电子发烧友网报道(文/吴子鹏)4月11日,Qorvo在北京成功举办以“春光作序,万物更‘芯’”为主题的媒体日。作为全球领先的连接和电源解决方案供应商,此次媒体日上,Qorvo的威廉希尔官方网站 专家分享了该公司在Wi-Fi 7、BMS和压力传感器方面的相关方案和威廉希尔官方网站 理解,为相关领域的产品创新指明了方向。
本文我们带着问题去这些分享中寻找答案,比如怎样的射频配置能否更好地发挥Wi-Fi 7的性能?集成式BMS方案相较于离散型BMS方案有哪些突出的优势?压力传感器如何在高灵敏度的同时免受环境干扰?这些问题的答案都将在文中揭晓。
非线性FEM+DPD释放Wi-Fi 7潜能
Wi-Fi 7即第7代Wi-Fi威廉希尔官方网站
,也称IEEE 802.11be或者ETH。ETH(Extremely High Throughput,极高吞吐量)也表明了Wi-Fi 7标准更新之后最主要的特性变化,能够为8K视频传输、云端游戏、边缘计算以及大规模并发应用等应用带来更好的带宽支持。
在Qorvo媒体日上,Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理 Jeff Lin(林健富)介绍了Wi-Fi 7的主要更新,包括320MHz信道带宽、4096 QAM、多链路操作(MLO)和多资源单元 (MRU)等。
Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理 Jeff Lin(林健富)
Wi-Fi 7在6 GHz频段支持最大320 MHz信道带宽,同时在5 GHz和6 GHz频段上支持 20/40/80/160 MHz信道带宽以及在2.4 GHz 频段支持20 /40 MHz信道带宽。林健富表示,“仅 320 MHz的信道带宽就使Wi-Fi 7的最大速度翻了一番,越大的带宽表示可以传输更大量的资料,吞吐量就越高。”
4096 QAM同样带来了传输容量的提升,Wi-Fi 7中每一个用QAM调制的点可以比Wi-Fi 6多携带2比特的信息,传输吞吐量提高了20%。
林健富指出,MLO是Wi-Fi 7标准中另一个杀手级应用创新,是一项重要且实用的功能。MLO让设备能够同时跨多个波段和信道发送和接收,作为一个MAC层的解决方案,MLO允许每个链路可以独立和同时与其他链路工作,或协调最佳的聚合速度、延迟、范围(覆盖)或节省电力,可以大幅提升链路的利用率。
不过,林健富强调,Wi-Fi 7 带来了众多威廉希尔官方网站
突破,也对射频前端提出了更高的要求,例如需要更多的前端模块(FEMs)、实现至少 -47dB 的 EVM、兼容DPD(Digital Pre-Distortion,数字预失真)、高效利用非连续频谱,并强化滤波性能以改善信号隔离。
为了应对 Wi-Fi 7 的新挑战,林健富介绍了非线性(Non-Linear)FEM+DPD 的方案。非线性FEM主要是指采用非线性PA,理想PA是具有线性特性,也就是输入信号的功率和输出信号的功率具有线性关系。不过,线性PA带来的主要问题就是随着输入功率的增大会出现信号失真。当然,还有一种PA本身就是非线性的,那么为了获得线性的输出功率,就需要增加一个DPD。
林健富称,非线性PA比线性PA更加省电,根据Qorvo的测试结果,非线性PA可以比线性PA省电25%-30%,这就是为什么越来越多的方案商选择非线性PA。DPD是一种利用数学验算法改善PA线性度的方法,DPD让输入信号进入PA之前就进行补偿,然后从PA输出的信号频率就是线性的。在信号进入PA之前,DPD已经知晓PA的非线性情况,然后施加一个相反的信号,最终获得线性信号。不过,DPD需要额外算法来运行,需要占据一定的系统资源,也就需要Wi-Fi芯片厂商的配合。
根据林健富的介绍,DPD既有简单的DPD,也有GMP (Generalized Memory Polynomial)这种比较动态复杂的DPD。关于方案部署,有的Wi-Fi芯片性能比较强,会直接挪用一部分资源来做DPD;也会有厂商选择在Wi-Fi芯片外一片小的DSP芯片上专门做DPD。DPD已经成为当前Wi-Fi芯片厂商“内卷”的一个领域,如果能够提供好的DPD性能,即便是性能比较差的PA也能补偿回来,从而降低 Wi-Fi 7部署的成本。
在FEM方面,目前Qorvo的FEM模块包括线性和非线性两种。线性Wi-Fi 7 FEM有着极佳的线性度同时具备低功耗、小封装、高整合的特性;非线性Wi-Fi 7 FEM可大幅降低功耗,同时将PAE提升到极致。
BMS(battery management system)是电动汽车不可或缺的重要部件,因为新能源汽车市场火热,现在大部分人也已经熟知BMS。不过,BMS的应用并不局限于电动汽车,比如工业领域的工业搬运机器人、自动叉车、巡逻车等;消费电子领域的电动工具、消费类机器人、充电宝和电动两轮车等。
Qorvo在电源领域持续深耕,目前已经拥有电源管理芯片(PMIC)、断电保护(PLP)、DC/DC 稳压器、电池管理、智能电机控制以及碳化硅产品等丰富的产品组合。Qorvo资深客户经理Yichi Zhang(张亦弛)介绍称,在BMS方面,Qorvo创新地将高性能MCU和interwetten与威廉的赔率体系
前端(AFE)整合到单个芯片中,不仅简化了系统架构,也提高了系统性能、可靠性和智能化水平。
Qorvo资深客户经理Yichi Zhang(张亦弛)
张亦弛在演讲中提到,无论是马达驱动产品,还是BMS产品,Qorvo产品的最大特色就是高度集成。MCU+AFE方式实现了数字、模拟二合一,因此Qorvo的BMS产品具有和通用MCU一样的可编程性和可配置性,除了实现BMS功能,还可以通过产品的外设去拓展其他应用功能。
Qorvo BMS芯片产品已经量产两个系列:PAC2214x和PAC2514x。在MCU方面,其中PAC2214x内置Arm Cortex-M0 MCU,主频50MHZ,Flash容量为32KB;PAC2514x则采用Arm Cortex-M4 MCU,主频提升至150 MHZ,Flash容量为128KB。
在AFE方面,Qorvo BMS芯片产品的AFE集成有16bit高精度ADC、电芯平衡电路、高边驱动等各项电池管理模块。
Qorvo BMS芯片产品还提供出色的通信能力,包括SPI、I2C、UART、CAN等总线接口,串联整个BMS系统中的功能单元,比如传感器、BLE等。有了这些通信接口,Qorvo BMS芯片产品也可实现通用的控制功能。此外,针对电池管理所需的安全和长续航的两大需求,Qorvo的BMS芯片从充放电管理、短路保护、过流过压保护、电池监控、电池均衡、低功耗控制这六大功能为基础,优化和管理电池效率和寿命。
集成和离散是一个相对的概念,Qorvo BMS芯片产品均是单芯片方案,带来了敏捷开发的性能和非常高的性价比,可为多达20个串联电芯的电池组(锂离子、锂聚合物和磷酸铁锂等)提供全面的充放电控制和监测。当然,集成化意味着一些功能和特性已经固定,在产品适用范围方面就会受到影响。
针对这个问题,张亦弛回应称,“Qorvo BMS芯片产品最高可以支持20个串联电芯,但很多应用里只需要5串、8串、10串或者16串。因此,我们在后续产品里会陆续推出从低串数到高串数的完整BMS产品线,客户可以根据电芯数量的不同,灵活选择我们的产品达到成本的可控。”
创新压力传感器让触控更灵敏
传感器是数字化设备不可或缺的器件,在数字化时代,迫于人们对智能人机交互方式的需求,传感器威廉希尔官方网站
也亟待创新。Qorvo的Sensor Fusion解决方案正是这么一款能够带来交互革新的产品。
Qorvo资深客户经理Renado Lei(雷益民)
Qorvo资深客户经理Renado Lei(雷益民)介绍到,Qorvo 打造的传感器融合(Sensor Fusion),是包含MEMS 传感器、ASIC 芯片、软件和机电一体化结构在内的完整解决方案,且不受大多数环境因素的影响,适用于任何材料。
目前,Qorvo提供两种系列的产品:MEMS Force和ForceGauge,两者在结构堆叠方式上有所不同。MEMS Force系列是芯片通过硅胶直接和表面基础;而ForceGauge系列则通过PC板的微小变形来检测力。Qorvo的结构工程师会根据客户需求推荐合适的结构和传感器系列。
应用方面,Qorvo的压力传感器已用于手机侧键、AR/VR设备、车用内外人机交互、智能表面、摩托车和两轮车、穿戴设备(如蓝牙耳机、手表)、家电等多种领域。相比于其它交互方式,Qorvo的产品能够提供防水、戴手套操作、一体化设计等优势。
此外,在设计的过程中,Qorvo还能提供端到端的专业威廉希尔官方网站
与协助、仿真功能和软件集成,助力工程师在多个市场领域迅速实现产品创新。
对于Sensor Fusion的应用畅想,Qorvo表示是实现无间隙的智能表面。通过灵敏、低功耗且小巧的传感器让交互体验升级。
结语
通过此次Qorvo媒体会不难看出,在Wi-Fi 7,BMS和压力传感器方面,Qorvo的产品和方案起到了非常好的创新引领作用。在Wi-Fi 7领域,非线性FEM+DPD有望加速Wi-Fi 7的普及,并带来更好的能效表现;在BMS方面,单芯片BMS带来了敏捷开发的特性,并能够让方案成本更加可控,随着Qorvo系列性地推出BMS芯片产品,会有越来越多的BMS应用受益于Qorvo的单芯片解决方案;在压力传感方面,Sensor Fusion将人机交互表面的材料可以适应的更多使用范围,将其打造更为时尚且智能的应用体验。
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