單級接收器

“直接變頻”、“零中頻”，甚至“超外差”——人們用不同的術語來稱呼單級射頻接收器。這是近來津津樂道的話題。這種技術，已給出現的機頂盒與全球定位系統（GPS）送受話器之中，并開始融入到移動電話等其它產品的設計中。

各種元線產品，特別是由電池供電的產品，都能從直接變頻方式中獲益。采用這種設計的首批產品，是低檔的尋呼機。對小型化產品而言，傳統超外差接收器的濾波器是體積最大，成本最高的元件。

直接受頻接收器將正交混頻直接用于基帶。而超外差接收器則是將射頻轉換為一個或多個中頻。

超外差方式的最大缺點，是每一級超需要一個混頻器和多個濾波器。這就增加了功耗和元件數量，因而加大了成本。

因直接變頻方式只帶一個混頻器，所以相應的濾波器與其它分立元件較少。事實上，在某些應用產品中，可在單芯片上實現完整的接收器。

典型的移動電話設計方案，可省下的元件多達50個，既減少了元件數量，又降低了成本。母板上的單個芯片，要比一個網絡接口模塊或是目前常見的錫封模塊，價格便宜了許多。這也為PCB設計人員省去了很大麻煩，要知道在設計印刷電路板時，射頻部分頗為耗費精力的工作。

單是材料費一項，即可省下3至4美元。這個數字好象不大，但是，它所適用的電話機總數有數億部之多。

直接變頻雖有種種優點，但也有一些問題，如1/f噪聲，隨時間變化的直流補償，強信號的自混頻，以及需有品質優良的抗混淆濾波器。不過這些問題尚未影響到各大音導體制造商對直接變頻的投入熱情。

AD公司是采用這種結構的首批成員之一，它將自己的Othello芯片用到移動電話上，從而實現直接變頻和解調。

直接變頻已經徘徊了很長時間。而將它用到較復雜的調制方案中，這尚屬首次，這包括第三代移動電話。

AD公司曾經遇到的一個問題是壓控振蕩器的信號會向天線泄漏。因為這種振蕩器與載波的輸出相同，所以會影響附近的手機。該公司的解決辦法是另選頻率，約為1350MHz，再加以分頻或倍頻，使之在混頻器中達到規定的900MHz或1800MHz。

直流補償問題也影響移動電話芯片集。一種辦法是將交流耦俁到基帶信號，但當信號中有直量時（如在GSM中），這種辦法就不起作用了。

AD公司的解決辦法之一，是對基帶信號加以巧妙處理，以消除直流補償的影響。

AD公司現正完成參考設計，將整個GSM模塊集成到一個單面板中，大小相當于半張信用卡。對于只處理數據的GPRS產品，如不帶鍵盤與顯示接口的PDA或PC卡。雙面板僅有1平方英寸大小。

這種移動電話在使用時，收發電路都保持關閉狀態，這使其待機時間長達六周。

ST微電子公司已開始將直接變頻用于機頂盒和GPS芯片。

ST公司的看法是：主要問題出在相位噪聲。他們不得不關注鎖相自動黑電平校準。除此之外，這種模塊還具有自動閃爍檢測修正功能，使用戶在50Hz與60Hz兩種供電電壓環境之間漫游時，圖像性能不會降級。

所需種種壓縮都必須在話機之外進行。在多種情況下，出自協處理器的數字像素流，采用MPEG-4壓縮標準。這樣就可以在像素流發送之間對其進行壓縮。

“我們曾設想在模塊中的協處理器內進行壓縮。不過這種方式要到下一代產品才能實現。”ST公司移動成像部業務經理Mike Wlison說道。

這種模塊尺寸為10mm×10mm×7.5mm，采用柔性電路工藝，備有一種能彎曲的連接通路，允許攝像模塊移動或轉動。用戶攝像時既能前視，又能后視。

Matisse模塊將視頻移入話機，工作電壓為2.8V，在運行模式下功耗不超過50mW。這一功率適用于傳感器和協處理器。物理接口有20線，其中包括8位視頻總線及電源線和地線。

ST公司開發了所有算法。算法是整個模塊的重要組成部分，因為傳感器的很多性能實際上出自各種算法。于是，ST將一些很“酷”的技巧和IP用到了圖像之上，包括降低噪聲。

Matisse攝像模塊除用于下一代移動電話之外，還可推廣到許多嵌入式應用系統，如筆記本電腦，以及尺寸和電源都有嚴格限制的其它應用產品。

ST公司已對下一代攝像模塊作出計劃，并將其命名為智能光學插件，它的板上處理器產生標準格式圖像，例如用于靜態圖像的JPEG和用于動態圖像的MPEG-4.這種產品預計今年年底面世。