English       Регистрация   |  
 Вход для клиентов   
По складу     По сайту
  Например: PIC12F629
Тел./факс: + 38 056 745-46-65
+ 38 044 494-35-72
   
Главная - Публикации - Публикации rfm

Продукция фирмы RF Monolithics Inc.

    Фирма RF Monolithics Inc. (RFM) является одним из лидеров интегральной ПАВ технологии. Она производит микросборки радиопередатчиков, приемников, риемопередатчиков, узкополосных фильтров и ПАВ езонаторов на частоты от 70 МГц до 1,2 ГГц.

    Данная продукция предназначена для использования в системах беспроводной связи на малых расстояниях. Системы для беспроводной связи на малых асстояниях в основном имеют мощность менее 1 мвт, предназначены для работы на расстояниях от 3 до 60 етров. Они не требуют лицензии или повременной платы за пользование радиоэфиром, так как сертифицированы в соответствии с уставом локальных коммуникаций. Системы для беспроводной связи на малых расстояниях могут работать длительное время от омпактного источника питания. Маломощные беспроводные системы обычно используются в пультах правления и сигнализациях, включая устройства для открытия гаражных дверей, передатчики для дистанционного доступа, и домашние системы охраны. Недавно проявился большой интерес к приложениям, разработанным для двунаправленной передачи данных. Беспроводные системы лишены неудобств, присущих проводным коммуникациям. Примером является использование беспроводных телефонов. Пока маломощные беспроводные изделия не будут индивидуально лицензированы, они регулируются уставом. До того, как маломощные беспроводные системы можно будет продавать или покупать в стране, они должны быть сертифицированы для соответствия специальным техническим правилам. В США такой сертификацией занимается FCC. В Европе и Скандинавии, сертификация основывается на стандартах ETSI, а администрированием в каждой стране занимается PTT. Несмотря на то, что в разных странах правила расходятся, все они придерживаются определенной философии, гарантирующей, что маломощные беспроводные системы и лицензированные радиосистемы не будут мешать друг другу. Правила определяют ограничения на мощность, уровни излучения гармоник и spurious, стабильность частоты передатчика, ширину полосы пропускания.

    Фирма RFM выпускает широкий спектр ПАВ резонаторов на разные частоты, в корпусах TO-39 и SM-2 (SMD). Ниже приведена таблица популярных резонаторов с одним портом.


Краткий перечень ПАВ резонаторов выпускаемых фирмой RFM


    Для построения радиоканала передачи данных, фирма RFM предлагает готовые решения модулей приемников, передатчиков, приемопередатчиков в одном корпусе. Выпускаются в миниатюрных корпусах для поверхностного монтажа.

    Ниже приведена таблица стандартных гибридных модулей со скоростью передачи данных до 115,2 кбод.


Периемники, передатчики и приемопередатчики фирмы RFM


    Отдельно хотелось бы отметить выпуск нового приемопередатчика TR1100 на частоту 916,5 МГц, со скоростью передачи данных до 1 Мбит/с.

    На данный момент фирма RFM выпускает микросборки приемников, передатчиков, приемопередатчиков. В микросборке на плате располагается гибридный модуль с обвязкой, настроенный в определенном режиме работы с определенной скоростью передачи данных. Перечень таких микросборок приведен в таблице.


Микросборки приемников, передатчиков и приемопередатчиков


    В своих модулях фирма применяет технологию последовательного усиления ASH.

    На данный момент на сайте фирмы RFM существенно обновился список примеров применений продукции RFM. По данной ссылке http://www.rfm.com/corp/apnotes.htm вы сможете найти много интересных решений: пример кода для микроконтроллеров Microhcip для получения данных с приемника, теория разработки радиоканала, пример расчета антенн, документация на демонстрационный набор построения радиосети до 15 узлов, пример усиления выходной мощности передатчика до 10 мВт.

    Описание ASH-трансивера
    Принцип действия

    Уникальный набор свойств ASH-трансивера реализован благодаря его архитектуре. Сердце трансивера – модуль приемника последовательного усиления, который обеспечивает 90 дБ устойчивого усиления без каких-либо защитных или развязывающих устройств. Устойчивость достигается распреде-лением полного радиочастотного усиления во времени. Это отличает его от супергетеродинного прием-ника, у которого стабильность достигается распределением полного радиочастотного усиления на раз-ные частоты.


Рис. 1


    Рисунок 1 показывает упрощенную блочную структуру и временные циклы приемника после-довательного усиления. Обратим внимание на то, что радиочастотные усилители RFA1 и RFA2 незави-симо контролируются генератором импульсов и связаны между собой через линию задержки поверхно-сти акустической волны (SAW), которая задерживает сигнал на 0.5 мкс. Входящий радиосигнал в начале фильтруется узкополосным SAW фильтром, затем поступает в RFA1. Генератор импульсов включает RFA1 на 0.5 мкс. Усиленный сигнал из RFA1 появляется на выходе линии задержки SAW (на входе RFA2). Теперь RFA1 выключается, и включается RFA2 на 0.55 мкс, продолжая усиливать радиосигнал. Время работы RFA2 в 1.1 раз больше времени работы RFA1, так как эффект фильтрации линии задерж-ки SAW растягивает импульс сигнала с RFA1. Как показано на временной диаграмме, RFA1 и RFA2 ни-когда не бывают включены в одно и тоже время, обеспечивая превосходную стабильность приемника. Узкополосный фильтр SAW устраняет боковую полосу, находящуюся за полосой пропускания прием-ника, фильтр SAW и линия задержки действуют вместе, чтобы обеспечить очень высокое основное от-клонение приемника.
    Работа приемника последовательного усиления имеет несколько интересных характеристик, которые могут быть использованы в разработке системы. Радиочастотные усилители в приемнике мож-но включать и выключать почти моментально, поэтому переключения в режим пониженного энергопо-требления и обратно занимают очень мало времени. Также, оба усилителя могут быть выключены меж-ду командами включения для trade-off рисунок шума приемника для меньшего энергопотребления.

    Порт антенны
    Единственные внешние радиочастотные элементы, необходимые трансиверу, это антенна и элементы согласования. Антенна сопротивлением в диапазоне от 35 до 72 Ом может быть согласована с выводом RFIO последовательной индуктивностью, и параллельной согласующей и защищающей от ста-тики индуктивностью. Другие сопротивления антенны могут быть согласованы использованием двух или трех компонентов. Для некоторых сопротивлений, потребуется конденсатор и две катушки.

    Модуль приемника
    Радиочастотный фильтр SAW имеет номинальные входные потери 3.5 дБ, ширину 3 дБ полосы 600 Кгц, основное отклонение (ultimate rejection) 55 дБ. Выход фильтра SAW управляет усилителем RFA1. Этот усилитель включает устройства для определения начала насыщения (Установка AGC), и для выбора между усилением на 35 дБ и усилением на 5 дБ (Выбор Усиления). Установка AGC – это вход в блок управления AGC, а Выбор Усиления – это выход блока AGC. Сигналы управления включени-ем/выключением усилителей RFA1 и RFA2 генерируются Генератором Импульсов и блоком RF Amp Bias. Выход RFA1 управляет линией задержки SAW, которая имеет номинальную задержку 0.5 мкс, входные потери 6 дБ, и ultimate rejection 50 дБ.


Рис. 2


    Требования к питанию
    VCC1 (вывод 2) – это вывод положительного напряжения питания выходного усилителя и низ-кочастотной части приемника. Вывод 2 должен быть подключен к питанию через ферритовое кольцо для развязки по радиочастоте. VCC2 (вывод 16) – это вывод питания радиочастотной части приемника и генератора передатчика. Вывод 16 должен фильтроваться конденсатором, и отделен от источника пита-ния резистором 100 Ом. Также VCC2 должен быть сглажен танталовым конденсатором на 10 мкФ. Ра-бочее напряжение питания находится в диапазоне от 2.7 до 3.5 В. Амплитуда нестабильности напряже-ния питания должна быть не более 10 мВ. Если в устройстве используется только приемник, требования к развязке в цепи питания могут быть мягче.

    Пониженное напряжение питания
    ASH-трансивер может работать при низкой скорости передачи данных за рамками ограничений температурного диапазона (от –10 до +85? C) с пониженным до 2.5 В напряжением питания. Работа ге-нератора импульсов ограничена установкой низкой скорости обмена данными. Максимальная рекомен-дуемая скорость обмена при пониженном напряжении питания – 9600 бит/с (минимальная ширина им-пульса 104 мкс).

    Радиочастотный ввод/вывод
    Вывод 20 (RFIO) является контактом радиочастотного ввода/вывода трансивера. Вывод соеди-нен напрямик с transducer входа синусоидального фильтра, который должен быть согласован с сопро-тивлением антенны для нормальной работы трансивера.

    Согласование с антенной
    Согласование входного волнового сопротивления трансивера с 50 Омами выполняется под-ключением последовательной и параллельной со стороны антенны индуктивностей. Значения индук-тивностей для согласования на различных частотах перечислены в таблице. Однако во многих приложе-ниях используется не 50-омная антенна. Чтобы решить эту задачу, в первую очередь необходимо изме-рить входное сопротивление антенны, используя network analyzer (анализатор сети). Затем определить наилучшее соответствие сети для настройки сопротивления антенны на приблизительно 50 Ом. И, нако-нец, совместить катушки 50-Омного согласования на входе трансивера со схемой согласования антенны, чтобы минимизировать количество компонентов.     

Значения индуктивностей согласования в ASH-трансивере для антенны 50 Ом
Частота 916.5 МГц 868.35 МГц 433.92 МГц 418.0 МГц 315.0 МГц 303.825 МГц
Марка трансивера TR1000 TR1001 TR3000 TR3002 TR3001 TR3003
Последовательная индуктивность нГн 10 10 56 56 82 82
Параллельная индуктивность нГн 100 100 220 220 33 33


    Модуляция передатчика
    Блок передатчика состоит из генератора SAW линии задержки, продолженного модулируемого буферного усилителя. Синусоидальный фильтр подавляет гармоники передатчика. Приметим, что неко-торые синусоидальные элементы, используемые приемником, также используются и при передаче. Работа передатчика поддерживает два формата модуляции, on-off keyed (OOK) modulation – модуляция включением-выключением, amplitude-shift keyed (ASK) modulation – модуляция изменением амплитуды. Когда выбрана модуляция OOK, выход передатчика полностью отключается между передачей импуль-сов "1". Если используется ASK-модуляция, импульс "1" дает большую мощность передаваемого сигна-ла, а "0" – меньшую. OOK-модуляция обеспечивает совместимость с ASH-технологией первого поколе-ния, а также более экономична в потреблении энергии. ASK-модуляция используется для больших ско-ростей передачи данных (импульсы данных меньше 30 мкс). Также ASK-модуляция ослабляет некото-рые типы помех и позволяет передаваемым импульсам иметь нестандартную форму для управления шириной полосы пропускания.
    Формат модуляции выбирается с помощью выводов управления режимом CNTRL0 и CNTRL1. Когда выбран один из форматов, радиочастотные усилители приемника отключаются. В режиме OOK усилитель генератора линии задержки TXA1 и выходной буферный усилитель TXA2 выключаются, ко-гда напряжение на входе TXMOD падает ниже 220 мВ. В режиме OOK скорость передачи данных огра-ничена временами включения и выключения генератора линии задержки, которые составляют 12 и 6 мкс соответственно. В режиме ASK-модуляции TXA1 всегда включен, а TXA2 модулируется входом TXMOD.

    Выбор OOK/ASK
    Модуляция включением-выключением (OOK) должна быть выбрана, если требуется совмести-мость с передатчиками HX-серии и приемниками RX-серии. Также OOK-модуляция экономичнее в ре-жиме передачи. Этот тип модуляции можно использовать, если минимальная ширина импульса в пере-даваемом сигнале не менее 30 мкс.
    Модуляция изменением амплитуды (ASK) используется, когда минимальная ширина импульса в пере-даваемом сигнале меньше 30 мкс (не менее 8.7 мкс). Также ASK-модуляция должна быть использована, если передаваемый сигнал был искажен для управления спектром полосы пропускания и/или необходи-ма специфическая модуляция.

    Регулировка максимальной мощности выходного сигнала
    Выходная мощность передатчика пропорциональна входному току на TXMOD (вывод 8), как показано на рисунке 2.9.2.1. Последовательный резистор используется для регулировки максимальной выходной мощности передатчика. Максимальная насыщенность выходной мощности требует от 300 до 450 мкА входного тока. В режиме ASK, минимальная выходная мощность имеет место, когда управ-ляющий ток падает до 10 мкА. Рисунок 2.9.2.2 показывает зависимость между VTXM и ITXM. Для TR1000, максимальная выходная мощность передатчика PO для питания 3 В. будет примерно следующей: PO = 4.8*(ITXM)^2, где PO в мВт, а максимальный ток модуляции ITXM в мА. Рекомендуется использовать +-5% сопротивление. Начальное значение сопротивления для приложений (FCC Часть 15.249) равно 8.2 К, но может изменяться в зависимости от усиления используемой антенны. Максимальная выходная мощность передатчика изменяется с напряжением питания. Устройства, рабо-тающие от батареек должны быть приспособлены для максимальной выходной мощности при использо-вании “свежих” батареек для гарантии соответствия правилам (regulatory compliance). В системах, кото-рые должны обеспечить максимальное рабочее расстояние на протяжении всего срока службы батареек, должна использоваться стабилизация напряжения питания.

    Рабочие расстояния
    Рабочие расстояния маломощных беспроводных систем зависят от мощности передатчика, чув-ствительности приемника, выбора антенны, кодирования данных, скорости передачи данных, требова-ний на количество ошибок, используемого протокола связи, используемого уровня скважности, необхо-димой границы затухания (fading margin), и особенно, среды распространения радиоволн
    Типичные рабочие расстояния на 916.5 МГц для разных скоростей передачи данных, с кодированием байта в 12-битный символ и границей затухания (fade margin) 20 дБ.
Среда 2.4 Кбит/с 19.2 Кбит/с 57.6 Кбит/с 115.2 Кбит/с
Открытое пространство 117.0 101.0 92.3 65.3
Большая открытая площадь, высота 1.5 м 45.3 40.1 37.3 28.3 37.3 28.3
Открытый офис, высота 1.5 м 24.0 21.8 20.4 16.2
Открытый офис, высота 1.5 м 24.0 21.8 20.4 16.2
Плотный кубический офис 10.8 10.1 9.6 8.1

    Примечания:
    При скоростях передачи данных 2.4 и 19.2 Кбит/с используется OOK-модуляция, ширина поло-сы пропускания фильтра равна 2.5*скорость_передачи_данных.
    При скоростях передачи данных 57.6 и 115.2 Кбит/с используется ASK-модуляция, ширина по-лосы пропускания фильтра равна 1.0*скорость_передачи_данных.
    Мощность передатчика ограничена в соответствии с FCC 15.249.

    Кодирование данных для передачи по радио
    Кодирование данных добавляет потоку характеристики, необходимые для эффективной радиопередачи. Как минимум, кодирование должно обеспечивать развязку передаваемого сигнала по постоянной со-ставляющей. Это сильно упрощает конструкцию радиосистемы и способствует улучшению ее характе-ристик. Техника кодирования также должна обеспечивать регулярные изменения в передаваемом сигна-ле, которые облегчают синхронизацию, и эффективное восстановление данных в приемной части систе-мы.
    Радиопередачи должны быть ограничены по ширине полосы пропускания, так как сила шумов добав-ленная после радиопередачи пропорциональна ширине полосы пропускания приемника. Ширина поло-сы, необходимая для передачи потока данных, зависит от скорости передачи данных и от того, как они закодированы. Рисунок 1.4.3.1 показывает три схемы кодировки для одного бита. Заметьте, что хотя скорость передачи данных одинаковая во всех случаях, минимальная ширина импульса в кодируемых сигналах расходится в 3 раза. Минимальная ширина полосы пропускания, которая может быть исполь-зована в приемнике, зависит от минимальной ширины импульса в потоке кодируемых данных, а не от скорости передачи данных. Примите к сведению, что кодирование не ограничивается уровнем одного бита, оно может быть реализовано на уровне слов (битовых последовательностей), например байтов. Кодирование битов можно рассматривать как технический прием. Кодирование слов часто называют символьным преобразованием.


Кодирование бита


    Характеристики радиосистемы зависят от того, насколько хорошо схема кодирования данных развязывает сигнал по постоянной составляющей. Схема кодирования должна сглаживать постоянную составляющую сигнала. Это означает, что закодированный сигнал 50% от всего времени имеет значение "1", а остальные 50% – значение "0". Схема кодирования должна также ограничивать длину битовых по-следовательностей, в которых допускается вывод сплошной единицы (или нуля). Длина не изменяю-щейся битовой последовательности определяется максимальной длительностью импульса, который мо-жет встретиться в передаваемом сигнале.
    Как показано на рисунке, обработка приемной частью переданного сигнала зависит только от минимальной и максимальной длительности импульсов в сигнале, и не зависит от содержимого закоди-рованных данных.


Обработка сигнала в приемнике


    Общие качества любой системы передачи данных по радио (включая ASH-трансивер) и опти-мальная настройка системы зависят от гладкости постоянной составляющей сигнала, длины не изме-няющейся битовой последовательности, и уровня порога компаратора.
    ASH-трансивер развязан по постоянному току между выходом base-band (вывод 5) и входом компарато-ра (вывод 6) приемника. Поэтому принимаемый поток данных должен быть кодирован или модулирован с хорошим сглаживанием постоянной составляющей.
    Сглаживание постоянной составляющей сигнала можно обеспечить целым рядом способов. Два самых популярных приема - это код Манчестера и символьное преобразование. Манчестерский код получается преобразованием бита "1" последовательность "10", и преобразованием нуля в "01". Этот способ коди-рования очень надежен, но удваивает количество импульсов, необходимых для передачи данных.
    Другой популярный способ - это преобразование байта в 12-битный символ, где каждый байт (8 бит) данных кодируется 12-ю битами, из которых 6 бит всегда равны "1", а остальные 6 - нулю. Эта схема кодирования также надежна, как и Манчестерский код, однако количество импульсов больше количест-ва передаваемых битов всего на 50%. Преобразование осуществляется с помощью таблиц. Каждому из 16 четырехбитных чисел соответствует шестибитное число в таблице.
    Необходимость ограничивать число повторяющихся единиц или нулей в передаваемом сигнале тесно связанна с необходимостью балансирования постоянной составляющей сигнала. Заметим, что Манче-стерское кодирование работает великолепно, ограничивая длину не изменяющегося сигнала до 2-х им-пульсов (размер одного бита). Использование техники преобразования байта в 12-битный символ позво-ляет ограничить длину не изменяющегося сигнала четырьмя битами, что также достаточно хорошо.

    Вся продукция фирмы RF Monolithics Inc. сертифицирована в соответствии с международными стандартами качества ISO9001 и QS9000


Вернуться назад


Поиск электронных компонентов по складам поставщиков России и СНГ. МЕТА - Украина