基于HED09W06RN-1的WLAN射頻解決方案
WLAN作為無線局域網通信中應用最為廣泛的技術,早已從PC/筆記本市場,逐漸延伸到了音視頻、手持終端、無線城市熱點覆蓋、工業應用等人們工作生活的方方面面,將人們帶入了便利的智能化無線時代。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/259616.htm為了滿足人們對通信速度和質量的更高要求,WLAN的802.11標準也不斷演變,經歷了從b、a、g到n的發展歷程。2.4GHz頻段的802.11b是最早的WLAN協議,采用直接序列擴頻技術和QPSK調制方式,通信數據率最高可達11Mbps;隨后提出的802.11a協議定義在5GHz頻段,采用 52個子載波的正交頻分復用技術(OFDM)和BPSK、QPSK、16-QAM及64-QAM調制方式。根據調制方式不同,通信數據率從6Mbps到 54Mbps不等;802.11g則將上述兩種標準所用技術組合起來,定義在2.4GHz頻段,最高通信速率為54Mbps;最新的802.11n標準采 用分集技術支持多個收發通道同時工作以提高通信質量和速率,同時通過將信道帶寬增大到40MHz并采用多達114個OFDM子載波和更高的編碼效率,使得 最高通信數據率達到150Mbps,對于2通道的收發系統,數據率更是能達到300Mbps。
高速率的通信對射頻收發機芯片性能提出了苛刻的要求,為了獲得更優秀的接收信噪比(SNR) 和誤差失量幅度(EVM),射頻收發機需要實現更低的噪聲系數,相噪聲水平,還需要更小的I/Q相位和幅度失配、更高的帶寬以及更好的線性度性能。而從市 場需求的角度來說,WLAN消費類電子產品越來越多的應用于移動終端,這類產品通常價格競爭激烈,而且大多使用電池供電,因此要求射頻芯片具有功耗低、集 成度高和抗干擾能力強等特點。在這樣的要求下設計高性能的射頻收發機芯片具有極大的難度。
北京中電華大電子設計有限責任公司(以下簡稱華大電子)多年來致力于WLAN核心芯片及模塊產品的研究和開發,產品應用覆蓋了筆記本、USB外置無線網卡、家用音視頻、安防 監控、運營商熱點產品、家庭網關、工業應用、智能交通等各個領域。繼成功量產了天聯系列(Airquick)3款同時支持國內(WAPI)/國際 (11i)安全標準的WLAN基帶芯片后,華大電子目前已成功開發出支持802.11b/g/n標準的高集成度射頻收發機芯片HED09W06RN-1, 并以此為基礎推出了WLAN模塊產品(如圖1所示)。
圖1:WLAN模塊實圖。
HED09W06RN- 1是一款面向移動終端市場的高集成度、低功耗單芯片WLAN射頻收發機。芯片工作在2.4GHz頻段,同時支持802.11b/g/n協議。 HED09W06RN-1采用CMOS工藝,集成了完整的收發通路。收發機選擇直接變頻架構(如圖2所示),無須進行鏡像抑制,降低了系統復雜度。而與直接變頻相關的直流偏差則通過在芯片中集成相關電路模塊進行消除。
圖2:HED09W06RN-1芯片架構圖。
HED09W06RN-1利用其集成度高的優勢,在保證收發機性能的前提下將低噪聲放大器(LNA)、 壓控振蕩器(VCO)和功放驅動放大器(PA Driver)等射頻模塊集成到芯片中,使得在產品開發中需要的外部芯片數量減到最少,同時也大幅減少了開發板上的電阻電容等表貼組件數量,不但降低了成 本,而且簡化了設計,提高了生產良率。收發機芯片內部還提供了晶體振蕩頻率校準電路,可以使用片外晶體而不是晶振模塊提供參考時鐘,進一步降低了生產成 本。此外,良好的可配置性使得芯片內各級電路的增益、功耗、帶寬、線性度等參數都可以通過三線串行總線接口進行配置,從而使收發機系統能同時支持不同的協 議要求。HED09W06RN-1在具有高集成度和可配置性的同時,還具有良好的收發性能。接收機噪聲系數低于5dB,對于1Mbps的802.11b信 號接收靈敏度達到-95dBm。接收EVM最低可達-32dB。802.11n對收發機中的I/Q相位和幅度失配有嚴格的要求,而I/Q失配產生的原因在 于芯片版圖的對稱性和一致性。由于芯片加工工藝的差異,I/Q失配通常很難被消除,從而會嚴重影響信號收發質量。HED09W06RN-1內部集成了相應 的電路模塊來完成I/Q失配的校正,這些輔助模塊除了校正收發機I/Q失配之外,還能校正發射本振信號泄漏,從而將由各種非理想因素導致的收發機性能惡化 降低到最低程度。
HED09W06RN-1采用7mm×7mm QFN48封裝,與業界現有的WLAN射頻芯片方案相比,不僅芯片面積更小,外部組件數量也大幅減少,整體設計方案復雜度大大降低,使得系統設計廠商的產品成本預算得到了大幅縮減,顯著提升了產品解決方案的競爭力。
華大電子依托其雄厚的技術研發實力,可為客戶提供基于RF芯片的產品解決方案。并對產品開發過程中出現的問題,給予全方位的技術支持。
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