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KT Micro單芯片VHF/UHF射頻收發系統

更新時間：2012-12-11 8:43:41 　（編輯：溫情）【大中小】

前言: 北京昆騰微電子有限公司（簡稱昆騰公司，下同，英文名 KT Micro）是一家高科技集成電路設計企業，長久以來一直在關注著無線音頻傳輸領域的發展。

　　【音響網資訊】
　　集成電路技術自發明之日起，便擔負起改變傳統電子行業格局的使命。隨著集成電路工藝尺寸的降低，芯片集成度越來越高，越來越多的功能被集成在了一顆單一的芯片中，時至今日，傳統意義上的電子行業已經發生了翻天覆地的變化，分離器件向集成方向發展是電子行業的必然趨勢，是不可逆轉的歷史潮流。

　　北京昆騰微電子有限公司（簡稱昆騰公司，下同，英文名 KT Micro）是一家高科技集成電路設計企業，長久以來一直在關注著無線音頻傳輸領域的發展。昆騰公司敏銳的發現，在現有的解決方案中，仍然采用著大量的分離器件和為數眾多的各種芯片，其漫長的設計周期和復雜的調試過程，不僅增加了大量的人工成本，也使產品進入市場的時間加長，降低了產品的競爭力。有鑒于此，昆騰公司推出了單芯片VHF波段和UHF波段無線FM發射器和接收器，并且提供全套的參考設計和軟件方案。本方案不僅可以節省大量的人工和物料成本，最重要的是，還可以簡化設計方案，縮短設計周期，使產品快速進入市場，顯著提高產品的競爭力。

　　傳統的無線麥克風發射器通常由幾個電路模塊組成，即麥克風放大器，預加重濾波器，壓擴電路，FM調制器（通常是一個晶體振蕩器）和功率放大器等電路，稍微高端的方案會采用鎖相環頻率合成器來對發射頻率進行調節，更高端的還會有MCU進行對碼等操作，如圖所示。而北京昆騰微電子有限公司采用全集成的解決方案，對上述的全部電路模塊進行了整合，在單一芯片上實現了無線麥克風發射器所需的全部功能。如圖所示。

　　傳統的無線麥克風接收器通常有下面幾個電路模塊組成，即低噪聲放大器、混頻器、本地振蕩器（通常也是一個晶體振蕩器），FM解調器，解壓擴電路和去加重濾波器等電路模塊。同樣，稍微高端的解決方案會采用鎖相環技術，以方便對頻率進行調節。與發射相對應，如果發射方有對碼的需求，接收方會加入一個MCU，同時還可以完成顯示等功能。如圖所示。昆騰公司采用全集成的解決方案，將上述的全部電路模塊集成在了一個芯片中，即，采用單芯片實現了無線麥克風接收機所需的全部功能。如圖所示。

　　采用全集成的方案有諸多優點：其一，大幅度降低BOM成本。與傳統方案相比，采用KT Micro的方案可以節省75%的成本；其二，加快設計便于生產。傳統方案采用的元器件多，所需要的調試時間會很長。而采用全集成方案，片外元器件數量顯著減少，所需要的調試工作量會大幅度減小，大幅度地縮短設計周期，使產品盡快的推向市場；其三，能夠減小庫存，降低備貨風險。在量產階段，大量的元器件會增加庫存管理的復雜性，而且萬一某種器件發生缺貨的現象，就會影響到整個產品的出貨。采用全集成方案，元器件數量大大減少，由此帶來的備貨風險也會大幅度降低；其四，可以滿足產品小型化的設計需求。傳統方案中采用眾多的元器件，致使整個PCB板的尺寸過大，導致產品無法小型化，而在很多方面，小型化卻是產品最具競爭力的特性之一。采用全集成的方案即可滿足這一需求。

　　此外，KT Micro的解決方案中還集成了多種無線麥克風所需的功能。第一，集成了電池電壓檢測的功能，在檢測到電池電壓低于某一門限值時，芯片會自動輸出一個指示信號；第二，集成了音頻補償功能，幫助用戶實現簡易的均衡器；第三，為了提高音頻的音色，芯片內部還集成了音頻激勵器，用以增加聲音中豐富的諧波成分，進一步滿足客戶差異化的設計需求；第四，針對麥克風系統中可能出現的嘯叫問題，芯片內部還專門集成了嘯叫抑制器，能夠快速捕捉發射接收系統中產生的嘯叫聲，并以人耳來不及響應的速度對其進行抑制；第五，芯片還集成了自動靜音的功能。在信號質量變差或者受到干擾時，芯片自動關閉聲音；第六，集成了空閑信道掃描的功能，當前頻道受到干擾的時候，芯片可以自動掃描無干擾的空閑信道；第七，發射功率可調，在昆騰公司的解決方案中，片內的功率放大器最高可實現10mW的發射功率。并且，該發射功率可以編程控制，以滿足不同的應用場合；第八，集成了數字輔助信道的功能。利用該功能，可以在發射和接收之間建立數據通道，進行實時的信息分析和反饋控制；第九，內置麥克風放大器，支持電容式和動圈式兩種麥克風，最高46dB的麥克風增益；第十，單一晶體實現多個發射頻率。芯片采用鎖相環頻率綜合器，使用單一晶體即可實現不同的發射頻率和接收頻率，無需定制多個頻率的晶體，進一步降低庫存；第十一，VHF產品集成了MCU。用戶僅需一個單獨的引腳，即可使用片上MCU，在任意十六個頻點之間進行選擇，進一步降低客戶成本。

　　不同于現有的2.4GHz的解決方案，昆騰公司采用了模擬調制技術，繼承了傳統FM調制技術的優良品質，為客戶提供專業級的音質。采用模擬調制技術的好處之一是與現有的無線麥克風方案兼容，發射和接收都可以單獨用在現有的系統中。另外，與2.4GHz的方案相比，采用模擬調制技術不存在傳輸延時，功耗更低，傳輸距離更遠，不受WIFI、藍牙和家用微波爐的干擾，抗干擾更強。最重要的是，可以為用戶提供超過16bits的音頻體驗，目前的2.4GHz的解決方案一般只能提供96dB的動態范圍，而KT Micro的解決方案可以提供超過102dB的動態范圍。

　　昆騰公司的發射機方案從系統架構上根除了手摸噪聲的影響。傳統的無線麥克風調制通常采用窄帶鎖相環的技術，如圖所示，當手摸麥克風話柄時，通常會在VCO處引入一個寄生電容，致使VCO的頻率發射偏差。眾所周知，當無線系統的收發頻率之間存在偏差時，會嚴重降低接收信號的信噪比。盡管鎖相環路會將VCO的頻率糾正過來，但是由于環路濾波器的帶寬極窄，將偏差的頻率糾正過來所需的時間會很長，這個過程中，音質已經變差了。而且手摸話柄引入的寄生效應通常是時變的，窄帶的鎖相環永遠也跟蹤不上時變的VCO頻率。昆騰公司采用了一種全新的系統價格，采用寬帶的鎖相環進行調制，如圖所示。由于環路濾波器的帶寬很寬，即使手摸話柄產生了一個寄生的效應，也會被鎖相環路以人耳來不及響應的速度迅速的糾正回來。這個過程不會被聽見，這樣也就從根本上消除了手摸話柄產生的噪聲。

　　昆騰公司接收機采用獨特的AFC技術，能夠自動的糾正發射和接收之間的中心頻率偏差。這樣就避免了使用高精度的晶體。采用昆騰公司的方案，允許用戶使用最大偏差達+/-50ppm的低成本晶體。在整體方案中，昆騰公司采用了芯片內部自動校準的技術，整個生產過程中無需手工調整，顯著降低了人工成本。從一致性的角度，采用芯片自動校準比人工校準效率更高，一致性更好。昆騰公司的VHF/UHF產品線十分豐富，可供用戶靈活選擇。VHF波段產品采用SSOP的封裝，便于焊接和維修；UHF波段的產品采用高性能的QFN封裝，可以滿足客戶小型化的需求。

　　當然，昆騰公司的該系列產品不僅僅局限于無線麥克風一個領域，在無線音箱，會議麥克風，無線傳聲器，筆形話筒，頭戴式麥克風，DVD和機頂盒等領域都有廣闊的應用前景。

　　在電子學領域，由分立器件向全集成的方向進行整合是發展的必然趨勢，并且，已經有無數個先例表明，只有順勢而為才能有所建樹，頑固不化和墨守成規必然會被歷史的潮流淹沒。對于無線麥克風的制造商們來說，目前正站在一個歷史的分叉口上，他們最終將何去何從？讓我們拭目以待！


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