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藍牙通用無線單芯片電路
點擊次數:751 更新時間:2021-03-23

 

提(ti)到(dao)藍(lan)牙(ya)(ya)二字, 先想到(dao)的(de)是藍(lan)牙(ya)(ya)耳機與藍(lan)牙(ya)(ya)模塊(kuai)。藍(lan)牙(ya)(ya)模塊(kuai)從芯片(pian)方案到(dao)藍(lan)牙(ya)(ya)協(xie)議、通(tong)信距離、工作頻率、功能特點(dian)等(deng)各(ge)不相同(tong)。且對于(yu)實(shi)現藍(lan)牙(ya)(ya)成(cheng)本,爭論(lun)大的(de)問題是生(sheng)產工藝與元件的(de)需求量。

 

大多數藍牙芯片供應商(shang)決定(ding)采用多芯片方案(an),其中基帶 DSP 微控(kong)制器(qi)單元用 CMOS 技(ji)術生產,HF 功能需要的模塊用雙極技(ji)術生產。

 

這個(ge)方案無(wu)疑簡化了芯片(pian)設計,但它有許(xu)多(duo)缺(que)點,特別(bie)是涉及所需要的(de)元(yuan)件數量及印制電路板上所需空間位置和系(xi)統集成的(de)問題(ti),所有這些問題(ti)直接造成實現成本較高。

 

 

圖:藍牙無線電系統(少(shao)兩個(ge)芯片)的典型方(fang)案,右邊為基帶處(chu)理(li)器,左邊為高頻(pin)模塊,附加濾波(bo)器和天線開關元件。

 

每個(ge)芯片包含(han)基帶 DSP,高頻(pin)(pin)部分和全集成(cheng)單元的(de)(de)(de)多用(yong)途 16bitAISC 處理器。這(zhe)種受到保護的(de)(de)(de)“芯片中(zhong)的(de)(de)(de)高頻(pin)(pin)"體系結(jie)構有明顯的(de)(de)(de)優(you)點,并遠遠超過(guo)減(jian)少分立元件數量(liang)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)優(you)點。

 

它(ta)的技(ji)術和經濟優(you)點主要有四方面:

①電壓控制振蕩器;

②中頻接收機;

③天線和發射機(ji) / 接收機(ji)之間的高頻前端(duan);

④集成和生產

 


圖:單芯(xin)片藍牙方案“Bluecorco1”,只(zhi)需少量外接(jie)元件,尤其是沒有電(dian)感、微調(diao)電(dian)容器、共振(zhen)器或濾波(bo)器。

 

1、電壓控制振蕩器(qi)(vCO)方(fang)面的(de)優(you)點在(zai)藍牙單芯片方(fang)案中(zhong)合成器(qi)*與所有(you) Vco 元(yuan)件集成在(zai)一起(qi),包括諧(xie)振器(qi)﹑電容器(qi)。這些模塊在(zai)生產過程中(zhong)不需要外部微調。

 

自檢(jian)功(gong)能在芯片每次“高(gao)速運轉(zhuan)”時可進行(xing)模擬校準,微調(diao)及匹配(pei)程序等(deng)例行(xing)工作。而在安裝期間(jian)調(diao)整工作是不必(bi)要的。由(you)運行(xing)引起的漂移自動產(chan)生相應的參數變量(liang),所以可以保證(zheng)藍牙高(gao)質量(liang)的連(lian)接。

 

2、高頻(pin)方面(mian)的(de)優(you)點許多傳統的(de)藍牙系統使用比(bi)較高的(de) 100MHz 中頻(pin),以致開發凄粉需使用 SAW(聲表(biao)面(mian)波(bo))信道(dao)濾波(bo)單元。

 

但是(shi)集成在芯(xin)片中(zhong)的所有藍牙內(nei)核產品(pin)的無(wu)線電(dian)部分,都用(yong)特別(bie)低的中(zhong)頻工作(zuo),以致可以在芯(xin)片上進行濾波,因(yin)此(ci)不(bu)要使用(yong)外部元(yuan)件。此(ci)外這種(zhong)接收(shou)機使用(yong)配(pei)備有此(ci)模(mo)擬方案更好(hao)的鄰(lin)道抑(yi)制(zhi)設備的全數字檢測(ce)器(qi)。

 

3、HF 前端方面的(de)(de)優點目(mu)前所有藍牙(ya)系統中天線的(de)(de)接收機(ji) / 發(fa)射機(ji)之(zhi)間的(de)(de)高頻功(gong)能元件不是安在芯片上的(de)(de)。

 

BlueCore 模塊也不(bu)例(li)外,但整(zheng)個芯片是用 CMOS 技(ji)術(shu)制(zhi)造的,接收機(ji)具(ju)有比雙極技(ji)術(shu)制(zhi)造的設備的線性高得多,所(suo)以對濾(lv)波器實現(xian)較(jiao)簡單(dan)。

 

4、集成和生產(chan)方面(mian)的優點幾乎所有的藍牙系統都(dou)需(xu)要對一些或所有元(yuan)件進行屏蔽。

 

藍牙(ya)單芯片方案(an)不需要屏(ping)蔽,整個產品(pin)系列都j確(que)設(she)計在 FR4 印(yin)刷電路板(ban)上。使用 FR4 作(zuo)基板(ban)是考(kao)慮到(dao)了介電特性及(ji)由此(ci)產生的損(sun)耗的要求,因此(ci)也盡可能(neng)降低了制造(zao)成本。

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