在 ISSCC 2022 上宣布：阻抗調諧和參考信號自校正技術可以促進物聯網設備中的藍牙 LE 實施

　　先進半導體解決方案的主要供應商瑞薩電子公司 （TSE:6723） 宣布開發出兩種支持低功耗藍牙 （LE） 低功耗近場通信的 2.4 GHz 射頻收發器技術標準。新技術還實現了更小的安裝面積和更好的電源效率。瑞薩在 2 月 20 日至 24 日于舊金山舉行的 2022 年國際固態電路會議 （ISSCC 2022） 上展示了這些技術。

　　藍牙 LE 射頻收發器電路原型芯片照片

　　除了緊湊、低成本和高能效之外，物聯網設備還必須為藍牙 LE 提供靈活的支持，無論其實現格式如何。瑞薩電子開發了兩種新技術來滿足這些要求：1） 一種匹配電路技術，它覆蓋了很寬的阻抗范圍，使 IC 能夠匹配各種天線和電路板的阻抗，而無需外部阻抗匹配電路；2） 一種針對本地生成的參考信號的信號校正技術，它使用一個小電路來自我校正電路元件中的不一致性和周圍條件的變化，而無需校準。

　　瑞薩電子已在采用 22-nm CMOS 工藝構建的藍牙 LE 射頻收發器電路原型上驗證了這些技術的有效性。借助這些新技術，瑞薩將包括電源在內的電路面積減少到了 0.84 mm2，這是此類設備中世界上最小的。這是通過修改接收器架構以減少電感器的數量并進行增強，例如具有小安裝面積的低電流基帶放大器和高效的 D 類放大器來實現的。它們提供一流的電源效率，接收和傳輸期間的功耗分別為 3.6 mW 和 4.1 mW。這些進步可實現更小的尺寸、更低的電路板成本和更低的功耗，同時簡化電路板設計過程。

　　新的射頻收發器技術的好處是：

　　1. 覆蓋寬阻抗范圍的匹配電路技術（片上天線阻抗調諧器，AIT）

　　瑞薩電子在 ISSCC 2015 上展示的集成阻抗匹配電路技術實現了緊湊且低成本的藍牙 LE 產品，無需外部電感器或電容器即可在接收和發送之間切換或阻抗匹配。但是，根據天線類型或電路板設計考慮，阻抗不一定達到 50 Ω，仍然需要外部匹配電路。此外，當使用早期技術并添加具有阻抗改變功能的匹配電路時，仍然可能出現信號損耗增加和無法實現足夠變化范圍的問題。

　　為了解決這些問題，瑞薩開發了一種新的可變阻抗匹配電路技術，該技術由兩個電感器和四個可變電容器組成。匹配電路中使用的發射端電感和接收端電感采用同心圓排列方式，利用它們的互感來降低信號損耗，降低有效寄生電容。這既擴大了可變阻抗范圍，又大大縮小了電路面積。表示阻抗失配的電壓駐波比 （VSWR） 最大值為 6.8，可變阻抗范圍約為 25 至 300 Ω。

　　2. 無需校準電路的參考信號自校正電路技術（Self-IQ-Phase Correction，SIQC）

　　RF收發器在內部生成與通過天線接收的無線電信號大致相同頻率的參考信號（本地生成的信號）。該信號用于將千兆赫頻段無線信號轉換為低頻基帶信號。參考信號的精度可能會因電路元件的不一致或溫度或電源電壓的變化等因素而降低。過去，使用校準電路的相位和幅度偏差補償技術來準確生成參考信號。然而，這導致了問題，因為集成這樣的校準電路需要更大的芯片面積、更高的功耗和增加的測試成本。

　　瑞薩通過開發一種新的自 IQ 相位校正電路技術解決了這些問題，該技術使用四個不同相位的參考信號通過允許相位差相互抵消來相互校正。這種自校正電路要小得多，并且可以以大約是傳統校準電路的十二分之一尺寸實現。對接收性能至關重要的鏡像信號抑制比平均為 39 dB，符合藍牙標準，并有充足的余量。

　　這些技術適用于除低功耗藍牙之外的不同類型的射頻收發器，瑞薩電子目前正致力于這些技術的實際應用。

　　關于瑞薩電子公司

　　瑞薩電子公司 （ TSE: 6723 ） 通過完整的半導體解決方案提供值得信賴的嵌入式設計創新，使數十億連接的智能設備能夠改善人們的工作和生活方式。作為微控制器、模擬、電源和 SoC 產品的全球領導者，瑞薩為廣泛的汽車、工業、基礎設施和物聯網應用提供全面的解決方案，幫助塑造無限的未來。訪問Renesas.com了解更多信息。在LinkedIn、Facebook、Twitter、YouTube和Instagram 上關注我們。