近几年，随着手机应用的多功能化以及mp3/mp4媒体播放器的普及，fm接收已经成了必备的功能。有业内人士曾经乐观表示，到2008年，fm手机可以占到总量的40%以上，这样大的终端市场势必导致对fm接收芯片(fm tuner)的需求也越来越大。而与此同时，伴随着集成电路设计和制造技术的快速发展，fm tuner开始从模块化时代向soc时代演进。单芯片fm tuner技术日臻完善，性能也相比于以前有了很大的提高，具备了高接收灵敏度，能够支持单声道(mono)和立体声(stereo)切换，并且开始支持无线数据服务 (rds)/无线广播数据服务(rbds)。

rda5800芯片是锐迪科微电子(rda micro)公司独立开发的一颗全集成cmos fm tuner芯片，具有高集成度、高性能、低成本、低功耗等方面的优势，是目前极具市场竞争优势的一款产品，受到业内专家和应用工程师的普遍关注。下面就来讨论一下此款芯片的功能特性及设计技巧。

rda5800芯片基本特性

它采用中芯国际(smic)0.18微米 rf cmos先进工艺，射频部分采用了低中频结构，fm立体声解码则由数字dsp来实现，驱动部分将语音功放集成到了芯片中，这些都有效地提高了芯片性能，降低了解决成本，并具有非常好的集成度。芯片采用4×4mm 24脚qfn封装，内部集成了ldo和晶体振荡电路，总的工作电流为16ma，具有自动搜台，柔软静音，重低音，噪声抑制，直接驱动耳塞等优异的性能。

rda5800芯片的主要性能指标如表1所示。

rda5800芯片工作原理

rda5800主要分成模拟和数字两大部分。模拟部分包括支持所有fm频段(76～108m hz)的低噪声放大器(lna)、限幅器(limiter)、正交镜像抑制混频器(mixer)、可调增益放大器(pga)、高精度模数转换器(adc)、高精度数模转换器(dac)、频率合成器(synthesizer)以及电源用的ldo。数字部分则包括了语音处理dsp以及数字接口。

表1：rda5800芯片的主要性能指标

图1：rda5800系统原理图

基本工作原理如下：

天线接收到空中的fm信号，首先由lna将信号进行放大，并转为差分输出电压，这可以有效抑制芯片内部及pcb板上的噪声，提高接收灵敏度。在rda5800芯片中，lna支持单端输入工作方式，只需要将另外一个输入端接地即可，大大简化了普通射频电路复杂而敏感的输入匹配网络。由于fm输入端没有saw带通滤波器，将有很多fm频带外的噪声进到芯片内部，限幅器检测lna输出信号电压幅度大小，当达到阈值后会自动恒定，防止lna因带外噪声饱和而产生非线性失真；混频器将lna输出信号下变频到低中频，同时实现对镜频的抑制。低中频既可以避免零中频结构直流噪声难以消除的难题，又减小了adc的输入信号带宽；pga将mixer输出的i、q两路正交中频信号放大送给adc，它的增益由dsp动态控制，有效地降低了对adc输入动态范围的要求；adc采用的是delta-sigma带通过采样结构，它具有高精度和低功耗的特点，并且对带外噪声有抑制，很适合处理中、低频信号。adc输出既包括低频的有效信号，也包括调制到高频的噪声，信号和噪声都同时送给后面的dsp处理；dsp完成解调后，将语音信号分别送给左右声道高精度dac。dac同时也是一个低通滤波器，对语音频带外的噪声进行衰减，然后将语音信号通过音量控制寄存器放大，最终通过芯片内部集成的功放送出。

核心的fm解调和语音处理工作由语音处理dsp来完成，dsp首先对adc送过来的数据通过数字滤波器(digital filter)降采样和滤波，滤除调制高频噪声，恢复出低频信号，然后将信号进行解调(mpx decoder)，完成单声道和立体声的切换，之后再加载上可调重低音功能和静音功能。

频率合成器根据频点设置，产生对应的正交本振信号送给mixer，它的参考时钟为32.768khz，因为32k晶体在fm频段内的高次谐波能量小。频率合成器中的主要模块压控振荡器(vco)采用片上电感lc vco结构，并且将环路滤波器都全集成到了芯片中；rda5800内部集成了晶体振荡电路，直接支持片外晶体，这些都大大减小了芯片外围元件数量和pcb版图面积，提高了可靠性，使本振信号具有很好的相位噪声和调节灵活性。

芯片内部集成了ldo为整个芯片供电，它有较高的电源电压抑制比，保证了芯片在2.7～5.5v的电压范围内都可以正常工作。芯片支持普通电池直接供电，简化了芯片使用条件。

rda5800的接口支持两线和三线，同时带gpio数字接口。编程简单，只需要写入频点或者直接搜台，芯片内部会自动完成其他的换算工作。

rda5800的应用

基于rda5800应用系统原理图，图2为rda5800的应用方案：

图2：rda5800应用方案

j1是普通的耳塞，天线就是耳塞的接地线，l3和c3构成lc谐振腔，提供直流接地的情况下不衰减fm信号。r1为数字接口的上拉电阻；c6为电源滤波电容，实际pcb布板使用中应尽量靠近芯片，c4和c5是隔直耦合电容，同时和耳塞的特征电阻构成了一个rc高通滤波器，有滤除低频噪声的效果。由于重低音可调，可以通过预加重，c4和c5电容可以用更小值电容代替，衰减掉的信号可以用可以大大节省pcb板面积。

图3：rda5800的评估板

图3是rda5800的评估板，相比较于传统的fm芯片外围需要20多个元件和11×11mm的pcb板面积，rda5800的优势是很明显的：pcb面积只有6×6mm,外围的元器件数量小于10。

rda5800具有简单易用、高性价比的特点，是fm soc 时代的标志性产品，适用于各类具有收音机功能的便携式产品，主要包括：移动电话、笔记本电脑、mp3/mp4媒体播放器、pda、独立式调频收音机、无线耳机等。

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