拓宽思维，为射频芯片增加可编程功能

与此相反，现场可编程射频芯片(FPRF)来源于无线领域，它给人们带来了令人兴奋的新的可能性。在最高的抽象层，FPRF发送器接受数字化的数据流，然后转换成无线信号。与此同时接收器执行相反的操作。另外还有编程关键参数(如射频频率、增益和带宽)的功能。通常一个FPRF芯片包含框图1所示的几个主要部分：

图1：FPRF芯片的几个主要构成部分。

当我第一次学习这种器件时，我发现它带来的射频功能有点类似于FPGA在逻辑域中提供的功能。首先，它由客户进行编程，而不是在工厂中进行编程。其次，配套的工具允许客户进行在线试验和修改参数。第三也是最重要的一点，应用范围仅受用户想象力的限制。

这款FPRF芯片是在美国国内为一家名为Lime Microsystems的英国公司制造的。器件型号是LMS6002D，但Lime公司创造了FPRF这个新的缩略词，因为这个词抓住了产品的本质。

下面让我们更深入地了解这个产品。无线传输使用了多种不同的调制方案，同时芯片接受同相(I数据)和正交(Q数据)字形式的数据。在发送路径中，数据先经一对片上数模转换器(DAC)转换成两个模拟信号。用户可以选择旁路掉这些DAC，将模拟信号直接注入器件或监视DAC的输出。

下一步操作是对信号进行滤波。这个滤波器的通带由用户编程为范围从1.5MHz至28MHz的16个不同带宽之一。滤波将信号限制为所选的带宽，并衰减掉任何带外噪声或来自DAC的混叠信号。下面是发送(TX)路径的框图：

图2：发送(TX)路径的框图

滤波器可以将信号提升6dB，随后紧跟着的可编程基带增益电路可以经过调整提供最高达31dB、增量为1dB的增益。然后信号经混频后直接提供所要求的调制射频输出。发送PLL合成器将输入PLL时钟乘以一个可编程的比值，然后产生一个具有严格精度的稳定频率。射频增益级电路(当然是可编程的)提供从FPRF器件输出的最终信号提升。发送功率电平无需任何进一步放大就足够用于短距离的通信，比方数十米。用户可以使用外部放大电路增加通信距离。

不出意外，接收路径也是高度可编程的。FPRF器件提供三种低噪声放大器(LNA)选择。通用的宽带输入电路设计用于处理频谱从300MHz至3.8GHz的射频输入信号。为了增强性能，另外两个低噪声放大器分别针对300MHz至2.8GHz(Lo LNA)和1.5GHz至3.8GHz(Hi LNA)的信号进行了优化。下面给出了：

图1：FPRF芯片的几个主要构成部分。

接收路径中的混频器使用与发送器相同的PLL时钟输入，但用不同的合成器提供全双工和直接下变频功能。在模拟信号被数字化并输出为I&Q数据流之前，还要经过可编程增益和滤波电路。