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越小越好：小型化RF 第1部分
为了供给全球掩盖和满意商场的需求，智能手机，平板电脑和其他移动设备有必要支撑多个射频频段比以往任何时候，并装备了越来越多的无线功用。尽管他们的RF电路变得越来越杂乱的现实，这些设备有必要坚持为紧凑假如不是更紧凑，每个新的形式。考虑到这一点，规划师们认识到，高频率的优点之一是，组件能够变得更小。详细来说，天线和电感器能够缩短到外表贴装和PCB尺度。集成电路，也能做出奉献，并促成了这一缩短巨星工艺几许尺度答应的完好的RF部分的无缝交融数字功用与RF调制，解调，天线匹配，和波传达的模仿范畴的整合。
本文着眼于一些要害部件和体系，这将使下一代无线链路的规划的小型化(你好，物联网!)，以供给更小，更高效的无线电和无线电子体系。在这第1部分中，咱们看到了集成多个分立元件成更小，外表贴装的版别，节约空间和本钱，进步功用的最新无源元件。
这些组件都与现代的，高度集成的规范无线链路收发器芯片现已供给了小尺度的处理方案十分有用。由于这些既定的规范是他们的第三或第四代，集成无源器材高度优化，包括微型前端，过滤器，非平衡变压器和其他各种部件，能够为单一规范的处理方案，如无线网络衔接，或多种规范协议，如Wi-Fi无线蓝牙组合。
在第二部分，咱们将着眼于活性成分，如射频晶体管，混频器，调制器和放大器，用于下一代无线电台。这些著作的无线电设备的或许是原型，乃至出产未高度规范化的特别功用的无线链路是有用的。这儿，SoC的风格的多芯片模块或载板能够用于更精确地坚持阻抗和天线特性。应当指出的是，假如大批量制作要产生，更归纳的定制硅或许是最好的处理办法，以削减本钱和尺度，直到IC制作商赶上。即便在这种情况下，在这儿评论的组件将仍然是有用的。一切部件，数据表，教程，并在这儿引证的开发套件可在网上Digi-Key的网站。
让咱们别离
假如你现已在曩昔处理无线电项目，你知道，分立和无源元件规划的一个组成部分;从前端天线匹配到紧公役混频器，振荡器，变压器，调制器，滤波器，开关，双工器，等等。尽管许多这些功用可作为一个组成部分，这或许是不可取的，尤其是在开展。例如，总是需求的过滤器，以对带外的信号辨别和衰减下来，以十分低的水平，一起坚持全功率在感兴趣的频带。离散滤波器的类别包括会集LC，电介质，和SAW(表1)。
Lumped L/CDielectricSAW
LossFair (3-5 dB)Best (2-3 dB)Good (2-4 dB)
AttenuationGoodGoodBest (sharp rolloff)
Size (WxL)Fair (200-400 mm²)Good (20-50 mm²)Best (5-14 mm²)
PowerWattsSeveral Watts0.01-1 W
Frequency0.5 GHz0.7-5 GHz0.7-5 GHz
表1：单片型滤波器的特性。
而简略的过滤器能够由几个十分小的电阻，电容，和电感器，多个阶段和极点能够经过运用更杂乱的结构来完成。
集成电路不要做出最好的过滤器。能够运用CMOS工艺技能制作的典型电感的Q是小于10与铜金属化技能，这能够的问题是，以尽量削减插入损耗，需求在几百的Q值增加一倍至约20。现在，只要分立滤波器能做到这一点。
过滤器用于整个无线电内部和硅阻挠外(图1)。这儿，需求在天线匹配和信号途径外部滤波器，以答应接纳被剥离和传输数据的数据传递，很少或没有衰减。这是特别重要的，当一个天线被用于发送和接纳，或用于与一个以上的协议。
RF滤波器的图画
图1：广泛需求内部和RF收发器以外的过滤器。外部分立器材的更好的功用使内部IF和基带滤波器，同享不同的协议和乐队之间的一起途径。
关于这两种规范的“现在运用”无线电设备，以及新一代的收音机相同，约翰森的2450BP07A0100T单芯片带通滤波器的体积更小集成滤波器块高度优化 – 在这种情况下，关于无线网络的2.4 GHz频段。
需求留意的是更好的元件匹配是能够完成这些单片组件。这是由于它是更难匹配元件特性带有在不同的制作运转制作的部件。其结果是，这些组合部件能够表现出更高的公役比简单完成运用分立元件。
在这种情况下，0402的外形尺度供给了100兆赫带宽具有紧缩2.45GHz的中心频率用一个十分小的1×0.5毫米面积和0.43毫米的高度。与组合件的另一个很好的要素是零部件的方向往往能够采纳三维叠层中的优势，以削减阶段之间的噪声和搅扰。
约翰森供给产品培训模块描绘集成的单芯片滤波器怎么经过制作过程中供给更好的功用，可靠性和一致性。采纳告诉那几个，这些部件能够合并以进步功用为好。例如，在参加TDK DEA102500LT-6307A1低通滤波器可协助等与较高频率的无线LAN中运用的5GHz的块双波段更高的频率。层叠滤光器元件是如增加更多极点到过滤器，而且能够进步功用。可是，也将有信号衰减因而较为灵敏前端放大器，或许需求，特别是关于多频带操作。
攻丝过同一天线点为2.4 GHz的低和带通滤波器能够是高频带通滤波器，用于5GHz的为好，如TDK DEA105425BT-1293A1。从TDK的445-7845-KIT，一个演示/开发工具包，答应900 MHz和2.4GHz的试验和包括几个双工器和滤波器专为公共协议。
在乐队里演奏
它不仅是单一的协议，能够以一个特定频带。例如，在2.4 GHz ISM频段，无线网络，蓝牙，ZigBee，W6LowPan，ANT +，GSM，DECT，和其他一些协议或许需求共存。而在频谱占用能量，这些能够运用不同的调制技能，不同的跳频算法。这样一来，你即将挑选的过滤器，答应不同的波段特征，如宽度和数据传输速率。
取，例如，多层陶瓷太阳诱电FI105L250014-T滤波器，其意图是供给服务的W-兰和蓝牙。相同，约翰森1810BP07B200T作为瞄准GSM和CDMA蜂窝使用。当传输途径有必要服务几个互操作的频带和协议，根据电感的共模滤波器也能够是有用的道路只要期望信号到过滤器和解调器。这些越来越小为好。考虑，例如，在约翰森技能集成无源元件或ABRACON ACMF-03和ACMF-04系列的薄膜的过滤好的高达6GHz。整合供给了很好的温度范围内(-55至+ 150℃)与阻抗为35?，ABRACON的ACMF-03-350-T，65? ACMF-03-650-T，并在90?供货商的ACMF-04-900-T。需求留意的是不同的芯片制作商的部分能够用于非50-进行优化?传输途径。还要留意他们在参阅规划引证的部件的特征。
如GPS，有些功用或许不期望与其他乐队同享天线和痕迹。当确定到一个弱小的卫星信号十分详细的前端电子能够有所作为。这使得特定的天线和天线的最佳接纳独立的方位。关于GPS专业外形减小电路也变得愈加精美。看一看，例如，从村田电子的RF SAW滤波器专为GPS接纳器。
非平衡变压器
相似的过滤器，可是，供应到接口半导体发射机的PCB和SMT天线是不平衡变压器，根本上变成单端传输线路为差分驱动器用于天线。差动衔接的要害是削减共模噪声，而且能够进步明显信号质量。
不平衡转换器能够半打分立元件集成到一个单一的，小尺度的外表装置部件(图2)，而且它们可用于规范以及通用频率。他们匹配阻抗，具有传输线的特性，而且需求十分详细的接地上和PCB资料。
