全集成CMOS GSM射頻收發(fā)器的實現(xiàn)與應用

　　作為目前在世界上使用最為廣泛的移動通信標準，自從九十年代開始在全球大規(guī)模商用以來，GSM一直展示出強大的生命力。不管是在GSM的發(fā)源地歐洲，還是在移動通信的新興市場亞洲、非洲，GSM系統(tǒng)都擁有最為成熟和完善的產(chǎn)業(yè)鏈和用戶群，涵蓋了系統(tǒng)、終端、設備、軟件、測試等等領域。隨著GPRS、EDGE等可以進一步豐富GSM數(shù)據(jù)應用的技術開始應用，在今后的相當長的時間內(nèi)，GSM憑借廣泛的網(wǎng)絡覆蓋、可靠的通信質(zhì)量、低廉的資費，必將構造和3G標準共存雙贏的格局。

　　手機終端作為和用戶接觸最為緊密的產(chǎn)品，其價格、性能、體積、節(jié)能是用戶在選購時的首要考慮因素。于是手機終端設計廠商在比較各種解決方案時，集成度、性能、功耗都是重要的參考因素。

　　手機終端中最重要的核心是射頻芯片和基帶芯片，射頻芯片負責射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大;基帶芯片負責信號處理和協(xié)議處理。最早期的GSM終端，射頻部分都是使用雙極工藝的分立元件，需要超過70顆芯片和元器件，面積大、成本高。隨著九十年代末期CMOS射頻工藝的進步和成熟，使用和數(shù)字工藝兼容的CMOS工藝制造高性能、高集成度的射頻芯片逐步成為潮流。

　　RDA6205芯片基本特性

　　RDA6205是由銳迪科微電子研發(fā)的收發(fā)器芯片，這是一款高性能、全集成CMOS GSM收發(fā)器芯片，封裝后芯片尺寸只有5mm×5mm。該芯片中集成了LNA、混頻器、濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、DSP、PLL頻率合成器和模擬基帶接口。只需少量外圍元件，就能構成完整的射頻子系統(tǒng)，并且可以通過內(nèi)置的通用模擬基帶接口和市場主流的多種基帶芯片通信。

　　作為一款全集成的GSM射頻收發(fā)器芯片，RDA6205有著優(yōu)異的射頻性能，其GSM頻段接收靈敏度達-108dBm，遠超過GSM標準規(guī)定的-102dBm;其發(fā)射頻譜400kHz的ACPR達到-70dBc，比同類產(chǎn)品提高了3~5dB。

　　RDA6205芯片同時支持數(shù)字補償晶振(DCXO)，使得整個系統(tǒng)可以非常魯棒地抵御溫度變化帶來的頻率漂移，進而滿足發(fā)射接收頻偏<0.1ppm這樣苛刻的GSM標準要求。而在傳統(tǒng)方案中，用戶為了達到這個目的，不得不選擇昂貴的溫補晶振(TCXO)。

　　RDA6205芯片工作原理

　　RDA6205原理框圖如圖1所示。

　　圖1：RDA6205的功能模塊圖

　　當RDA6205芯片工作在接收模式時，需要將任意強度的射頻信號變成基本恒定強度的基帶信號，然后送給基帶芯片。微弱的射頻信號，通過差分端口輸入芯片，首先進入前端的LNA，LNA在不引入太大額外噪聲的條件下，可以將輸入信號放大20dB，大大降低接收鏈路其它電路對自身噪聲的要求。隨后信號進入正交下變頻混頻器，下變頻到100kHz的近零中頻。由于在現(xiàn)實復雜的GSM空中網(wǎng)絡環(huán)境中，我們期望接收的信號附近往往存在著很大的干擾信號(block signal)，所以經(jīng)過正交下變頻后的信號，需要通過一個中心頻率在100kHz的復數(shù)帶通濾波器，濾除帶外的干擾信號。完成濾波操作后的信號直接送到高精度高動態(tài)范圍的Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，被轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。