多重标准射频前端的挑战 - 移动设备多重标准射频前端的挑战

　　多重标准射频前端可能是独立的集成电路，或是一个较大、且整合了射频及调制解调器之芯片系统(SoC)解决方案的一部份。在这两种情况中，射频电路系统的关键设计需求基本上相同，也就是：

　　● 必须支持一大规模的操作频带，以及大范围的通道频宽

　　● 必须支持高度输入信号动态范围(低噪声、高线性度)

　　● 必须与其它射频功能共存，并不受“真实世界”的妨碍影响

　　● 必须能相符天线限制，即尺寸、天线共享、天线隔离等

　　● 必须是低电量，以达电池之最长寿命

　　● 必须能使用低系统成本

　　● 必须提供小规模的解决方案

　　当然，在任何前端射频的系统整合中，这些都是最典型的考虑因素，但当多重无线电因不同的聚集需求而共同指定位置时，这些挑战会更为艰难。

　　多重标准前端之范例

　　在一包含FM、数字音频广播(DAB)和DVB-T数字电视(针对欧洲市场)的可携式装置中，“仅仅”提供广播电视及无线电信号的多重标准前端设计，就已是一项挑战。接收器的合成器必须在88MHz(FM)到超过800MHz(DVB-T数字电视) 的频率中涵盖10HMz的范围， 最低支持至个位数千赫(FM)的频距，提供低整合相位噪声。以支持正交调幅(QAM)64(DVB-T数字电视)， 也需搭配低单边带杂音，以缓和影像中出现小的影像区块之现象。除了这些合成器的挑战之外，接收器的射频输入级必须支持一广泛的动态范围(低噪声、高线性度)，使其能接收通常含有干扰的信号准位之收信，范围低至-105dBm(FM)，高至0dBm(数位音频广播)，而基频区段则需支持通道频宽，自200KHz(FM)～8MHz(DVB-T数字电视)。

　　要满足这些不同的前端效能需求，其一方法就是设计多重射频电路，接合至多重相对应的基频电路。然而，如果在特定的消费性电子产品装置中只能支持一或二项应用程序标准，这样的方法将会造成组件尺寸过大，而失去商业上的竞争性。要解决此问题，较好的方式为使用一可重复设定的接收器结构。

　　图4的区块图显示Mirics Semiconductor MSi002涵盖从长波至L波带间所有频率的多重标准广播射频前端。这项装置配具有多重输入扩音器，其已为一特定操作带设定好最佳化，不过接着会将其所有输出聚集至一普遍可程序设计的降频转换以及基频结构。这项方法会使特定的使用案例相互排除，例如消费者不会想要在同一时间听无线电和看电视。

　　这项可再设定的结构，确保了每一输入级提供正确的音信效能、信号处理及消耗功率组合。同时，基频效益及滤波器的可再配置性，结合了分数式频率合成器的弹性，确保可以接受所有相关通道，并以充分的模拟处理将其呈现在解调器上。而可重复设定的基频方法在广播收信上效果显著，但在其它如无线局域网络和蓝芽等的功能性使用案例上可能无法多加利用，因其可能需要无线电的同时操作(例如无线影像分流及无线蓝芽音效)。

　　要确保有绝佳的“真实世界”使用者经验，在具有不需要之干扰的环境下，高效能正是关键。在这个广播接收器范例的情况下，典型的通道中干扰源包括了高功率FM信号，其二次谐波可能会落在想要的数字音频广播(DAB)信号上，或数字音频广播(DAB)信号的谐波落在想要的DVB-T数字电视频道上。另外，震动器和所需的信号的谐波混频结果也有可能于落于频带内。造成封锁想要信号的其它干扰情形包括强烈的邻近通道，或是因相位噪声不足而产生的宽带干扰信号相互混杂。谨慎选择降频转换结构(外差相对于零差)、使用抗谐波混合及过滤芯片，可以协助减缓这些问题。

　　在接收广播信号的情况下，双重、三重甚或四重科技可以用来减少必须整合至一消费性电子产品装置中的实际天线数量。然而，有限的宽带天线频率响应和显著的多重插入损失，通常会将天线共享限制于双重配置之上。

　　系统效能并非由射频前端单独指定，并且在射频前端与数字解调器之间，信号处理的光学分隔其中还有着功率与尺寸的妥协。模拟过滤为此处的最佳范例：如果一射频前端提供了过多的模拟信道选择，则组件尺寸会受到负面性的影响。相反地，如果提供不够充分的模拟选择，解调器至数字转换器的模拟将会面临不合理的动态范围需求。如此谨慎考虑的系统交换可以提供显著的技术及商业效益。