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藍牙通用無線單芯片電路

來源:深圳市君輝電子有限公司   2021年03月23日 15:05  

 

提到藍牙二字, 先想到的是藍牙耳機與藍牙模塊。藍牙模塊從芯片方案到藍牙協(xié)議、通信距離、工作頻率、功能特點等各不相同。且對于實現(xiàn)藍牙成本,爭論大的問題是生產工藝與元件的需求量。

 

大多數(shù)藍牙芯片供應商決定采用多芯片方案,其中基帶 DSP 微控制器單元用 CMOS 技術生產,HF 功能需要的模塊用雙極技術生產。

 

這個方案無疑簡化了芯片設計,但它有許多缺點,特別是涉及所需要的元件數(shù)量及印制電路板上所需空間位置和系統(tǒng)集成的問題,所有這些問題直接造成實現(xiàn)成本較高。

 

 

圖:藍牙無線電系統(tǒng)(少兩個芯片)的典型方案,右邊為基帶處理器,左邊為高頻模塊,附加濾波器和天線開關元件。

 

每個芯片包含基帶 DSP,高頻部分和全集成單元的多用途 16bitAISC 處理器。這種受到保護的“芯片中的高頻"體系結構有明顯的優(yōu)點,并遠遠超過減少分立元件數(shù)量的的優(yōu)點。

 

它的技術和經濟優(yōu)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(fā)射機 / 接收機之間的高頻前端;

④集成和生產

 


圖:單芯片藍牙方案“Bluecorco1”,只需少量外接元件,尤其是沒有電感、微調電容器、共振器或濾波器。

 

1、電壓控制振蕩器(vCO)方面的優(yōu)點在藍牙單芯片方案中合成器*與所有 Vco 元件集成在一起,包括諧振器﹑電容器。這些模塊在生產過程中不需要外部微調。

 

自檢功能在芯片每次“高速運轉”時可進行模擬校準,微調及匹配程序等例行工作。而在安裝期間調整工作是不必要的。由運行引起的漂移自動產生相應的參數(shù)變量,所以可以保證藍牙高質量的連接。

 

2、高頻方面的優(yōu)點許多傳統(tǒng)的藍牙系統(tǒng)使用比較高的 100MHz 中頻,以致開發(fā)凄粉需使用 SAW(聲表面波)信道濾波單元。

 

但是集成在芯片中的所有藍牙內核產品的無線電部分,都用特別低的中頻工作,以致可以在芯片上進行濾波,因此不要使用外部元件。此外這種接收機使用配備有此模擬方案更好的鄰道抑制設備的全數(shù)字檢測器。

 

3、HF 前端方面的優(yōu)點目前所有藍牙系統(tǒng)中天線的接收機 / 發(fā)射機之間的高頻功能元件不是安在芯片上的。

 

BlueCore 模塊也不例外,但整個芯片是用 CMOS 技術制造的,接收機具有比雙極技術制造的設備的線性高得多,所以對濾波器實現(xiàn)較簡單。

 

4、集成和生產方面的優(yōu)點幾乎所有的藍牙系統(tǒng)都需要對一些或所有元件進行屏蔽。

 

藍牙單芯片方案不需要屏蔽,整個產品系列都j確設計在 FR4 印刷電路板上。使用 FR4 作基板是考慮到了介電特性及由此產生的損耗的要求,因此也盡可能降低了制造成本。

 

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