从短距离无线设备的设计折衷看收发器发展趋势

2007-10-09 08:30:54来源: 电子工程专辑

随着低功率无线技术逐渐代替家庭网络、自动化和传感器系统中原有的有线技术,继而成为这些应用的主导技术,短距离无线收发器的重要性就越发突出了。随着短距离设备(SRD)市场的不断壮大,能够满足所有要求的收发器已经不再可能。这些新系统的设计师需要考虑器件的折衷以及它们对链路鲁棒性和电池寿命的影响。

最近的市场调查表明,许多领先公司如ADI、AMI半导体、Atmel以及飞思卡尔半导体公司,正在开发和支持工作在工业、科学和医疗(ISM)领域的SRD收发器产品(当然SRD无线器件的供应商远不止这些)。设计师可以发现有许多收发器可用于家庭、建筑自动化、无线传感器、告警系统、遥控汽车应用和家庭网络系统。

转向无线连接

“在为ISM和SRD应用设计选择射频收发器时需要重点考虑信号范围和链接鲁棒性。这些特性非常重要,因为低的电流损耗和链路可靠性是从有线设计转换到无线设计的关键。”ADI公司射频与无线系统产品线总监Dave Boylan表示。

与大多数其他射频器件一样,SRD收发器的发展趋势也是一代一代地提高集成度。AMI公司工业射频系统架构师Craig Christensen和工业无线产品经理Paul Pulley表示:“新型收发器变得越来越好用,并且具有更多的特性,以逐步改善其多功能性。在许多应用中,它们将成为线缆或连线的有力替代品。”

那么SRD收发器的关键要求是什么呢?它们的主要参数应包括频率范围、调制方式、接收灵敏度、干扰阻塞(图像抑制)和电流消耗。设计师还应确保SRD器件能满足FCC和欧洲电信标准组织(ETSI)等颁布的标准要求。Boylan认为:“ADI的ADF70xx系列收发器可以提供标准兼容性和系统性能之间的很好折衷效果。”

除了上述的指标外还需要考虑其他因素。例如,器件功能集成度的等级将直接影响易用性,这在设计师不精通射频技术时显得尤为重要。而且通过简化设计、精简材料清单还能满足成本方面的要求。

举例来说,Atmel公司高级射频应用工程师J.Mark Foster就指出,ATA542x ASK/FSK多通道收发器芯片集成度非常高,只需要13个外部无源器件和1个晶振。

另外,AMI半导体公司的AMIS-53050不需要微控制器和外部存储器,可以自行发射信号,这意味着利用该公司的IP、集成的模拟/数字转换器、可编程发送次数和持续时间以及片上内存就可以发射多路传感器数据。

飞思卡尔半导体公司全球行销与应用经理Ryan Kelly表示,该公司的设计只需要一个片外天线和晶振。“这可以有效减小尺寸、简化电路板设计并降低制造成本。”Kelly指出。

待机模式

在典型的无线低功耗网络中,收发器大部分时间处于待机模式,因此待机时的功耗对于电池寿命来说特别重要。收发器会在预设的时间间隔后被唤醒,然后侦听主器件发出的信号,如果检查到有效信号就立即做出响应,然后再回到待机状态。例如,Atmel ATA542x在关断(或深度睡眠)模式下仅消耗不到10nA的电流,在空闲模式(这是无线信号刚要激活之前的阶段)下的电流是200mA。

设计问题

由于不太可能开发全定制的器件,因此设计师在使用通用收发器时必须仔细衡量性能折衷。

Christensen和Pulley都表示:“同样重要的是,射频收发器供应商—特别是芯片或器件供应商—在器件操作方面必须兼容适用的官方条例。”

供应商们也在努力帮助设计师完善他们的SRD系统。许多供应商提供参考设计/电路板以及技术支持。此外,ADI公司最近还发布了SRD Design Studio,这个套有可以免费下载的软件,能通过台式仿真向SRD系统设计提供帮助。

Janine Love是一名自由撰稿人,她在射频和微波领域已有2年多的工作经历。她还是RF DesignLine的网站编辑。

关键字:链路  系统  频率  调制

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/rfandwireless/200710/16060.html
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