对比ADI两代TD-SCDMA射频IC得到的启示

TD-SCDMA即将商用，在基带芯片方面，展迅、凯明、T3G、重邮等本土企业开展得如火如荼，但是与基带芯片配合的射频芯片一直是国内3G产业的薄弱环节。目前已有一些解决方案：锐迪科推出支持HSDPA的TD/GSM双模芯片(RDA8206)；鼎芯TD射频芯片(射频收发器CL4020+模拟基带CL4520)实现系统级HSDPA传输；广晟推出TD/GSM双模芯片(RS1012)。有人评述这三家公司的TD射频芯片：“射频方面，锐迪科和鼎芯都强调CMOS工艺的先进性(我想主要是低成本优点，广晟的RS1012采用BiCMOS工艺)；广晟和锐迪科采用TD/GSM双模方案，对于未来 2年~3年双模方式将并存更具现实意义(鼎芯的CL4020是TD单模方案)。”相对于这些比较，我们更希望深入了解射频芯片的设计问题。也许，从ADI 公司两代TD射频芯片方案(第一代参见图1；第二代芯片参见图2)的对比中，我们会有一些收获。

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　TD射频芯片面临的挑战与绝大多数射频IC面临的挑战是一样的：首先，必须满足性能指标，并有一定的冗余，因为要考虑系统中其它元件的制造容限；其次，尺寸与功率必须一代代不断提高；第三，整个无线

电设备中的外部元件数量必须有所减少。注意到在图1中，发射芯片和接收芯片是分立的两颗芯片，而很多本土产商提供收发器集成的方案。ADI公司射频和无线系统部的Doug Grant解释，集成总是伴随着风险，因此我们的第一代器件(AD6541与AD6547) 是作为独立的发射器与独立的接收器而研制的，每种器件满足目标性能的概率都较高；此外，我们开发的这些器件可以用于TD-SCDMA和W-CDMA两种应用中：在W-CDMA中由于接收器与发射器同时ADI，因此存在另外的问题。不过，在我们的最新接收器产品(用于W-CDMA的 AD6551“Othello-3”以及用于TD-SCDMA的AD6552“Othello-3T”)中，将发射器与接收器集成在一个芯片上，此外，还集成了VCO环路滤波器和LDO稳压器。

比较图1和图2，发现图2中不再含有射频声表面波(RF SAW)滤波器。对于此，Doug表示，实际上，还没有哪一家制造商提出在其射频集成电路中集成了声表面波滤波器(SAW)。原因是SAW滤波器不是采用硅集成电路工艺制作的，因此必须在射频集成电路外面。在可能采用新的电路架构的地方，消除SAW滤波器是大多数新型射频集成电路设计的目标。公司的第一代 TD-SCDMA器件差不多是3年前推出的，它要求在发射与接收信号路径都要求外部RF SAW滤波器。不过，“Othello-3”系列收发器采用某些新的电路架构，省去了所有的RF SAW滤波器，无论发射器还是接收器。

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在工艺方面，AD6541与AD6547是BiCMOS器件，芯片尺寸较小，因此成本合理；AD6552 单片收发器是CMOS器件，成本较低。AD6547接收器和新的AD6552收发机都采用零-中频(ZERO-IF)架构。零-中频架构在手机收发机中通常是首选的，因为它省却了对中频信道滤波器的需求，中频信道滤波器是超外差式接收器必需的。关于TD射频芯片未来的发展趋势，Doug认为这取决于TD- SCDMA的市场应用，在未来可能要求增加额外模式(例如GPRS/EDGE或者甚至W-CDMA)。如同我们在GPRS和EDGE等其它标准中看到的一样，持续地降低成本、功耗和BOM始终是非常重要的，但性能不能打折，而且性能应当一代更比一代强。

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各种主要的接收器架构的优势与不足

超外差式接收器：优势是性能非常好；缺点是需要分立的中频滤波器(通常是声表面波滤器) 以及额外的本地振荡器，因此，元件数量较多、成本较高而且电路板面积较大。

直接转换(又称作“零-中频”或“零差”)：优势是成本、尺寸以及元件数量都有所下降；不足是存在本地振荡辐射以及直流偏移的历史问题。利用良好的电路设计(如内置直流偏移校正电路)以及布线实践，就可以解决这两个问题。

“近零中频”“：优势是它类似于直接转换，而且避免了中频声表面波滤波器；缺点是信道滤波器必须是带通滤波器而不是低通滤波器，因此更加复杂。此外，为了进行信号处理，近零信号必须转换为基带，这也要涉及额外电路。