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小型,低成本,低功耗无线电一次性(第2部分):FM,FSK和PSK

在这一系列的小型,低成本的第1部分,一次性无线电设计,我们看着AM技术,从单晶体管解决方案,最多被很好地提供可靠的,单向通信集成的SoC。在第2部分

在这一系列的小型,低本钱的第1部分,一次性无线电规划,咱们看着AM技能,从单晶体管解决计划,最多被很好地供给牢靠的,单向通讯集成的SoC。在第2部分,咱们调查了一些低本钱的解决计划,FM以及相移键控(PSK),频移键控(FSK),和简略的运营商开/关键控(OOK)。一切部件,数据表,教程,开发套件。

开,关带FM

以节约电力,并坚持气道明晰,FM播送芯片能够用作载体上,载波封闭来传输数据。就像一个框UART数据包,由于没有信号的无效状况和信号的存在开端一个开始位。尔后,每个位的方位是由活性的载体或无载体的持续时刻来表明。这个异步技能能够很好地作业而且由于发送信号不需求用于关时刻和逻辑零位能够节约一些能量。

调频传输计划的另一个长处是,像调幅,它们能够是十分小的尺度和本钱十分低,特别是在单晶体管完成(图1a和1b)。直到启用振动分立元件能够在简直零功耗状况彻底封闭的场效应管。该使能信号实际上能够是数据线在纯数字开/关键控(OOK)形式。

简略的单晶体管,低本钱窄带FM发射器的规划图片

图1a(左)和1b(右):许多简略的单晶体管,低本钱窄带FM发射器的规划是在公共范畴一应俱全运用规范的现成的,现成的零件。固定频率或可调版别都很小,低功耗,以及十分低的本钱。

还要留意的是线性形式,能够让模仿操控信号的频率。这是在两个方面是有利的。首要,传感器输出能够直接驱动调制信号像一个压控振动器(VCO),以供给未经微操控器的模仿元件的模仿功用,A / D转化,和。这是完美的超小型解决计划,而微。守时的发送距离也能够被操控,在这种情况下,由一个十分低频振动器,能够翻开和封闭设备为短的持续时刻(图2)。

低功率FET守时开关电源的图画

图2:传感器驱动的VCO能够调理运营商直接一旦衰减或放大拿整个动态规模的优势。选用了低功耗守时FET电源开关延伸电池寿数。

第二个长处是,当微操控器存在时,或许它能够驱动调制器以从由D / A的模仿信号,或简略地运用两个比特与电阻分压器供给的频移键控(FSK)通讯。单个PWM或相移键控也能够运用与由微的内部驱动。有线或场景可用于发动振动器,或许从微第三I / O线能够启用振动器。

这儿的一个长处是,发射频率能够十分安稳和窄带。这意味着许多单位能够是适当挨近而不相互和接收站仅“曲调”要监督的信道搅扰。相反,多个接收器;每个调谐到一个窄和特定频带能够一起操作。这使得接收站运用尖利的切口型的过滤功用,严峻轻视噪声和搅扰,提高了全体牢靠性。

更多的功用

虽然单个晶体管和分立式规划看似最小的解决计划,有些芯片可比美这些小尺度的一起供给附加的特性和功用。举个比如来说,从Silicon Labs的纯FM的SoC;该SI4713-B30-GM或SI4710-B30-GM是杰出的76 MHz至108 MHz频段。而封装在一个20引脚QFN封装,占位面积仅为3毫米x 3毫米,以完成整个无线电发射器只需求两个外部元件。两者都运用数字音频输入和串行操控,使小微是需求用数据给它(见技能专区的文章“在您的处置:丢掉Micros公司”)。

其他长处装备了更先进的发射器解决计划。首要,数据能够在立体声形式中传输。这能够供给两个独立的通道,或许,能够灵敏地完成时钟传输计划。留意,这些操作中的规范表无线电76兆赫至108兆赫形式和被约束为10微瓦的功率,但会很好地作业的短距离,视野的规划,和可互操作的规划。

为了节约时刻和测验可行性,模块化的解决计划能够是一个工程师的最佳挑选。相反纺自己的规划,然后有表征,并证明它,你能够简略地获取经过全面测验,判定,认证和(一般为国际规范)的OEM模块。

由于厂商是最新的关于区域需求和版别针对特定国家这是ISM频段FM发射器特别有用。考虑,例如,在RF解QFM-TX1-433通用FM发射模块中一个十分便利的6针外表装置外形(图3)。射频解决计划QFM-TX1-433的图画

图3:模块答应相同的外形进行编程即可完成不同国家和地区。这能够让你做一个主板,可在一切国家中运用。

它作业在433兆赫的ISM频段,这将答应更高的功率水平常跳频的未经许可的一部分。这导致视野更长规模线,但仍然具有墙面和目标杰出渗透性。数据传输速率高达4800波特可发送运用CMOS / TTL逻辑信号,从2.2到3.5 V与电流一般为15毫安时自动。

该部分较大的16.8 x12.5毫米×2.5 mm尺度可答应其装置在正确的外置天线,以创立一个密封,坚固耐用的设备。这能够用来,例如,长途发送增量轴编码器的数据为电机定坐落无人驾驶车辆。

相似的,315 MHz的部分是射频解决计划FMRTFQ1-315(图4)。留意这儿乃至更低7毫安发射电流,并支撑9600波特的数据传输速率。这两个射频解决计划部分选用数字数据传输。

射频解决计划FMRTFQ1-315图片

图4:可从315 MHz到868 MHz的,这些十分安稳的FM发射模块没有可调元件和可传输高达250米。

FSK数字调制

而FM可无级变速模仿,由于它是与音频,FSK数字调制能够运用高度调谐滤波器以确保信号的完整性。经过约束传输振动器非搅扰频率,优化滤波器体现杰出,并区别色彩。

一个适当高的速度(600千位/秒)数据率的一部分,能够在FSK以及GFSK,GMSK,MSK操作和OOK形式是RF解RFM67W-868S2,它能够在操作微控或独立形式。

在独立形式下,无线电参数被下载并运用外部串行EEPROM装备产生。这能够答应更低的本钱和更小的尺度。运用串行接口为SPI风格的外设能够增加无线连接到现有的有线解决计划时使其成为抱负的解决计划。

新规划也可获益于欧洲,美国和日本的规范装备和监管规范,这些部件坚持。更重要的是,高输出功率(17 dBm的)能够简化放大器和天线的需求。支撑的频段是315兆赫,433兆赫,868兆赫和915兆赫。

下一页:增加微

正如咱们所看到的,许多解决计划都需求在船上微做主。低本钱一次性无线电数据需求传输。虽然串行接口到发射器有助于坚持尺度小,把微在同一芯片上的发射机能够答应乃至更小的和更牢靠的解决计划。

在本系列的第3部分,咱们将着眼于单芯片发射器嵌入了专用的微操控器在同一芯片上或同一封装内。这能够使咱们一次性收音机更强壮,而且能够增加比如答应更高的功率水平,跳频和扩频技能,数据加密和同步操作的长处。

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