作為目前在世界上使用最為廣泛的移動通信標準，自從九十年代開始在全球大規模商用以來，GSM一直展示出強大的生命力。不管是在GSM的發源地歐洲，還是在移動通信的新興市場亞洲、非洲，GSM系統都擁有最為成熟和完善的產業鏈和用戶群，涵蓋了系統、終端、設備、軟件、測試等等領域。隨著GPRS、EDGE等可以進一步豐富GSM數據應用的技術開始應用，在今后的相當長的時間內，GSM憑借廣泛的網絡覆蓋、可靠的通信質量、低廉的資費，必將構造和3G標準共存雙贏的格局。

手機終端作為和用戶接觸最為緊密的產品，其價格、性能、體積、節能是用戶在選購時的首要考慮因素。于是手機終端設計廠商在比較各種解決方案時，集成度、性能、功耗都是重要的參考因素。

手機終端中最重要的核心是射頻芯片和基帶芯片，射頻芯片負責射頻收發、頻率合成、功率放大；基帶芯片負責信號處理和協議處理。最早期的GSM終端，射頻部分都是使用雙極工藝的分立元件，需要超過70顆芯片和元器件，面積大、成本高。隨著九十年代末期CMOS射頻工藝的進步和成熟，使用和數字工藝兼容的CMOS工藝制造高性能、高集成度的射頻芯片逐步成為潮流。

RDA6205芯片基本特性

RDA6205 是由銳迪科微電子研發的收發器芯片，這是一款高性能、全集成CMOS GSM收發器芯片，封裝后芯片尺寸只有5mm×5mm。該芯片中集成了LNA、混頻器、濾波器、模數轉換器(ADC)、DSP、PLL頻率合成器和模擬基帶接口。只需少量外圍元件，就能構成完整的射頻子系統，并且可以通過內置的通用模擬基帶接口和市場主流的多種基帶芯片通信。

作為一款全集成的GSM射頻收發器芯片，RDA6205有著優異的射頻性能，其GSM頻段接收靈敏度達-108dBm，遠超過GSM標準規定的-102dBm；其發射頻譜400kHz的ACPR達到-70dBc，比同類產品提高了3~5dB。

RDA6205芯片同時支持數字補償晶振(DCXO)，使得整個系統可以非常魯棒地抵御溫度變化帶來的頻率漂移，進而滿足發射接收頻偏＜0.1ppm這樣苛刻的GSM標準要求。而在傳統方案中，用戶為了達到這個目的，不得不選擇昂貴的溫補晶振(TCXO)。

RDA6205芯片工作原理

RDA6205原理框圖如圖1所示。

圖1：RDA6205的功能模塊圖

當 RDA6205芯片工作在接收模式時，需要將任意強度的射頻信號變成基本恒定強度的基帶信號，然后送給基帶芯片。微弱的射頻信號，通過差分端口輸入芯片，首先進入前端的LNA，LNA在不引入太大額外噪聲的條件下，可以將輸入信號放大20dB，大大降低接收鏈路其它電路對自身噪聲的要求。隨后信號進入正交下變頻混頻器，下變頻到100kHz的近零中頻。由于在現實復雜的GSM空中網絡環境中，我們期望接收的信號附近往往存在著很大的干擾信號(block signal)，所以經過正交下變頻后的信號，需要通過一個中心頻率在100kHz的復數帶通濾波器，濾除帶外的干擾信號。完成濾波操作后的信號直接送到高精度高動態范圍的Δ-Σ模數轉換器中，被轉化成數字信號。

RDA6205內置了一個功能強勁的專用DSP單元，從ADC送出的數字信號，將在這里進行數字下變頻、直流偏移消除(DC cancel)、頻率選擇濾波等功能。隨后，處理好的信號通過一個可靈活編程的模數轉換器(DAC)送給基帶芯片的模擬接口。

RDA6205 的整個接收鏈路增益靈活可調，最大可以提供超過100dB的增益范圍，在基帶芯片的AGC策略下，RDA6205可以在保證足夠信躁比的同時，輕松處理從 -102dBm到-15dBm各種強度的射頻輸入信號。當RDA6205芯片工作在發射模式時，需要將基帶芯片送來的模擬基帶信號，變成射頻信號，驅動射頻前端功率放大器(PA)發射出去。

由于GSM標準采用了GMSK這樣恒定包絡調制方式，所有有用的信息都是攜帶在射頻信號的相位域上，所以RDA6205使用了先進的直接調制發射結構(Direct Modulation)。

基帶芯片輸入的模擬基帶信號，首先被RDA6205芯片中的ADC采樣量化，然后判決出其中攜帶的相位調制信息，將此相位調制信息進行微分處理，然后通過 Δ-Σ PLL，將調制信息疊加到當前的載波頻率值上，這樣PLL輸出的本振信號就是已經調制過的射頻發射信號。PLL輸出的射頻調制信號通過功率放大器驅動模塊，可以直接驅動50Ω的功率放大器。

RDA6205通過采用先進的發射結構，獲得了優異的發射頻譜指標，其在400kHz點的ACPR指標，比傳統方案提高了3~5dB。

RDA6205芯片應用

如圖2所示，RDA6205可以和多種市場主流的基帶芯片配合，實現GSM的整體解決方案，設計出體積小巧、性能優異、成本低廉的GSM用戶終端。

圖2：RDA6205典型應用圖

得益于RDA6205的高集成度，整個終端解決方案的射頻部分，只包括射頻天線、功放開關模塊、射頻聲表面波濾波器(SAW)和少量的分產元件，不僅大大降低了元件成本，而且減少了射頻PCB的設計難度。

同時，相對于傳統的超外差方案，應用RDA6205的GSM用戶終端，由于射頻部分的分立元件少、集成度高，從天線接收下來射頻信號，通過前端開關后，就直接進入RDA6205芯片內部，所有的模擬信號處理過程都在芯片內部完成，避免了PCB上的各種干擾信號對射頻電路的直接影響，大大提高了整個射頻系統的抗干擾性能。

而傳統的超外差方案，由于不得不使用中頻濾波器等外圍元件，不僅在PCB的面積上受到很大限制，而且由于比較敏感的中頻信號在片外的PCB上容易受到干擾，對PCB的設計和制造工藝都有較高的要求，容易造成量產中整機良率的下降。

隨著FM、DVB、MP3、MP4等等多媒體應用在終端的進一步普及，以及用戶對終端小型化、多功能化需求的進一步上升，使用全集成RDA6205的手機應用將在未來的市場中大放異彩。

作者：葉曉斌

項目經理

xiaobinye@rdamicro.com

銳迪科微電子