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          1. 新型手機RF模塊設計基礎解讀

            瀏覽次數:1518   更新時間:2017-12-07
            在競爭非常激烈的移動電話業務中,制造商不斷地面臨在越來越短的時間內推出具有更多功能的時髦外形設計的壓力。一些產品設計工程師正在尋找高集成度的無線電器件以應對當今充滿挑戰性的市場需求。


              集成的定義是“合并為一個整體的行為或實例”。聽起來很簡單,但是集成不應該是用強力膠或單憑意志力將不可能一起工作的東西結合起來的托詞。


              真正的集成能帶來更多特點!真正的集成能為手機制造商提供簡潔的技術方案,其帶來的好處遠遠超過印制電路板再生;如果使用先進技術正確構建高度集成的 RF 模塊方案就能降低工程師的工作量并且縮短設計周期,與此同時提高無線電性能。


              由于不斷地面臨尺寸、功能和面市時間的壓力,手機制造商在手機設計中正在朝著集成模塊方向發展。


              尺寸問題


              最初的 Motorola“磚塊”手機具有 8.3 x 4.5 x 19.5 cm 超大尺寸并且重達 670 克。在 2006 年5 月 Portelligent 為 EE mes 撰寫的回顧性的拆解文章中,RF 器件(包括功率放大器和雙工濾波器)據估計是當今同等產品的重量和體積的 100 倍。


              自從第一部移動電話起,RF 制造商已經在致力于減小器件的封裝尺寸的同時提高性能。CMOS 工藝的演進使手機制造商能在今天的手機中包括甚至比計算機還多的處理能力。


              而且,隨之而來的是藍牙、照相機、FM 收音機、GPS、MP3 播放器、email 多媒體和網絡瀏覽器、大顯示屏、全文本鍵盤、WiFi、甚至 TV 接收機和視頻功能等內置的附加功能。


              為了支持這些功能需要,即承載不斷增加的數據吞吐量負擔,多模式/多頻段無線電在手機中越來越普遍,這進一步加劇了本已緊湊的結構。這種高速發展變得可怕起來,但是所有這些功能在爭奪印制電路板面積的同時外形設計的尺寸還在降低。


              手機制造商也在尋求任何可能性——在提供豐富功能的前提下控制器件的尺寸。一種節省空間的方法是集成 RF 前端器件。不再使用 3 顆分立器件(例如 PA、雙工器和收發器),手機制造商轉向具有原分立器件的功能性的高度集成模塊。


              這些模塊不僅要降低尺寸,還要保持較高性能水平。當今高拋計數開關(high throw count switches)技術意味著不僅能提供較小的封裝尺寸還能服務來自同一天線的多個無線頻段,從而整體尺寸又降低一個數量級。


              面市時間


              復雜度簡化


              高集成度模塊能為手機制造商提供比分立器件更為流水線化的方案。通過減少材料清單和降低外部供應商數目便于管理并且依靠外部供應商組裝,因而 RF 前端器件越少,手機制造商的庫存管理成本就越低。


              集成模塊還意味著降低設計成本,因為只需驗證較少的器件而不需要測試和驗證各家 RF 前端供應商的器件。集成模塊采用優化的內部接口預先裝配和測試,進而降低了設計出錯的概率,實現了性能的提升。


              總之,這些品質特征的結合為手機制造商提供更快的面市時間。在新設計不斷推陳出新的激烈商業競爭中,被市場接納或淘汰的區別在于是否采用了集成化的設計方法。


              靈活的平臺設計


              無論為給定平臺設計翻蓋或滑動功能,手機制造商都能利用相同的 RF 前端模塊。重新使用經過驗證的同一個模塊確保了同等的質量保證,并且對于不同的外形設計都能通過可靠性測量,從而使開發過程流水線化并且加快了設計更迭。使用標準化封裝集成的功率放大器/雙工模塊使其能放入各種頻段的模塊,從而平臺能靈活地配置在不同的地理區域工作。


              互操作性與性能表現


              在高端多功能電話中,大多數附加功能都很耗電。即使在常用于新興市場的超低成本電話中,也需要優先考慮延長電池壽命或降低電池尺寸和成本。通過優化模塊內不同功能之間的交互可以實現較高 RF 性能,并且減少某些外部組件進而降低電池負擔。


              通過與業界認可的芯片組廠商協作,會仔細考慮模塊的輸出引腳從而最有效地和其它電路連接以消除電路板布線問題并且防止性能降低。


              幾年前,TriQuint 公司意識到高集成模塊為客戶帶來的好處并且開始構建和調整產品以滿足此需要。TriQuint 公司通過自身發展和并購增強了自身專業技術能力,進而掌握了業界最全面的室內技術組合并實現了最高水平的集成。


              TriQuint 公司將技術應用與我們的需要相結合以支持更高集成度,避免外包業務相關的延遲和費用。幾年前,TriQuint 公司率先提供用于 GSM/GPRS 的 6x6 mm 四頻段 TX 模塊,也是第一家擁有用于 GSM/GPRS 的 5x5 mm(最?。┧念l段功率放大器的公司。


              沿著集成的路徑用相同的外形設計來支持這些器件的 EDGE 版本是一個明顯的進步,而這些目前已經實現了。TriQuint 公司的功率放大器/雙工器在下一代產品中尺寸還在縮小,但是我們仍然保持了通用引腳封裝以便于在平臺上選擇公用的頻段。


              TriQuint 公司采用最新的 GaAs HBT、GaAs pHEMT、SAW 和 BAW 技術進步,擁有開發重要產品的工程師,是從一個來源提供有源和無源器件的業界唯一供應商。





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