現(xiàn)在的任意一款電子產(chǎn)品,,都盡可能的集成進更多的功能,,尤其手機,無論最初始的電話,,語音,,文本短信功能,還是如今的數(shù)據(jù),,圖像,,視頻,音樂,,無線,,導(dǎo)航,游戲,甚至我們很多都完全沒用過的功能都應(yīng)有盡有,,堪稱一部小型娛樂工作學(xué)習(xí)一體機,。而這些應(yīng)用的集成,無疑增加了射頻設(shè)計的復(fù)雜度,,設(shè)計任務(wù)也因此變得異常艱難,。
而解決這個設(shè)計問題的最佳方法就是將射頻模擬設(shè)計與數(shù)字部分,硬件與軟件,,芯片與PCB進行有機結(jié)合,。射頻模擬設(shè)計必須與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計相融合,而不是幾個分散部分的生硬組合,。軟硬件設(shè)計相結(jié)合,,對于工程師的要求也就越來越高。當然也就促使工程師去設(shè)計開發(fā)更高集成度,,更多功能的片上系統(tǒng)SoC,,盡可能的減少PCB板上分立器件的數(shù)量。
在很多公司,,一個蘿卜一個坑的時代也會慢慢結(jié)束,,我們也不可能僅僅沉浸在自己的領(lǐng)域,只是完成自己領(lǐng)域的設(shè)計,,不去或者很少去關(guān)心別人在做什么,。對于交叉學(xué)科的人才需求在射頻設(shè)計中也日漸增長,一個好的射頻工程師必須能夠突破自己知識技能的邊界,,通過融合數(shù)字設(shè)計,,信號處理和SoC技術(shù)來設(shè)計出更好的產(chǎn)品。
大學(xué)時期,,在學(xué)校的二手市場淘到一個Nokia 3230,, 那個時代諾基亞堪稱是手機的王者,堅固結(jié)實,,功能強大,,但和現(xiàn)在的手機比起來,無論是塊頭重量,,還是功能上,,都像一款磚頭一樣,而現(xiàn)在功能如此強大的手機卻能輕松的裝進口袋,,而且輕便快速,。如果沒有高集成度的集成電路IC的出現(xiàn),這種設(shè)計的復(fù)雜度簡直不堪想象,。高集成射頻模擬芯片Soc的研發(fā)成功要晚于數(shù)字基帶集成電路,。實際上,,Soc的出現(xiàn),不僅能夠制作出功能更復(fù)雜的小型無線產(chǎn)品,,也直接變頻架構(gòu)的接收機的實現(xiàn)成為可能,。射頻模擬集成電路技術(shù)的發(fā)展使得射頻SoC成為可能,一個芯片就是一個射頻收發(fā)機,。
我們所設(shè)計的射頻系統(tǒng)其實僅僅是整個無線數(shù)字收發(fā)機的一個前端子系統(tǒng),,數(shù)字基帶部分的性能和射頻模擬系統(tǒng)相互影響,相互成就,。
在給定靈敏度的前提下,,基帶的解調(diào)器新能與處理器增益決定了射頻收發(fā)機的噪聲系數(shù);同樣的,,在射頻接收機的鏈路中,,為了達到某個數(shù)據(jù)誤碼率BER,信道濾波后的群時延失真會影響到信噪干擾比SNIR的最低要求,。因為接收的信號強度是在數(shù)字區(qū)域測量的,,而不是像過去一樣使用模擬功率檢測器來測量,所以射頻接收機的自動增益控制AGC在數(shù)字基帶系統(tǒng)中是閉環(huán)的,。同樣的,,在發(fā)射端,發(fā)射功率則受控于數(shù)字基帶,,通過調(diào)整數(shù)字基帶信號在I/Q 信道中的電平比,,直流偏置以及I/Q 兩信道的不均衡可以得到補償。
在接收鏈路中,,射頻與數(shù)字基帶之間的接口是模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC,,而在發(fā)射端,射頻和數(shù)字基帶的接口是數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC,,ADC和DAC的動態(tài)范圍或者分辨率影響著增益控制范圍和射頻接受與發(fā)射端的信號質(zhì)量,。因此,,數(shù)字和射頻的聯(lián)合設(shè)計是一個必然趨勢,,同樣要求射頻工程師要具備數(shù)字基帶以及現(xiàn)代通信理論的知識儲備。
另外,,射頻軟件也變得越來越重要,,射頻系統(tǒng)需要越來越多的軟件來控制和支持。數(shù)字信號處理以及相關(guān)軟件的應(yīng)用,,在射頻系統(tǒng)設(shè)計中也越來越重要,,比如射頻收發(fā)機的增益自動控制AGC,射頻頻帶的選擇,,信道選擇等等,,都需要嵌入式DSP來執(zhí)行,。尤其在將來的軟件無線電SDR中,嵌入式DSP能力可能稱為射頻工程師的一個必備技能,。
有朝一日,,射頻天線和濾波模塊是不是也會像數(shù)字基帶一樣,實現(xiàn)可編程,?
學(xué)無止境,,對于射頻工程師更是如此,唯有保持對新技術(shù)新知識的及時儲備,,才能使自己在這個無線潮流中不掉隊,。
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