙極器件,這樣一來,會(huì)大大減少芯片占位。然而,數(shù)字化濾波要求提高A/D轉(zhuǎn)換器抽樣電平數(shù),從而導(dǎo)致電流的增加。
為減少對(duì)直流電偏移的敏感性,零中頻藍(lán)芽解決方案可使用線性下變頻器和睚適應(yīng)直流補(bǔ)償,不過高線性下變頻器要消耗更多的電流,而直流電被償電路需要額外的芯片位置。
市場(chǎng)分割
選擇低中頻或零中頻藍(lán)芽解決方案主要取決于不同市場(chǎng)對(duì)功耗和成本（芯片面積）要求。低中頻解決方案很可能在低功耗的移動(dòng)設(shè)備中占主導(dǎo)地位,而對(duì)于低成本比獲得低功耗更為重要的固定接入設(shè)備,則將大量采用0中頻解決方案。 |
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