Architetture e Tecnologie per
Terminali Wireless
(Architetture e Tecnologie)
Ricetrasmettitori mobili: Architetture e
Tecnologie
Sommario
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Architetture
Componentistica passiva
Tecnologie per RFIC
Esempi di “chip set” commerciali
Supereterodina
Figura 4.1: Selezione del canale in un ricevitore
eterodina
Figura 4.2: Front-End
Vantaggi e Svantaggi
– Filtro esterno per la reiezione dell’immagine
– Alta corrente di polarizzazione per gli stadi che
pilotano componenti esterni
– Necessita di una doppia conversione con ulteriori
eventuali componenti esterni
+ Elevata selettivita’ e sensitivita’
Il problema della frequenza immagine:
ricevitore a doppia conversione
Ricevitore eterodina
• Vantaggi
– Buona selettività
– Buona sensitività
• Svantaggi
– Dissipazione
– Ingombro
Ricevitore Omodina
Ricevitore Omodina
• Vantaggi
– Minore dissipazione
– Minore ingombro
– Assenza immagine
• Svantaggi
– Emissioni
oscillatore locale
– DC Offset
• Soluzioni
– Schermatura
– Compensazione tramite
DSP
Ricevitore Low-IF
Ricevitore Low-IF
• Vantaggi
– Minore dissipazione
– Minore ingombro
• Svantaggio
Bassa reiezione del canale
immagine
• Soluzione
Accurata progettazione del
mixer a reiezione
dell’immagine
Low IF
• Frequenza intermedia di poche centinaia di
KHz
• Reiezione della frequenza immagine con
filtro d’antenna + mixer a reiez. freq. imm.
• Filtro di canale: filtro attivo integrato (es
Chebichev 5 ordine integrato)
Quasi IF (IF vestigiale)
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Primo filtro IF non selettivo
Primo OL a frequenza fissa
Secondo OL a frequenza variabile
Filtro di canale passa basso integrato
Problema dell’offset in DC
Figura 4.3: IF Vestigiale
In trasmissione
• Conversione diretta
– Interferenza in RX dovuta a OL in TX: un
imperfetto isolamento del mixer produce una
riga a fOL vicina alla banda di ricezione
+ semplicita’, consumo ridotto
Componentistica passiva
• Antenna
• Accoppiatore d’antenna
– duplexer, switchplexer, circolatore, diplexer
Figura 4.5: Duplexer (a) e
Switchplexer (b)
Figura 4.13: Usi del circolatore
Balun
• Accoppiamento del segnale di antenna ad
uno stadio di ingresso differenziale
Figura 4.14: Balun
Filtri passivi
• Tipologia
– RF
• f0 = 800/5000MHz
• Bw = 107 Hz
• Insertion loss: da frazioni di dB a qualche dB
– FI
• 107/108 Hz
• Bw = 104/105 Hz
• Tecnologia
– Ceramici
– Multilayer
– SAW
Componentistica esterna
• Componenti attivi
– Amplificatore a bassissimo rumore
– Amplificatore di potenza
• Componenti passivi
– Accoppiatore di antenna
– FiltroRF
– Filtro IF
Amplificatore di potenza
Figura 4.12: Power Amplifier
Accoppiatore di antenna
Circolatore
Componentistica discreta
CDMA
CSM/DCS/CDMA
Bluetooth
WLAN (5 GHz)
Tecnologie disponibili
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Bipolare al Si
Bipolare al Si-Ge (HBT)
BiCMOS
CMOS
GaAs, InPh ecc.
Terminale multichip
Evoluzione tecnologica
Prestazioni in termini di guadagno e cifra di rumore
Frequenze di transizione
Induttanze integrate
…induttanze integrate
Induttanza a spirale
Induttanza a spirale
LNA Micrograph
Schema a blocchi di un telefono cellulare