Litar mikro untuk modem radio. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Litar mikro untuk modem radio. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komunikasi radio awam

Komen artikel

Penghantaran data dalam jarak dekat melalui radio menjadi semakin biasa dalam kehidupan seharian. "Kunci radio" untuk penggera kereta dan alat kawalan jauh pelbagai objek telah menjadi perkara biasa, "tikus radio" dan "papan kekunci radio" komputer semakin popular, dsb. Masanya telah tiba untuk menyambungkan komputer secara wayarles ke dalam rangkaian. Artikel ini akan memperkenalkan pembaca kepada litar mikro khusus yang direka untuk menyelesaikan masalah tersebut.

Sehingga baru-baru ini, semua orang yang pertama kali melihat bahagian "belakang" unit sistem komputer yang berfungsi kagum dengan rangkaian wayar dan kabel yang dipasang padanya, yang pergi ke sejumlah besar peranti yang berinteraksi dengan komputer. Pengenalan bas USB yang memintas semua peranti secara bersiri memudahkan rangkaian kabel, tetapi tidak menyelesaikan masalah sepenuhnya.

Percubaan untuk menggunakan sinaran inframerah untuk komunikasi antara komputer dan pinggirannya tidak begitu berjaya, kerana keterlihatan langsung diperlukan antara sumber dan penerima sinar IR, dan julat sebenar komunikasi yang boleh dipercayai tidak melebihi dua meter. Di samping itu, pengeluar peralatan bersaing belum lagi membangunkan protokol pertukaran data bersatu. Oleh itu, kehadiran penyesuai IrDA dalam komputer anda tidak menjamin keupayaan untuk berkomunikasi dengan mana-mana peranti yang dilengkapi dengan IrDA.

Baru-baru ini, idea untuk mengatur komunikasi "jarak pendek" antara komputer yang terletak di bilik dan peranti yang sama atau bersebelahan yang berinteraksi dengannya (pencetak, pengimbas, modem, dll.) melalui saluran radio telah semakin berkembang. Walau bagaimanapun, di sebalik kesederhanaan dan kejelasan pendekatan ini, terdapat begitu banyak kesukaran dalam perjalanan ke pelaksanaannya sehingga masalah itu masih tidak boleh dianggap selesai. Sekurang-kurangnya, matlamat yang diisytiharkan oleh sesetengah pembangun "menambah satu cip pada setiap komputer dan peranti persisian - dan ia selesai" masih sangat jauh.

Walau bagaimanapun, "proses telah bermula." Percubaan sedang dibuat untuk membangunkan teknologi dan protokol bersatu untuk komunikasi radio komputer "tempatan". Yang paling terkenal antaranya Bluetooth, IEEE 802.11, UWB dan Nome RF bersaing antara satu sama lain. Pemenang akan dikenal pasti dengan menilai secara praktikal kelebihan dan kekurangan teknologi yang dicadangkan dalam masa terdekat. Sementara itu, pengeluar nod yang diperlukan untuk komunikasi menggunakan mana-mana protokol - litar mikro transceiver gelombang mikro (transceiver) - memfokuskan pada salah satu protokol, namun meletakkan kemungkinan menggunakan yang lain. Dalam artikel ini kita akan bercakap tentang beberapa cip ini.

Syarikat Norway BlueChip Communications AS menghasilkan litar mikro transceiver radio cip tunggal ВС418 dan ВС918, yang dicirikan oleh penggunaan tenaga kuasa mikro, keupayaan untuk beroperasi dalam julat suhu yang luas (dari -40 hingga +85 ° C) dan bertujuan terutamanya untuk pertukaran data digital dalam rangkaian radio dalam julat 400 dan 900 MHz. Aplikasi utama transceiver ini ialah penderia jauh yang digunakan dalam industri, sistem keselamatan dan perubatan. Di samping itu, ia boleh digunakan dalam sistem pemantauan alam sekitar, rangkaian radio komputer berkelajuan rendah, pembaca kod bar jauh, paging dwiarah, dsb.

Litar mikro adalah serupa dalam struktur dan parameter dalaman, dihasilkan dalam pakej plastik TQFP-44 (dimensi 12x12 mm) dengan susunan pinout empat sisi dan berbeza hanya dalam VSS418 yang meliputi julat 300..600 MHz, dan VSS918 - 700 ..1100 MHz.

Kekerapan operasi dan mod operasi lain litar mikro transceiver ditetapkan menggunakan arahan 80-bit yang dimasukkan dalam kod binari bersiri ke dalam daftar khas litar mikro.

Untuk memastikan fleksibiliti dalam penggunaan litar mikro ini, adalah mungkin untuk memprogramkan lapan tahap kuasa keluaran pemancar (selang - 3 dB, tahap maksimum - 10 mW), dua (untuk VSS418) atau empat (untuk VSS918) memperoleh nilai sebanyak peringkat input penerima (membolehkan anda mengurangkan sensitiviti sebanyak 25 ..33 dB), serta empat jalur lebar penapis laluan rendah (10, 30, 60 atau 200 kHz).

Ciri reka bentuk lain bagi transceiver ini termasuk penggunaan kaedah penukaran frekuensi langsung dalam penerima, kehadiran pensintesis frekuensi dua saluran dengan gelung PLL luaran, menyediakan grid frekuensi yang sangat padat (ratusan hertz), output pengesan kunci LockDet. dan tahap isyarat RSSI yang diterima, serta penerima penapis laluan rendah gyrator elips tujuh kutub terbina dalam.

Untuk menghantar maklumat, kekunci anjakan frekuensi pembawa (FSK) digunakan dengan sisihan yang dipilih mengikut kelajuan penerimaan/penghantaran data yang diperlukan. Kadar penghantaran maksimum yang disokong oleh cip transceiver BCC ialah 128 kBaud. Untuk kelajuan 9,6 kBaud dan kurang, sisihan yang disyorkan ialah ±25 kHz. Dengan sensitiviti penerima -105 dBm dan antena omnidirectional, ini menjamin julat komunikasi di ruang terbuka sehingga 700 m. Voltan bekalan terkadar ialah 3 V. Penggunaan semasa dalam mod penghantaran tidak lebih daripada 50 mA, dalam mod terima - 8 mA, dalam mod siap sedia - kurang 2 µA.

Pengayun induk pemancar dan pengayun tempatan penerima ialah pensintesis frekuensi yang terdiri daripada pengayun terkawal voltan (VCO), dua pembahagi frekuensi boleh atur cara dan gelung PLL (PLL). Untuk menstabilkan frekuensi synthesizer, disyorkan untuk menggunakan resonator kuarza berkualiti tinggi dengan frekuensi 10 MHz.

Dalam cip transceiver BCC, bergantung pada kadar pemindahan data yang diperlukan, adalah mungkin untuk menggunakan salah satu daripada empat cara untuk memanipulasi frekuensi pemancar - dengan menukar pekali pembahagian salah satu pembilang pensintesis, menukar antara dua pembahagi frekuensi yang diprogramkan, memodulasi ( menyeret) kekerapan resonator kuarza rujukan, atau modulasi VCO langsung.

Bahagian penerima dibuat mengikut litar penukaran frekuensi terus dan mengandungi pengesan frekuensi digital. Demodulasi dilakukan dengan membandingkan fasa isyarat yang diterima dalam saluran dalam fasa I dan kuadratur Q. Jika dalam saluran I ia ketinggalan di belakang Q, frekuensi isyarat lebih tinggi daripada frekuensi pengayun tempatan; jika ia di hadapan, ia lebih rendah daripadanya. Apa yang dipanggil "jitter" (jitter tepi) data yang diterima yang wujud dalam litar sedemikian, sebagai peraturan, tidak menimbulkan sebarang masalah apabila menerima data digital, tetapi magnitudnya mesti diambil kira dalam kes di mana momen kedatangan tepi isyarat adalah penting. Jitter berkurangan dengan peningkatan sisihan frekuensi ΔF, manakala nilai maksimumnya tidak melebihi 1/(4ΔF).

Sistem PLL menala pengayun tempatan kepada frekuensi purata isyarat, oleh itu, untuk mengelakkan kegagalan, jujukan kod yang dihantar mesti mengandungi bilangan sifar logik dan satu yang sama. Keperluan ini, biasa untuk sistem komunikasi digital, mesti diambil kira apabila memilih kaedah untuk pengekodan data yang dihantar. BlueChip Communications mengesyorkan menggunakan kod blok Manchester atau 4BXNUMXB untuk tujuan ini.

Untuk mengawal operasi PLL dalam transceiver BCC, adalah mungkin untuk menggunakan output LockDet yang direka khas - pengesan penguncian.

Voltan malar pada output RSSI adalah berkadar dengan logaritma kuasa isyarat pada input penerima, dan pergantungan ini dikekalkan dalam julat dinamik kira-kira 70 dB.

Gambar rajah sambungan biasa untuk litar mikro BCC418 ditunjukkan dalam Rajah. 1. Varicap D1 dan persekitarannya - elemen VCO dan PLL. Resonator kuarza ZQ1, seperti yang telah disebutkan, menetapkan kekerapan rujukan. Induktor dan kebanyakan kapasitor di sebelah kanan rajah disertakan dalam litar gelombang mikro untuk memadankan input dan output transceiver dengan antena WA1. Litar R15D3L3D2 digunakan untuk menyambungkan antena ke input penerima atau output pemancar cip transceiver.

(klik untuk memperbesar)

Berdasarkan litar mikro BCC418 dan BCC918, modul gelombang mikro RFB433, RFB868 dan RFB915 dihasilkan, dibina mengikut skema yang serupa dengan yang dibincangkan di atas (Rajah 1). Ia mempunyai dimensi kira-kira 25x25x3 mm dan terminal yang sesuai untuk pemasangan permukaan. Modul dioptimumkan (ditetapkan oleh pengilang) untuk kadar penghantaran 19,2 kBaud dan operasi, masing-masing, dalam jalur ISM 433,4...434,4 MHz, 868,8...869 MHz dan 903...927 MHz, sementara ia boleh beroperasi pada julat frekuensi yang lebih luas. Antena yang dipadankan (dengan impedans penyuap 50...100 Ohms) boleh disambungkan terus ke modul, tanpa elemen gelombang mikro tambahan. Singkatan ISM biasanya menandakan julat yang direka untuk beroperasi pada sinaran daripada peralatan untuk tujuan industri (Industri), saintifik (Saintifik) dan perubatan (Perubatan). Di Eropah dan Amerika Syarikat, tiada lesen diperlukan untuk beroperasi dalam kumpulan ini.

BlueChip Communications menawarkan papan penilaian pembangun perkakasan (Kit Penilaian, set 2 keping) yang mengandungi modul gelombang mikro, antena litar bercetak dan mikropengawal PIC16LC63A. Menggunakan perisian yang disertakan dengan papan, anda boleh mengatur pemindahan data dua hala antara dua komputer yang terletak pada jarak sehingga 300 m. Salah satu perkembangan terbaru syarikat ialah modem radio MOD433, disambungkan melalui antara muka RS232 ke port COM komputer, kepada sumber kuasa 6..9 V dan kepada antena padanan luaran. Modem radio dikonfigurasikan untuk kadar pemindahan data 19,2 kBaud dan menggunakan sepuluh frekuensi operasi dalam julat 433,4...434,4 MHz, diimbas secara automatik pada kadar 100 ms.

Transceiver jalur ISM juga dihasilkan oleh syarikat lain. Contohnya, Texas Instrument mengeluarkan litar mikro TRF6900 dan TRF6901 dalam pakej PQFP-48. Yang pertama meliputi jalur frekuensi 850...950 MHz, yang kedua - 860...930 MHz. Kuasa pemancar ialah 3 mW, angka hingar penerima ialah 3,3 dB. Antara muka digital luaran transceiver tertumpu pada mikropengawal MSP430 syarikat yang sama.

Syarikat Amerika Atmel Corporation, yang terkenal dengan cip memori dan mikropengawalnya, tidak mengetepikan . Setelah menyertai Persatuan Bluetooth (omong-omong, nama itu berasal dari nama panggilan Raja Harald, yang memerintah Denmark dan Norway pada abad ke-76), dia membangunkan beberapa litar mikro untuk menyokong protokol ini. Yang paling kompleks daripada mereka ialah pengawal protokol AT511C176. Cukuplah untuk mengatakan bahawa ia dibuat dalam pakej 32-pin, mengandungi teras pengkomputeran RISC 7-bit ARM256TDMI, dan untuk melaksanakan semua fungsi Bluetooth, ia memerlukan XNUMX KB RAM luaran dan jumlah FLASH yang sama atau tidak meruap lain. ingatan.

Untuk komunikasi dengan komputer, cip AT76C511 dilengkapi dengan tiga antara muka yang berbeza: USB, PCMCIA dan emulator UART 16550. Pada masa hadapan, ia dirancang untuk mengeluarkan versi ringkas, yang setiap satu daripadanya hanya mempunyai satu antara muka.

Pengawal mengatur komunikasi radio, "menyuruh" modul gelombang mikro - litar mikro T2901 dari syarikat yang sama. Komunikasi dijalankan pada 79 frekuensi tetap dalam julat 2400...2500 MHz. Menurut protokol Bluetooth, kekerapan operasi berubah secara mendadak setiap 625 μs, dan undang-undang perubahan diketahui oleh pelanggan yang telah mewujudkan sambungan, tetapi tidak dapat diramalkan untuk orang lain. Akibatnya, dua atau lebih saluran komunikasi, beroperasi secara serentak dalam jalur frekuensi yang sama, tidak mengganggu satu sama lain. Kegagalan jarang berlaku yang disebabkan oleh kebetulan jangka pendek rawak frekuensi pemancar dihapuskan dengan cepat oleh sistem berbilang peringkat pengekodan data tahan hingar dan pembetulan ralat yang disediakan oleh protokol. Benar, kadar pertukaran data "tulen" 1 Mbit/s dikurangkan kira-kira 20% sebagai hasilnya.

Gambar rajah sambungan biasa untuk litar mikro T2901 ditunjukkan dalam Rajah. 2, banyak kapasitor penyekat 4,7 pF yang disambungkan kepada semua pin kuasa dan kawalan tidak ditunjukkan. Isyarat frekuensi rujukan dibekalkan kepada pin 1 (CLK). Adalah mungkin untuk memilih satu daripada empat nilai yang mungkin secara pemrograman. Kuasa pemancar - 1 mW. Maklumat dihantar melalui kekunci anjakan frekuensi pembawa dengan sisihan nominal ±160 kHz. Isyarat modulasi boleh ditapis terlebih dahulu menggunakan penapis laluan rendah Gaussian terbina dalam. Penapis ini dihidupkan dan dimatikan dengan suis SW1.

(klik untuk memperbesar)

Penerima dalam kes ini ialah superheterodyne biasa dengan frekuensi perantaraan 111 MHz. Angka hingarnya ialah 12 dB. Selektif dipastikan oleh penapis SAW F1, litar berayun dengan gegelung L2 dan L3 - elemen penguat dan diskriminator frekuensi. Transistor Q1 adalah sebahagian daripada pengatur voltan bekalan dalaman. Arus yang digunakan oleh litar mikro hampir bebas daripada mod penerimaan/penghantaran, berjumlah kira-kira 60 mA, dan hanya dalam mod siap sedia ia berkurangan kepada puluhan mikroamp.

Ciri menarik reka bentuk litar mikro T2901 ialah isyarat pemancar dijana pada frekuensi berganda (4800...5000 MHz), yang dibahagikan kepada dua sebelum dihantar ke output. Penyahmodulator penerima juga beroperasi pada frekuensi separuh daripada frekuensi pertengahan - 55,5 MHz.

Untuk meningkatkan kuasa keluaran dan sensitiviti transceiver T2901, Atmel menawarkan litar mikro tambahan untuk penguat kuasa gelombang mikro (T7023) dan penguat serupa digabungkan dengan input hingar rendah (T7024). Ciri mereka ialah kehadiran input khas untuk melaraskan kuasa output, yang membolehkan anda menghidupkan dan mematikan pemancar dengan lancar, dan menetapkan tahap kuasa minimum isyarat yang dipancarkan yang mencukupi untuk mengekalkan komunikasi. Langkah-langkah ini meminimumkan gangguan yang dicipta oleh saluran komunikasi lain yang beroperasi dalam julat yang sama. Kuasa keluaran kedua-dua litar mikro ialah 200 mW, angka hingar litar mikro T7024 tidak lebih daripada 2,3 dB.

Pengarang: A. Dolgiy, Moscow

Lihat artikel lain bahagian Komunikasi radio awam.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Mesin untuk menipis bunga di taman 02.05.2024

Dalam pertanian moden, kemajuan teknologi sedang dibangunkan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan proses penjagaan tumbuhan. Mesin penipisan bunga Florix yang inovatif telah dipersembahkan di Itali, direka untuk mengoptimumkan peringkat penuaian. Alat ini dilengkapi dengan lengan mudah alih, membolehkan ia mudah disesuaikan dengan keperluan taman. Operator boleh melaraskan kelajuan wayar nipis dengan mengawalnya dari teksi traktor menggunakan kayu bedik. Pendekatan ini dengan ketara meningkatkan kecekapan proses penipisan bunga, memberikan kemungkinan penyesuaian individu kepada keadaan khusus taman, serta jenis dan jenis buah yang ditanam di dalamnya. Selepas menguji mesin Florix selama dua tahun pada pelbagai jenis buah, hasilnya amat memberangsangkan. Petani seperti Filiberto Montanari, yang telah menggunakan mesin Florix selama beberapa tahun, telah melaporkan pengurangan ketara dalam masa dan tenaga kerja yang diperlukan untuk menipis bunga. ...>>

Mikroskop Inframerah Lanjutan 02.05.2024

Mikroskop memainkan peranan penting dalam penyelidikan saintifik, membolehkan saintis menyelidiki struktur dan proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah mikroskop mempunyai hadnya, dan antaranya adalah had resolusi apabila menggunakan julat inframerah. Tetapi pencapaian terkini penyelidik Jepun dari Universiti Tokyo membuka prospek baharu untuk mengkaji dunia mikro. Para saintis dari Universiti Tokyo telah melancarkan mikroskop baharu yang akan merevolusikan keupayaan mikroskop inframerah. Alat canggih ini membolehkan anda melihat struktur dalaman bakteria hidup dengan kejelasan yang menakjubkan pada skala nanometer. Biasanya, mikroskop inframerah pertengahan dihadkan oleh resolusi rendah, tetapi perkembangan terkini daripada penyelidik Jepun mengatasi batasan ini. Menurut saintis, mikroskop yang dibangunkan membolehkan mencipta imej dengan resolusi sehingga 120 nanometer, iaitu 30 kali lebih tinggi daripada resolusi mikroskop tradisional. ...>>

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Penderia OMRON Baharu Mengesan Arah Kecondongan 26.02.2008

Jurutera OMRON telah mengembangkan barisan penderia sudut kecondongan mereka dengan model kecil yang mampu mengesan arah kecondongan. Kebaharuan di tempat pertama akan menjadi menarik dan berguna untuk pemaju peralatan mudah alih.

D6BN 1 baharu ialah penderia XNUMXmm yang dipasang pada PCB yang mampu menjana output berbeza bergantung pada kedudukan semasa peranti dan membenarkan sistem mengecam kecondongan kiri atau kanan.

Penderia bertindak balas kepada pergerakan antara 40 dan 80 darjah (dan dengan tetapan khas antara 10 dan 50 darjah) apabila bergerak ke mana-mana arah. Sensor D6BN-1 adalah berdasarkan reka bentuk keadaan pepejal yang sangat boleh dipercayai (yang seterusnya menggunakan cip kesan Hall) dan mempunyai penggunaan kuasa yang rendah: 10 mA.

Seperti semua komponen OMRON, penderia baharu ini mematuhi RoHS sepenuhnya. Peranti ini mempunyai kelas perlindungan IP40 dan mampu beroperasi dalam julat suhu dari -10 hingga 60°C. Memandangkan sensor baharu hanya menggunakan satu cip kesan Hall (bukannya dua dalam model sebelumnya), kos D6BN-1 jauh lebih rendah.

Berita menarik lain:

▪ Larangan membawa barang elektronik dalam bagasi bawaan

▪ Magnet dan superwire

▪ Tomografi positron seluruh badan

▪ Panel OLED 50 cd/m000

▪ MOSFET 60V dan 75V untuk Litar Pembetulan Segerak

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Perkakas elektrik rumah. Pemilihan artikel

▪ pasal Peniaga kematian. Ungkapan popular

▪ artikel Keturunan yang terselamat dari pesawat ulang-alik Columbia dihantar semula ke angkasa? Jawapan terperinci

▪ pasal Gerudi tukul. bengkel rumah

▪ artikel Pengesan logam ATAU (Off Resonance), teori. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Pengecam diod zener. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web