|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Chips para radio módems. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / radiocomunicaciones civiles La transmisión de datos a cortas distancias por radio es cada vez más común en la vida cotidiana. Las “teclas de radio” para alarmas de automóviles y el control remoto de diversos objetos ya se han vuelto comunes, los “ratones de radio” y los “teclados de radio” de computadoras están ganando popularidad, etc. Ha llegado el momento de conectar computadoras de forma inalámbrica a una red. Este artículo presentará a los lectores microcircuitos especializados diseñados para resolver este tipo de problemas. Hasta hace poco, todos los que veían por primera vez la parte "posterior" de la unidad del sistema de una computadora en funcionamiento quedaban asombrados por la red de alambres y cables conectados a ella, que llegaban a una cantidad considerable de dispositivos que interactuaban con la computadora. La introducción de un bus USB que pasa por alto todos los dispositivos en serie simplifica la red de cable, pero no resuelve completamente el problema. Los intentos de utilizar radiación infrarroja para la comunicación entre una computadora y su periferia no tienen mucho éxito, ya que se requiere visibilidad directa entre la fuente y el receptor de rayos IR, y el alcance real de una comunicación confiable no excede los dos metros. Además, los fabricantes de equipos competidores aún no han desarrollado un protocolo unificado de intercambio de datos. Por lo tanto, la presencia de un adaptador IrDA en su computadora no garantiza la capacidad de comunicarse con cualquiera de los dispositivos equipados con IrDA. Recientemente, se ha desarrollado cada vez más la idea de organizar la comunicación de "corto alcance" entre computadoras ubicadas en la misma habitación o en habitaciones adyacentes y los dispositivos que interactúan con ellas (impresoras, escáneres, módems, etc.) a través de un canal de radio. Sin embargo, a pesar de la aparente simplicidad y obviedad de este enfoque, existen tantas dificultades en el camino hacia su implementación que el problema aún no puede considerarse resuelto. Al menos, el objetivo proclamado por algunos desarrolladores de "añadir un chip a cada ordenador y dispositivo periférico y listo" aún está muy lejos. Sin embargo, “el proceso ha comenzado”. Se están realizando intentos para desarrollar tecnologías y protocolos unificados para las comunicaciones por radio informáticas "locales". Los más famosos son Bluetooth, IEEE 802.11, UWB y Nome RF compiten entre sí. El ganador será identificado evaluando en la práctica las ventajas y desventajas declaradas de las tecnologías propuestas en un futuro próximo. Mientras tanto, los fabricantes de nodos necesarios para la comunicación utilizando cualquier protocolo (microcircuitos de transceptores de microondas (transceptores)) se centran en uno de los protocolos, pero establecen la posibilidad de utilizar otros. En este artículo hablaremos de algunos de estos chips. Empresa noruega BlueChip Communications AS produce microcircuitos transceptores de radio de un solo chip ВСС418 y ВСС918, que se caracterizan por un consumo de energía de micropotencia, la capacidad de funcionar en un amplio rango de temperaturas (de -40 a +85 ° C) y están destinados principalmente al intercambio de datos digitales. en redes de radio en los rangos de 400 y 900 MHz. Las principales aplicaciones de estos transceptores son los sensores remotos utilizados en la industria, los sistemas de seguridad y la medicina. Además, se pueden utilizar en sistemas de monitorización ambiental, redes de radio informáticas de baja velocidad, lectores remotos de códigos de barras, buscapersonas bidireccionales, etc. Los microcircuitos son similares en estructura interna y parámetros, se fabrican en paquetes de plástico TQFP-44 (dimensiones 12x12 mm) con una disposición de pines de cuatro lados y se diferencian únicamente en que VSS418 cubre el rango de 300..600 MHz y VSS918 - 700. ..1100 MHz. La frecuencia de funcionamiento y otros modos de funcionamiento de los microcircuitos transceptores se configuran mediante un comando de 80 bits ingresado en un código binario en serie en un registro especial del microcircuito. Para garantizar la flexibilidad en el uso de estos microcircuitos, es posible programar ocho niveles de potencia de salida del transmisor (intervalo - 3 dB, nivel máximo - 10 mW), dos (para VSS418) o cuatro (para VSS918) valores de ganancia de las etapas de entrada del receptor (le permite reducir la sensibilidad en 25 ..33 dB), así como cuatro anchos de banda de filtro de paso bajo (10, 30, 60 o 200 kHz). Otras características de diseño de estos transceptores incluyen el uso de un método de conversión de frecuencia directa en el receptor, la presencia de un sintetizador de frecuencia de dos canales con un bucle PLL externo, que proporciona una red de frecuencia muy densa (cientos de hercios), salidas del detector de bloqueo LockDet. y el nivel de la señal RSSI recibida, así como un receptor de filtro de paso bajo giratorio elíptico de siete polos sintonizable incorporado. Para transmitir información, se utiliza la manipulación por desplazamiento de frecuencia portadora (FSK) con una desviación que se selecciona de acuerdo con la velocidad de recepción/transmisión de datos requerida. La velocidad de transmisión máxima admitida por los chips transceptores BCC es de 128 kbaudios. Para velocidades de 9,6 kbaudios y menos, la desviación recomendada es ±25 kHz. Con una sensibilidad del receptor de -105 dBm y antenas omnidireccionales, esto garantiza un alcance de comunicación en espacios abiertos de hasta 700 m. La tensión nominal de alimentación es de 3 V. El consumo de corriente en modo de transmisión no supera los 50 mA, en modo de recepción - 8 mA, en modo de espera - menos 2 µA. El oscilador maestro del transmisor y el oscilador local del receptor es un sintetizador de frecuencia que consta de un oscilador controlado por voltaje (VCO), dos divisores de frecuencia programables y un bucle PLL (PLL). Para estabilizar la frecuencia del sintetizador, se recomienda utilizar un resonador de cuarzo de alta calidad con una frecuencia de 10 MHz. En los chips transceptores BCC, dependiendo de la velocidad de transferencia de datos requerida, es posible utilizar una de cuatro formas de manipular la frecuencia del transmisor: cambiando el coeficiente de división de uno de los contadores del sintetizador, cambiando entre dos divisores de frecuencia programados, modulando ( arrastrando) la frecuencia de un resonador de cuarzo de referencia, o modulación VCO directa. La parte receptora está fabricada según un circuito de conversión de frecuencia directa y contiene un detector de frecuencia digital. La demodulación se realiza comparando las fases de la señal recibida en los canales en fase I y en cuadratura Q. Si en el canal I va por detrás de Q, la frecuencia de la señal es mayor que la frecuencia del oscilador local; si está por delante, es menor que ella. El llamado "jitter" (jitter de borde) de los datos recibidos inherente a dichos circuitos, por regla general, no crea ningún problema al recibir datos digitales, pero su magnitud debe tenerse en cuenta en los casos en que el momento de La llegada del borde de la señal es importante. La fluctuación disminuye al aumentar la desviación de frecuencia ΔF, mientras que su valor máximo no excede 1/(4ΔF). El sistema PLL sintoniza el oscilador local a la frecuencia promedio de la señal, por lo tanto, para evitar fallas, la secuencia de código transmitida debe contener un número igual de ceros y unos lógicos. Este requisito, común a los sistemas de comunicación digitales, debe tenerse en cuenta al elegir un método para codificar los datos transmitidos. BlueChip Communications recomienda utilizar el código de bloque Manchester o 4BXNUMXB para este fin. Para controlar el funcionamiento del PLL en transceptores BCC, es posible utilizar una salida LockDet especialmente diseñada: un detector de bloqueo. El voltaje constante en la salida RSSI es proporcional al logaritmo de la potencia de la señal en la entrada del receptor, y esta dependencia se mantiene en un rango dinámico de aproximadamente 70 dB. En la figura se muestra un diagrama de conexión típico para el microcircuito BCC418. 1. Varicap D1 y sus alrededores: elementos VCO y PLL. El resonador de cuarzo ZQ1, como ya se mencionó, establece la frecuencia de referencia. Los inductores y la mayoría de los condensadores en el lado derecho del diagrama están incluidos en el circuito de microondas para hacer coincidir la entrada y salida del transceptor con la antena WA1. El circuito R15D3L3D2 se utiliza para conectar la antena a la entrada del receptor o a la salida del transmisor del chip transceptor.
A partir de los microcircuitos BCC418 y BCC918, se producen los módulos de microondas RFB433, RFB868 y RFB915, construidos según esquemas similares a los comentados anteriormente (Fig. 1). Tienen unas dimensiones aproximadas de 25x25x3 mm y terminales aptos para montaje en superficie. Los módulos están optimizados (establecidos por el fabricante) para una velocidad de transmisión de 19,2 kBaud y funcionamiento respectivamente en las bandas ISM 433,4...434,4 MHz, 868,8...869 MHz y 903...927 MHz, mientras que pueden operar en un rango de frecuencia más amplio. Se puede conectar una antena adaptada (con una impedancia de alimentación de 50...100 ohmios) directamente a los módulos, sin elementos de microondas adicionales. La abreviatura ISM generalmente denota rangos diseñados para funcionar con radiación de equipos con fines industriales (Industrial), científicos (Scientific) y médicos (Medical). En Europa y EE.UU. no se requiere licencia para operar en estas bandas. BlueChip Communications ofrece a los desarrolladores de hardware placas de evaluación (kits de evaluación, juego de 2 piezas) que contienen un módulo de microondas, una antena de circuito impreso y un microcontrolador PIC16LC63A. Con el software incluido con las placas se puede organizar la transferencia de datos bidireccional entre dos ordenadores ubicados a una distancia de hasta 300 m. Uno de los últimos desarrollos de la empresa es el radiomódem MOD433, conectado mediante una interfaz RS232 al puerto COM. del ordenador, a una fuente de alimentación de 6 a 9 V y a una antena externa adaptada. El radiomódem está configurado para una velocidad de transferencia de datos de 19,2 kbaudios y utiliza diez frecuencias operativas en el rango 433,4...434,4 MHz, escaneadas automáticamente a una velocidad de 100 ms. Otras empresas también fabrican transceptores de banda ISM. Por ejemplo, Instrumento de Texas fabrica microcircuitos TRF6900 y TRF6901 en el paquete PQFP-48. El primero de ellos cubre la banda de frecuencia 850...950 MHz, el segundo - 860...930 MHz. La potencia del transmisor es de 3 mW y el factor de ruido del receptor es de 3,3 dB. La interfaz digital externa de los transceptores está enfocada al microcontrolador MSP430 de la misma empresa. La empresa estadounidense Atmel Corporation, conocida por sus chips de memoria y microcontroladores, no se quedó al margen. . Al unirse a la Asociación Bluetooth (por cierto, el nombre proviene del apodo del rey Harald, que gobernó Dinamarca y Noruega en el siglo X), desarrolló una serie de microcircuitos en apoyo de este protocolo. El más complejo de ellos es el controlador de protocolo AT76C511. Baste decir que está fabricado en un paquete de 176 pines, contiene un núcleo informático RISC de 32 bits ARM7TDMI y para realizar todas las funciones de Bluetooth requiere 256 KB de RAM externa y la misma cantidad de FLASH u otro no volátil. memoria. Para comunicarse con una computadora, el chip AT76C511 está equipado con tres interfaces diferentes: USB, PCMCIA y un emulador UART 16550. En el futuro, está previsto lanzar versiones simplificadas, cada una de las cuales tendrá una sola interfaz. El controlador organiza la comunicación por radio, "ordenando" el módulo de microondas, el microcircuito T2901 de la misma empresa. La comunicación se realiza en 79 frecuencias fijas en el rango 2400...2500 MHz. Según el protocolo Bluetooth, la frecuencia de funcionamiento cambia bruscamente cada 625 μs, y la ley de cambio es conocida por los suscriptores que han establecido la conexión, pero es impredecible para otros. Como resultado, dos o más canales de comunicación que funcionan simultáneamente en la misma banda de frecuencia no interfieren entre sí. Los fallos raros causados por la coincidencia aleatoria a corto plazo de las frecuencias del transmisor se eliminan rápidamente mediante el sistema multinivel de codificación de datos resistente al ruido y corrección de errores proporcionado por el protocolo. Es cierto que, como resultado, la tasa de intercambio de datos “pura” de 1 Mbit/s se reduce aproximadamente un 20%. En la figura se muestra un diagrama de conexión típico para el microcircuito T2901. 2, no se muestran los numerosos condensadores de bloqueo de 4,7 pF conectados a todos los pines de alimentación y control. La señal de frecuencia de referencia se suministra al pin 1 (CLK). Es posible seleccionar mediante programación uno de los cuatro valores posibles. Potencia del transmisor: 1 mW. La información se transmite mediante manipulación por desplazamiento de frecuencia portadora con una desviación nominal de ±160 kHz. La señal moduladora se puede prefiltrar utilizando un filtro de paso bajo gaussiano incorporado. Este filtro se enciende y apaga con el interruptor SW1.
El receptor en este caso es un superheterodino regular con una frecuencia intermedia de 111 MHz. Su figura de ruido es de 12 dB. La selectividad está garantizada por el filtro SAW F1, circuitos oscilatorios con bobinas L2 y L3, elementos del amplificador y discriminador de frecuencia. El transistor Q1 es parte del regulador de voltaje de suministro interno. La corriente consumida por el microcircuito es casi independiente del modo de recepción/transmisión y asciende aproximadamente a 60 mA, y sólo en modo de espera disminuye a decenas de microamperios. Una característica interesante del diseño del microcircuito T2901 es que la señal del transmisor se genera a una frecuencia doble (4800...5000 MHz), que se divide en dos antes de enviarse a la salida. El demodulador del receptor también funciona a la mitad de la frecuencia intermedia: 55,5 MHz. Para aumentar la potencia de salida y la sensibilidad del transceptor T2901, Atmel ofrece microcircuitos adicionales para un amplificador de potencia de microondas (T7023) y un amplificador similar combinado con una entrada de bajo ruido (T7024). Su característica es la presencia de una entrada especial para ajustar la potencia de salida, que le permite encender y apagar suavemente el transmisor y establecer el nivel mínimo de potencia de la señal emitida, suficiente para mantener la comunicación. Estas medidas minimizan las interferencias creadas por otros canales de comunicación que operan en el mismo rango. La potencia de salida de ambos microcircuitos es de 200 mW, el factor de ruido del microcircuito T7024 no supera los 2,3 dB. Autor: A. Dolgiy, Moscú
Una nueva forma de controlar y manipular señales ópticas
05.05.2024 Teclado Primium Séneca
05.05.2024 Inaugurado el observatorio astronómico más alto del mundo
04.05.2024
▪ Dormir te salva de infecciones ▪ Superchip móvil Nvidia Tegra X1 ▪ Los bebés se resisten a las ilusiones visuales ▪ Abróchense los cinturones de seguridad, pasajeros del asiento trasero
▪ sección del sitio Instrucciones de funcionamiento. Selección de artículos ▪ artículo Todas las bagatelas en comparación con la eternidad. expresión popular ▪ artículo Un tapicero de muebles fue coautor de ¿qué descubrimiento en medicina? Respuesta detallada ▪ articulo Ciclocomputador. Consejos de viaje ▪ artículo Masilla para tuberías de agua. recetas simples y consejos ▪ artículo Relé de sonido. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página