凌力尔特:以高性能模拟元器件押宝超高频市场

本文作者:admin       点击: 2006-10-08 00:00
前言:

特别的是,迥异于同时发展门禁和智能卡等应用的供应商,凌力尔特更多心力投注于“超高频”市场上。其高频产品部产品市场经理James Wong表示,虽然125kHz和13.56MHz频段市场经过多年发展已经相当活跃,并为零售市场所广泛采用;但近来吸引大量关注和市场行动的却是针对供应链管理应用的868 MHz~930MHz频段。原因在于,后者很好地把握了RFID市场的发展机遇。“当然,这项技术若想被广泛采用,并在市场上取得高速发展,就必须证明其实现、可靠性和可行的商业模型”,James Wong不忘强调。

他指出,从美国RFID市场发展来看,最活跃的领域是无需特许批准的902 MHz ~928MHz频段。这个市场发展的动力源自几个规模最大的折扣零售连锁商力争通过更好的库存管理而提高运营效率的努力。由于装有货物的货盘和大型集装箱频繁进出区域仓库,RFID能凭借其大范围的能力,可在最少人工干预和最小误差的前提下,快速而准确地检测和挑选出物料库存中的物品。这项技术能够迅速记录总体流量,并即时更新库存系统,以跟踪和补充所需的货品,从而使大型零售商维持最少的库存,并降低他们在仓库的投资。
  
群策群力打造RFID供应链

“由于中国和美国间密切的贸易关系,很自然地形成一种彼此的合作。直接的影响就是来自直接商业的需求,如对中国和其它制造国供应的制造设备的需求。由于美国的RFID要求是在900MHz频段,因此所有设备供应商提供的设备必须与之一致。”James Wong如此琢磨着。随着美国市场的发展,对RFID技术的需求将不断增长。这种需求将呈现多种形式,在整个供应链中起落。

一开始它来自像沃尔玛(Walmart)这样的终端用户,它需要通过采用这样的设备提高库存成本控制的效率。这就需要其最大的供应商们在运往其仓库的商品上设置必要的标签。此外,为了做到供应商端与客户端一样高效,他们也必须采用相同的技术、库存跟踪数据库和物流控制模型。正是终端用户群的最佳利益驱动,使得整个食物链达到成本效益的最大化。换言之,供应链的强大也有助于促进供应链中的薄弱环节。当整个供应链和谐同步运作的时候,需求将以多倍地增长。

在广泛普及前,任何新技术都要经历一个新用户试用、评估、认证和优化商业模型的接受过程。即使当RFID技术为市场所接受,也需要牢记一点,即在某些应用中它不可能因成本足够低而替代条形码;从这个意义上说,这两种技术将共存。James Wong认为,RFID可能不会在条形码已经根深蒂固的那些领域中取代条形码。例如:在联邦快递(Federal Express)或联合包裹服务(UPS)等具体包裹跟踪应用方面,条形码已经成为了不可或缺的角色。然而,RFID技术能从那些需要准确且快速跟踪大批量高价物品的应用中有所收获。库存和物流控制市场就非常适合应用这项技术。

尽管在物流管理上,已有更多的迹象表明,这项技术的应用取得了成功,且供应链商业模型也被证明具有可行性。“然而,这项技术的应用还处于初级阶段,至多算得上是小有收获,需要进行更多的努力和改进。另外,其价位也没有降到足够低以推进该技术的普及”,James Wong说。凌力尔特公司可为RFID读卡器提供各种RF和模拟IC。附图是全双工RFID读卡器设计的完整功能框图。突出标注的模块是凌力尔特公司提供的产品。

实际的高性能RFID接收器

这个接收器的核心基于凌力尔特公司的LT5516,即一个带有片上精度正交相位(0°和90°)位移器的高度集成直接转换正交解调器。来自天线的信号经过一个RF滤波器之后,直接通过一个平衡-不平衡(balun)变压器送入解调器输入端。由于LT5516的噪声系数很低,所以无需LNA(低噪声放大器),从而保证21.5dBm IIP3和9.7dB P1dB的性能。

在接收周期中,读卡器传送一个连续波(未调制)载波,用于给标签供电。当被查询时,标签将通过对载波进行调幅而以一个位流的形式做出响应。调制格式为ASK(幅移键控)或PR-ASK(倒相ASK)。这个解调器有两个正交相位检测输出,可以提供固有的多样化接收功能。如果一个路径由于多路径或相位消除而收不到信号,另一个路径就会将相位变换90°,从而接收到很强的信号,反之亦然。因此,接收器的整体接收强度得以改善。

一旦经过解调,则可把I(同相)和Q(正交相位)差分输出AC耦合至一个被配置为差分放大器的运算放大器,从而转换为一个单端输出。应该把高通滤波角频率(有可能由一个移动标签所引入)设定为5kHz,这低于接收数据流的最小信号内容且高于最大多普勒(Doppler)频率,同时仍然远远高于60Hz的电源线频率。产生的输出可以穿过以LT1568作为四阶低通的低通滤波器对。你应将低通角频率设置为5MHz,从而允许最大的位流信号通过并传送到基带。

这样,基带信号就可以通过一个分辨率为12位的双低功耗模数转换器──LTC2291进行数字化。由于标签的位流带宽范围在5kHz~5MHz之间,LTC2291能提供速率为25Msps的丰富过采样,精确地捕捉解调的信号。如果需要,还能利用基带DSP进行额外的数字滤波。这为接收器设置逻辑门限提供了最大的灵活性,这是由基带处理器以数字方式实现的。
  
高动态范围的发射器设计

该发送器采用一个集成的图像抑制直接转换调制器。LT5568具有非常高的线性度和可提供一个低噪声层,为发送信号提供卓越的动态范围。调制器接收来自数模转换器的基带I和Q正交信号,并直接调制成900MHz的传送频率。
由一个精准的正交移相器在内部对LO(本机振荡器)进行分离。调制后的RF信号组合后生成一个46dBc图像抑制的单端、单边带RF输出。该调制器还匹配了I和Q混频器,从而将LO载波信号抑制增加到-43dBm。

合成的调制器电路展示了优异的ACPR(相邻信道功率比)性能,有助于满足发送频谱屏蔽需求。例如:在调制器RF输出为-8dBm时,ACPR可优于-60dBc。利用其干净的输出,信号可以放大到允许最大功率值1W(在美国为+30dBm)或高达2W的欧洲兼容标准。无论如何,维持一个固定的水平十分重要,因为它既要驱动标签又要使读取范围最大。LTC5505 RF功率检波器的内部温度补偿可以精确地测量功率并提供稳定的反馈以调节RF功率放大器输出。未来,RFID读卡器的成本将因集成度的提高而下降,这也是推动该技术的应用所必需的。
  
结语

Linear早在上世纪90年已通过分销商发展中国市场,并与客户共同面对严格的模拟设计挑战,在中国发展迅速,先后在香港、北京、上海和深圳建立办事处;为信守对华长久承诺,特于日前将中文名称“凌特”更改为“凌力尔特”,进一步体现公司对中国市场的信心。协助客户应对市场发展趋势,开创崭新的高性能器件,也是更名的真意;一如Linear中国区总经理Sam Koh(许绍武)所形容:希望通过凌驾于业界领先水平的技术和产品,全力协助“您”(尔,指客户)设计出与众不同的独特产品,在竞争激烈的中国市场脱颖而出。
自1981年成立以来,凌力尔特公司一直致力满足严格模拟产品设计的需求。该公司具有超强的创新能力,每年推出的新产品超过200款,涵盖电源管理、混合信号、信号调理和射频四大领域。“具有自己的晶圆制造工艺”是凌力尔特公司另一项与众不同之处,这对面向需要灵活、可靠而精准的高性能模拟产品制造来说极其重要;辅以本身拥有强大且经验丰富的团队,可为客户提供现场应用支持,相信Linear在RFID关键模拟元器件的供应上,亦能游刃有余。