全集成CMOS GSM射频收发器的实现与应用

　　作为目前在世界上使用最为广泛的移动通信标准，自从九十年代开始在全球大规模商用以来，GSM一直展示出强大的生命力。不管是在GSM的发源地欧洲，还是在移动通信的新兴市场亚洲、非洲，GSM系统都拥有最为成熟和完善的产业链和用户群，涵盖了系统、终端、设备、软件、测试等等领域。随着GPRS、EDGE等可以进一步丰富GSM数据应用的技术开始应用，在今后的相当长的时间内，GSM凭借广泛的网络覆盖、可靠的通信质量、低廉的资费，必将构造和3G标准共存双赢的格局。

　　手机终端作为和用户接触最为紧密的产品，其价格、性能、体积、节能是用户在选购时的首要考虑因素。于是手机终端设计厂商在比较各种解决方案时，集成度、性能、功耗都是重要的参考因素。

　　手机终端中最重要的核心是射频芯片和基带芯片，射频芯片负责射频收发、频率合成、功率放大;基带芯片负责信号处理和协议处理。最早期的GSM终端，射频部分都是使用双极工艺的分立元件，需要超过70颗芯片和元器件，面积大、成本高。随着九十年代末期CMOS射频工艺的进步和成熟，使用和数字工艺兼容的CMOS工艺制造高性能、高集成度的射频芯片逐步成为潮流。

　　RDA6205芯片基本特性

　　RDA6205是由锐迪科微电子研发的收发器芯片，这是一款高性能、全集成CMOS GSM收发器芯片，封装后芯片尺寸只有5mm×5mm。该芯片中集成了LNA、混频器、滤波器、模数转换器(ADC)、DSP、PLL频率合成器和模拟基带接口。只需少量外围元件，就能构成完整的射频子系统，并且可以通过内置的通用模拟基带接口和市场主流的多种基带芯片通信。

　　作为一款全集成的GSM射频收发器芯片，RDA6205有着优异的射频性能，其GSM频段接收灵敏度达-108dBm，远超过GSM标准规定的-102dBm;其发射频谱400kHz的ACPR达到-70dBc，比同类产品提高了3~5dB。

　　RDA6205芯片同时支持数字补偿晶振(DCXO)，使得整个系统可以非常鲁棒地抵御温度变化带来的频率漂移，进而满足发射接收频偏<0.1ppm这样苛刻的GSM标准要求。而在传统方案中，用户为了达到这个目的，不得不选择昂贵的温补晶振(TCXO)。

　　RDA6205芯片工作原理

　　RDA6205原理框图如图1所示。

　　图1：RDA6205的功能模块图

　　当RDA6205芯片工作在接收模式时，需要将任意强度的射频信号变成基本恒定强度的基带信号，然后送给基带芯片。微弱的射频信号，通过差分端口输入芯片，首先进入前端的LNA，LNA在不引入太大额外噪声的条件下，可以将输入信号放大20dB，大大降低接收链路其它电路对自身噪声的要求。随后信号进入正交下变频混频器，下变频到100kHz的近零中频。由于在现实复杂的GSM空中网络环境中，我们期望接收的信号附近往往存在着很大的干扰信号(block signal)，所以经过正交下变频后的信号，需要通过一个中心频率在100kHz的复数带通滤波器，滤除带外的干扰信号。完成滤波操作后的信号直接送到高精度高动态范围的Δ-Σ模数转换器中，被转化成数字信号。