射頻射器的作用相當(dāng)于一個(gè)小型的電臺(tái)。原理就是，我們用的收音機(jī)有個(gè)主要裝置叫調(diào)制解調(diào)器。用來解開電磁波的。發(fā)射器的主要裝置是一個(gè)加載器 用來產(chǎn)生電磁波傳遞信息的

　　Sub-GHz（即頻率為1GHz以下，27MHz~960 MHz）是無(wú)線通信的重要領(lǐng)域之一，應(yīng)用涵蓋消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)，和醫(yī)療等，如：TV/STB/VCR/DVD/音頻設(shè)備遙控器、高端無(wú)線玩具、車庫(kù)門遙控開關(guān)、照明控制、門遙控開關(guān)、無(wú)線POS機(jī)、無(wú)線健康監(jiān)測(cè)器、穿戴式監(jiān)控設(shè)備等，應(yīng)用非常廣泛。

　　高性能模擬與混合信號(hào)IC廠商Silicon Laboratories（芯科實(shí)驗(yàn)室有限公司）近日發(fā)布EZRADIo無(wú)線IC解決方案Si4010，該方案可大幅降低各種用在消費(fèi)類、工業(yè)控制和自動(dòng)化系統(tǒng)中單向無(wú)線鏈路的成本和復(fù)雜度。

一  遙控方案的挑戰(zhàn)與產(chǎn)品特征

　　全新的Si4010系統(tǒng)單芯片射頻發(fā)射器（下圖）能讓開發(fā)人員化遙控門鎖、車庫(kù)門開啟器、遙控器、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)和安防裝置的設(shè)計(jì)，以的系統(tǒng)成本達(dá)到的性能，同時(shí)還能確保完整的單向鏈路。

　　“遙控方案的挑戰(zhàn)一般表現(xiàn)為對(duì)更高成本效益的要求、傳輸距離、電池壽命、PCB面積等。傳統(tǒng)的基于SAW（表面聲波）的發(fā)射器為多分立器件，僅支持單一頻率和單一OOK調(diào)制模式。除了性能不穩(wěn)定，靈敏度受器件性能影響，產(chǎn)品生產(chǎn)效率也較低，”Silicon Laboratories公司嵌入式混合信號(hào)無(wú)線產(chǎn)品線產(chǎn)品經(jīng)理Yijing Lawrence Der博士指出，Si4010射頻發(fā)射器為單芯片遙控IC，僅需一個(gè)外部旁路電容、一塊印制電路板、電池和一個(gè)帶按鍵的外殼便能構(gòu)成完整的無(wú)線遙控器。 Si4010采用高可靠性的無(wú)晶體振蕩器架構(gòu)，無(wú)需外部時(shí)鐘源，也不受沖擊和震動(dòng)影響。其載波頻率度在商業(yè)溫度范圍內(nèi)為±150 ppm，在工業(yè)溫度范圍內(nèi)則可達(dá)±250 ppm，它的度比傳統(tǒng)的（SAW）發(fā)射器高出兩倍，且無(wú)需使用外部晶體振蕩器；價(jià)格節(jié)省0.77美元。當(dāng)然Si4010突出的技術(shù)還是自動(dòng)天線調(diào)諧，該功能可化發(fā)射距離，提供穩(wěn)定的輸出功率，有效減少對(duì)遙控器的不利影響，并提高生產(chǎn)效率。

二  天線自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)

　　天線自動(dòng)調(diào)諧功能基于Silicon Labs的技術(shù)，是Si4010的特色之一；它配備一個(gè)反饋回路，可以探測(cè)到放大器的輸出功率。Lawrence Der表示，天線自動(dòng)調(diào)諧功能可有效降低功耗且不會(huì)造成抖動(dòng)（Jitter）。他說，它的調(diào)諧功能主要有兩個(gè)，一是保證穩(wěn)定的電力供應(yīng)，這是一個(gè)比較新的應(yīng)用；二是調(diào)諧回饋頻率的功能，監(jiān)控電壓，保證達(dá)到輸出電量，另外它沒有延遲的問題，因?yàn)榉答伔浅？?，可以調(diào)節(jié)電流的大小。與電子元器件的運(yùn)轉(zhuǎn)相比，人體的動(dòng)作是非常慢的，就不會(huì)造成延遲的問題。另外，它的能耗較低，MCU在硬件和軟件兩方面來實(shí)現(xiàn)功能。

　　Lawrence Der還強(qiáng)調(diào)，Silicon Labs的混合信號(hào)IC集成程度非常高，在我們的架構(gòu)里，既有模擬信號(hào)也有數(shù)字信號(hào)，簡(jiǎn)單來講，模擬部分是射頻，數(shù)字部分為MCU。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，射頻的性能很容易受到干擾，但是Silicon Labs在這個(gè)領(lǐng)域有很多年的經(jīng)驗(yàn)，已解決了這個(gè)問題。

三  硅工藝的優(yōu)勢(shì)

　　BiCMOS結(jié)構(gòu)，一般由CMOS單元和npn晶體管組成。隨著應(yīng)用的不同，BiCMOS結(jié)構(gòu)也有不同程度或不同形式的變化，如可能是CMOS單元同雙極橫向晶體管結(jié)構(gòu)的結(jié)合，也可能是功率MOS同雙極結(jié)構(gòu)的結(jié)合，其結(jié)構(gòu)的變化，是由應(yīng)用電路的結(jié)構(gòu)和性能需求決定的。BiCMOS技術(shù)是雙極技術(shù)的速度和驅(qū)動(dòng)能力優(yōu)勢(shì)與CMOS技術(shù)的高密度和低功耗優(yōu)勢(shì)的完美結(jié)合。

　　在BiCMOS工藝中，一般有4種有源器件，分別是CMOS單元結(jié)構(gòu)中的PMOS和NMOS晶體管以及雙極結(jié)構(gòu)中的npn和pnp晶體管。其中MOS晶體管的重要參數(shù)開啟電壓Vt，在工藝上主要取決于柵氧化和調(diào)節(jié)注入，因此工藝簡(jiǎn)單較易控制。而雙極縱向pnp和npn晶體管的重要參數(shù)“共發(fā)射極電流放大系數(shù)β”，在工藝上主要是受兩次擴(kuò)散結(jié)深之差形成的基區(qū)的影響，如定量上稱為基區(qū)寬度的Wb是影響縱向晶體管參數(shù)β的重要的工藝參數(shù)。另外，兩次擴(kuò)散形成的基區(qū)雜質(zhì)分布是非均勻的，基區(qū)中電流和其它電流如發(fā)射極電流和集電極電流的方向是相垂直的，基區(qū)擴(kuò)展電阻引起發(fā)射區(qū)下面的電流是非均勻分布，縱向晶體管的電流分布又是二維且不均勻，這些因素給定量分析和計(jì)算帶來較大的難度。因此，在工藝操作過程中，其β的控制往往是由工藝實(shí)踐確定。

　　傳統(tǒng)的雙極技術(shù)雖然具有速度快、電流驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)和模擬電路高等優(yōu)點(diǎn)，但其功耗大和集成度低卻不能適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模集成技術(shù)的發(fā)展需要。MOS技術(shù)雖在高集成度、低功耗、強(qiáng)抗干擾能力等方面有著雙極電路不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但在高速、大電流驅(qū)動(dòng)應(yīng)用電路場(chǎng)合卻無(wú)能為力?？梢姛o(wú)論是單一的CMOS，還是單一的雙極技術(shù)都無(wú)法滿足大規(guī)模集成系統(tǒng)多方面性能的綜合要求，因此融合了兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的BiCMOS新技術(shù)便是集成電路發(fā)展的必然產(chǎn)物。

　　在進(jìn)行射頻通訊時(shí)需要一個(gè)有明確界定的頻率，Silicon Labs曾推出基于CMOS的 Si500晶振產(chǎn)品，如今在Si4010中也采用了Si500。Lawrence Der說：“相比基于SAW和有晶振的兩種發(fā)射器設(shè)計(jì)，CMOS工藝更加靈活，可面向任意頻率。且頻率更加精準(zhǔn)，我們的優(yōu)點(diǎn)是集成度高，可降低成本，對(duì)外部的沖擊和振動(dòng)干擾也有很好的防御效果。另外，在產(chǎn)品線上，Silicon Labs對(duì)每一塊芯片都會(huì)嚴(yán)格測(cè)量它溫度和頻率變化的關(guān)系，以保證產(chǎn)品能達(dá)到的效果?！?/P>

四  經(jīng)過優(yōu)化的8051內(nèi)核

　　單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱為單片機(jī)，又稱為微型控制器，是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支。單片機(jī)是70年代中期發(fā)展起來的一種大規(guī)模集成電路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統(tǒng)于同一硅片的器件。80年代以來，單片機(jī)發(fā)展迅速，各類新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了許多高性能新型機(jī)種，現(xiàn)已逐漸成為工廠自動(dòng)化和各控制領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)之一。　

    8051是非常普及的低成本內(nèi)核，Si4010采用經(jīng)過優(yōu)化的8051作為其控制單元。Lawrence Der表示，經(jīng)過Silicon Labs定制的8051 MCU具有4kB RAM/8kB NVM和128位EEPROM，其ROM集成了函數(shù)功能集。該MCU的突出特點(diǎn)是支持128位AES加密和片上調(diào)試器?！癝ilicon Labs的產(chǎn)品線非常廣泛，較高端的產(chǎn)品會(huì)集成ARM內(nèi)核，Si4010集成8051內(nèi)核的設(shè)計(jì)是基于客戶的需求：首先是成本，其次更重要的是該領(lǐng)域工程師大多用8051進(jìn)行開發(fā)，因此可降低技術(shù)門檻，加快上市速度。”