为便携式设备增加无线功能的设计策略

三、 如何降低无线功能带来的功耗？

显然，增加无线功能带来的最大问题是功耗的增加，如何降低无线功能带来的功率消耗是设计者考虑的头等大事。无线设计人员的挑战是要在不影响 RF 信号完整性的前提下把电池寿命延至最长。在 RF 设计中，决定功率管理的实现方法有多个考虑因素。成本、电路板空间、效率及噪声抑制等都是设计人员能否获得最佳设计解决方案的重要考虑因素。决定便携式设备的最佳功率管理方法并不是琐碎的事，但如果在一开始就能明确决定目标和取舍，设计人员就能够避免日后设计中的许多麻烦。

飞兆半导体应用工程师Brian Law指出为了降低功耗，一般在功率调节有两种选择：线性调节器或 DC/DC 调节器。由于DC/DC 调节器的效率高于线性调节器，所以一般设计人员多喜欢采用DC/DC 调节器，不过这却要付上代价。DC/DC 调节器的最大缺点是占用的电路板空间大。PWM 架构器件需要小至 1uH 到 10uH 的电感，而电感在板上的占位面积可能和芯片一样大。在电容性调节器中，还需要两个典型值都为 1uF 的外接电容。除了用在线性调节器中的输入和输出电容之外，这些器件都是不可缺少的。开关频率与电感或电容值的大小成反比关系。当开关频率增加，电感或电容值会减小。半导体制造商面对的挑战在于提高开关频率。这会给无线设备带来额外的缺点。开关调节器会产生可能耦合到 RF 电路的开关噪声，这个问题并非不能克服，但却需要在任何无线设计中予以考虑。抑制噪声的方法有很多，包括在输出端增加输出电容或铁氧体磁珠 (ferrite bead)。RF 设计人员还需要考虑到通过设备从输出反馈耦合到输入的噪声。这个噪声可能通过电池反馈耦合到 RF 功率放大器。通常可以在输入端简单地加上铁氧体磁珠来抑制这种噪声。

SiGe的Parolin建议，除了设计更高效率的功率放大器之外，前端模组还可将后置功率放大器的损耗减至最小，从而使该功率放大器的发射功率，这样比一般分立式设计的给定天线输出功率低。从而达到提高能效的效果。

四、 未来趋势与供应商的产品策略

"我们预测无线设计趋势是给便携式设备集成更多的音频、视频、图像和游戏功能，融合是大趋势。我们通过参考设计来简化客户的无线设计。"TI的刘俊勇表示，目前TI可以提供集成有数字基带和RF的GSM/GPRS单芯片方案Locosto并提供经过全球IOT测试的L1/L23软件。在中高端市场，TI可以提供OMAP产品。

当然，提高RF产品的集成度是各个供应商采取的主要措施之一。SiGe公司认为随着蓝牙(EDR、UWB)和802.11(802.11n-MIMO)更新版本的推出，无线技术将能够广泛渗透到便携式消费设备中。针对这个趋势，SiGe半导体公司推出了能够同时减小尺寸和耗电量的新一代无线射频(RF)前端模块和功率放大器系列。最新的802.11b/g前端模块SE2559L 与现有产品相比，尺寸减小了40%，耗电减少了30mA，这就能实现在便携式设备中加入无线解决方案。SiGe的最新蓝牙功率放大器SE2425U，可使解决方案的尺寸减小30%，但同时仍然具有蓝牙最新的增强型数据速率的功能。

飞利浦在集成上也强势出击，其WLANBGW200/211则集成了BB/MAC、RF、PA和无源器件。客户所需要的就是几个晶振和连接到电线的50欧姆传输线。

SigmaTel (矽玛特)更看好蓝牙和Wi-Fi无线应用，并认为技术会应用到PMP上，它采取的措施是和英飞凌携手，将英飞凌BlueMoon UniCellular(PMB8753)蓝牙2.0解决方案作为矽玛特STMP3600 MP3播放器参考设计套件(RDK)的组成部分。该参考设计将提供一个包含蓝牙上栈软件和相关的蓝牙技术介绍。"这一设计将通过BQB认证和UnplugFest测试，能有效降低客户的开发成本，并缩短产品的上市时间。矽玛特客户将能够平稳地从PMB8753过渡到优化蓝牙解决方案。"矽玛特亚洲区高级副总裁刘家声强调。

作为非标准无线协议的坚决拥趸，Nordic强调自己在集成度、效率和功耗方面的优势，如收发器集成度更高，而且更紧凑，它使用高效率的无线协议，采用自适应跳频技术，通过这些大大减少了功耗。陈志谦特别强调Noridc的nRF24Z1瞄准MP3播放器和无线头戴式耳机之间的音频流传输应用，可以提供4Mbps的数据率，如果传输未压缩的CD级音频这已经是绰绰有余了。"而蓝牙就达不到这个质量，所以有些Hi-Fi杂志称蓝牙耳机听起来尖细些和缺乏动态。"他指出。

无线技术将在未来几年中扮演重要的角色，便携式设备无线化如何演进？我们将密切关注。