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HF-Frontend

HF-Frontends sind Geräte oder Module, bei denen sich die gesamte Schaltung zwischen Antenne und mindestens einer Mischstufe eines Empfängers sowie eventuell dem Leistungsverstärker des Senders befindet. Sie werden in einer Vielzahl von HF-Produkten und -Anwendungen eingesetzt. Anwendungsbeispiele sind drahtlose Systeme und FM-Funksysteme. Darüber hinaus können sie auch mit der Frequenzerzeugungsschaltung ausgestattet sein.

Bei HF-Frontend-FM-Funkgeräten, wie sie in FM-Radios und Fernsehempfängern eingesetzt werden, handelt es sich ausschließlich um Empfänger. Sie sind in der Regel mit Doppelgegentaktmischern (zur Verbesserung der Intermodulationsmerkmale), Schaltung mit Signalbegrenzung bzw. Klemmschaltung als Überspannungsschutz, lokalem Oszillationspuffer und Impedanzanpassung ausgestattet. Das bezieht sich auf ein einzelnes Gerät in einer Schaltung mit zusätzlichem Filter, Spannungsentkopplungs- und Anpassungsschaltung, die sich nur schlecht auf einem Chip unterbringen lassen. Es kann sich aber auch auf die gesamte Schaltung in modularer Form beziehen.

GPS-Frontends sind HF-Frontends für Empfänger. Sie haben einen HF-Eingang zu einem integrierten Bandpassfilter, der bei einer Frequenz von 1575,42 GHz angeordnet ist, einen rauscharmen Verstärker und können mit Doppelgegentakt-Spiegelselektionsmischer in eine niedrigere Zwischenfrequenz (ZF) gewandelt werden. Zwischenfrequenzen können niedrigere Frequenzen von z. B. 16,384 MHz oder 4,092 MHz sein. Für sie ist in der Regel ein externer Schaltkreis wie z. B. ein SAW-Filter erforderlich, damit ein Bandpassfilter bestimmte Frequenzen ausfiltern kann. Beim rauscharmen Verstärker handelt es sich üblicherweise um einen VGA-Verstärker (mit variabler Verstärkung), wobei dem Mischer meistens ein zweiter VGA-Verstärker nachgeschaltet ist, der das heruntergewandelte ZF-Signal verstärkt. Einige HF-Frontends für GPS-Anwendungen sind sogar mit einem Niederpräzisions-A/D-Wandler ausgestattet, der einen seriellen Bitstrom zur anschließenden digitalen Verarbeitung erzeugt und den GPS-Referenztakt wiederherstellt. Sie können einen integrierten Frequenzsynthesizer und einen lokalen Oszillator enthalten, die das LO-Signal für den Mischer erzeugen. Die Konfiguration verläuft in der Regel von der seriellen Schnittstelle zum verarbeitenden System.

WLAN- und Wi-Fi-HF-Frontends werden unter anderem in intelligenten Zählern, intelligenten Beleuchtungsanwendungen, Routern und Mobilfunkgeräten eingesetzt. Sie sind mit einem Leistungsverstärker für den Sender, einem rauscharmen Verstärker für den Empfänger sowie mit HF-Schaltern ausgestattet, um zwischen Empfangs- und Sendemodus zu wechseln. Bisweilen haben sie auch einen zweiten Schalter für die Verwendung einer Hilfsantenne sowie in der Regel Baluns zur Impedanzanpassung und eine Vorrichtung zur Umwandlung von symmetrischen in unsymmetrische Signale. Sie erfüllen häufig die Anforderungen einer Norm für Funkschnittstellen (z. B. IEEE 802.11g für ein Wi-Fi-System) und verfügen über eine zusätzliche Antennenumschaltung zur gleichzeitigen Unterstützung von Wi-Fi und Bluetooth.

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