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射頻模塊基帶部分和射頻部分的關(guān)系與區(qū)別詳解

對于日常使用的射頻模塊,通常由五個部分組成:射頻、基帶、電源管理、外設(shè)、軟件,本文主要針對基帶和射頻部分的關(guān)系和區(qū)別進行相關(guān)介紹。

射頻部分主要作用為將基帶處理后的信號發(fā)射出去,或者將外部的信號接收并傳遞給基帶信號。而基帶一般是信息處理的部分,負責(zé)將信號處理后傳遞給射頻部分,或者處理來自射頻部分接收回來的信號,總的來說,射頻芯片負責(zé)射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大

基帶芯片負責(zé)信號處理和協(xié)議處理

基帶芯片可以認為是包括調(diào)制解調(diào)器,但不止于調(diào)制解調(diào)器,還包括信道編解碼、信源編解碼,以及一些信令處理。而射頻芯片,則可看做是最簡單的基帶調(diào)制信號的上變頻和下變頻。所謂調(diào)制,就是把需要傳輸?shù)男盘?,通過一定的規(guī)則調(diào)制到載波上面讓后通過無線收發(fā)器發(fā)送出去,解調(diào)就是相反的過程,如下圖所示為semtech基帶芯片SX1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

基帶芯片SX1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

有圖可知射頻前端芯片通過SPI與基帶芯片進行信號交互,基帶芯片再通過SPI端口與用戶外部設(shè)備進行交互。

基帶芯片SPI端口交互

射頻芯片指的就是將無線電信號通信轉(zhuǎn)換成一定的無線電信號波形,并通過天線諧振發(fā)送出去的一個電子元器件,它包括功率放大器、低噪聲放大器和天線開關(guān)。射頻芯片架構(gòu)包括接收通道和發(fā)射通道兩大部分,接收時,天線把基站發(fā)送來電磁波轉(zhuǎn)為微弱交流電流信號經(jīng)濾波,高頻放大后,送入中頻內(nèi)進行解調(diào),得到接收基帶信息

射頻芯片發(fā)射調(diào)制器

發(fā)射電路由中頻內(nèi)部的發(fā)射調(diào)制器、發(fā)射鑒相器;發(fā)射壓控振蕩器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功控)、發(fā)射互感器等電路組成。在發(fā)射時,從基帶過來的信號通過調(diào)制,調(diào)制信號經(jīng)過PLL處理后得到所需頻率的射頻信號,但是這個信號很微弱,需要通過功率放大器(PA)進行功率放大,放大后的信號經(jīng)過濾波器進行濾波后通過天線發(fā)射出去。由于PLL受震蕩源影響很大,所以對外部晶振的頻偏要求很高,目前有源晶振的頻率準(zhǔn)確率可達到1-0.5PPM以內(nèi),可以為PLL提供及其精準(zhǔn)的震蕩源。

功率放大器

對于接收部分,射頻信號通過天線接收,并轉(zhuǎn)換為電信號,接下來通過低噪聲放大器進行信號放大,放大后的信號通過解調(diào)器進行解調(diào)后分離為基帶信號和射頻信號,然后將解調(diào)的信號進一步處理即可得到所需的信號,在接收過程中,低噪聲放大器發(fā)揮著不可或缺的作用,其很大程度上影響了整個系統(tǒng)的接收靈敏度。

基帶信號和射頻信號

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