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1、演讲人：杨汝 辉2017.09.20 大唐半导体-射频芯片设计 部 目录录IC SPEC定义义 ？ 1. 系统规统规 范 2. 实现 Low Power？ 3. RF收发机（Transceiver）架构 ? 4. RX通道Block简介？ 5. TX通道Block简介？ 6. Summary1-1.NB-IoT设计设计 目标标Sensitivity (BW,NF,SNR)1-2. NB-IoT指定频频段NB-IoT沿用LTE定义义的频频段号，Release 13为为NB-IoT指定了 14个频频段。1-3. 中国运营营商频频段B1/B2/B3/B5/B8，这这5个Band同时时覆盖了中国，北美
2、，欧 洲，日韩韩以及俄罗罗斯。它们们包含了高低频频段，是用于 NB - IoT 方案设计设计 的主要频频段组组合。 考虑虑到整个 NB-IoT 的应应用频频段，那么需要支持的频频率 覆 盖区间为间为 699960MHz， 17102200MHz。 考虑虑到国内 NB-IoT 的应应用频频段，那么需要支持的频频率覆盖区间为间为 824925MHz， 17102170MHz。 1-4. NB-IoT终终端芯片系统统 Diagram CMOS工艺系统集成，以下除外 ： 天线、双工器、SAW、发射PA 片 内：LNA、PA Driver 双频独立设计1-5. NB-IoT终终端芯片RF主要SPEC 针
3、对国内运营商，工作频段为 B1/B2/B3/B5/B8 Band 零中频接收机 NF 在 6dB 左右（片内+片外） SNR=0dB 时，天线口灵敏度-115dBm180KHz BW 最大接收功率大于-10dBm 零中频发射机 片内Power Driver发射功率0dBm，+片外PA 片外loss=23dBm （CMOS SOC集成23dBm的PA，很难实现 ） ACLR 在 45dBc目录录IC SPEC定义 ？ 1. 系统规 范 2. 实现实现低功耗设计设计？ 3. RF收发机（Transceiver）架构 ? 4. RX通道Block简介？ 5. TX通道Block简介？ 6. Summ
4、ary2. Low Power Design1. 减少协议栈处 理开销 2. PSM（Power Saving Mode） 3. eDRX（enhanced Discontinuous Reception）增强型非连续 接收 4. 单天线和FDD半双工模式 5. RX/TX（架构、电路）电流优化 6. BaseBand Idle 电流优化2-1. Low Power Design 减少协议栈处 理开 销2-2. Low Power Design PSM（Power Saving Mode）物联网终端不同于手机，绝大部分时间在睡觉， 每 天甚至每周就上报一两条消息，完事后就睡觉。所 以它 不必随
5、时监听网络，PSM就是让物联网终端发完 数据就 进入休眠状态，类似于关机，不进行任何通信 活动。2-3. Low Power Design eDRX（增强型非连续 接收）手机可以断断续续的接收信号以达到省电的目的 。 NB-IoT扩展了这个断续间隔，可扩展至2.91小时， 更加 省电。2-4. Low Power Design单天线和FDD半双工模式Release 13 NB-IoT仅支持FDD 半双工模式，意味 着不必同时处理发送和接收，比起全双工成本更低廉 ， 更省电。2-5. Low Power Design不同工作模式下的功耗比较耗电：TX RX Idle(eDRX) Sleep(PS
6、M)2-6. Low Power DesignPSM功耗最小化 (e.g. 20dB 全差分； 共源； 源级简并电感；优化线性度：IIP3、 IIP2单端LNA示意电路 - ( 实现电 路：Balun转差分+全差分LNA）4-2. RX：Mixer设设计计 Gilbert Mixer 优点 结构简 单； 直接获得转 换Gain 缺点 Linearity 差； 1/f noise影 响大4-2. RX：Mixer设设计计 Passive Mixer (Current mode) 推荐采用 优点：Linearity好（尤其对于Low VDD应用） ； 1/f noise影响小（多源于TIA）4-3
7、. RX：IF-Filter设设计计 按照逼近方式对Filter原型进行分类 NB-IoT建议采用2阶Butterworth Low-Pass Filter4-3. RX：IF-Filter设设计计 相比于 Gm-C Filter，Active-RC Filter更适于 高性能（Linearity, Noise）、低中速应用。 RX架构中的LPF+PGA Gain-Adjusted LPF Tow-Thomas Biquad电路：各参数设计自由度 高4-3. RX：DC-offset CancellationAnalog Cancellation 实时反馈 高通截止频率h=gmRa/RC必须足
8、够小，避免损 失有用信号信息降低EBR。 不适合NB-IoT低速zero-IF（RC过大无法集成）4-3.RX：DC-offset CancellationDigital Cancellation 先校准，保存SAR 数据 ，再接收信号 NB-IoT推荐使用4-4. RX：ADC结结构选择选择 （Why SAR?）：10bits, fs=30.72MHz SAR特点：简单（低成本）； 几乎无Analog电路（低功耗） Before：用于低速（N个fs完成转换） Now:中高速，100MHz级别（1个fs完成转换) 原 因：高速异步时钟采样CMOS Cap工艺进步4-4. RX：ADCCMOS工
9、艺艺中Capa的实实现现 MIM MOM Cmin：约100-1fF（保证相对精度 ）4-4. RX：ADC异步SAR量化原理 单调、单调反转拓扑 单调 SAR 架构和 时序目录录IC SPEC定义 ？ 1. 系统规 范 2. 实现 Low Power ？ 3. RF收发机（Transceiver）架构 ? 4. RX通道Block简介？ 5. TX通道Block简简介？ 6. Summary5-1. TX-AnalogAnalog Baseband in TX DAC Current-Steer; 10bits; fs=30.72MHz LPF 2-order passive-RC5-2.
10、TX：TX-RFTX-RF: zero-IF up-conversion up-Mixer: Gilbert; PGA: Meet TX gain adjusting range ( 50dB ) PD: Class-AB PA Driver, 0dBm.Up-Mixer5-3. TX：Spectrum Emission Mask 发发射信号频频谱谱 RAN4#78bis规 范目录录IC SPEC定义 ？ 1. 系统规 范 2. 实现 低功耗设计 ？ 3. RF收发机（Transceiver）架构 ? 4. RX通道Block简介？ 5. TX通道Block简介？ 6. Summary6. Summary 以上演讲讲Block为为主要RX/TX信号链链； 演讲讲未包含Block： RF-PLL；Baseband-PLL PMU: Switch-Power, LDO, Bias同样重要，但因其功能具有一定独立性以及演讲 时间限制，所以。S o r r y ！t.;t 守住END ! Thank y。u!（ 私）微信 E-mail（ 去 i yangruhui.datang.c。m 巳捕F黑 黑晦 庭 医 院自由2围 在嚣扭 曲怒骂串串骂即
