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SemtechRF集成電路設(shè)計運用

作者: 時間:2012-05-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/154922.htm

射頻遙控由于具有距離遠、無障礙、低功耗、支持更為復雜的協(xié)議等優(yōu)點,將會逐步取代傳統(tǒng)的紅外遙控方式。

2.從紅外遙控到射頻遙控

紅外遙控(IR Remote)有超過二十五年的歷史了,它簡單且很容易設(shè)計,一直以來是控制電子設(shè)備尤其是家用電器的一種經(jīng)濟有效的方法。

紅外遙控的原理是用電信號控制或稱為調(diào)制紅外發(fā)光二極管(IR LED)產(chǎn)生肉眼不可見的紅外光,由一個塑料透鏡將紅外光聚焦成很窄的光束發(fā)射出去。在接收電路中的紅外接收器件則是一個光敏二極管,把接收到的紅外線轉(zhuǎn)換成電流,然后由接收器中的單片機對它解碼。

紅外遙控有很多缺點。首先,紅外線有很強的方向性,不能穿透墻壁、家具、人體等障礙物,也就是說,在遙控器和設(shè)備之間不能有上述的這些障礙物的阻擋;其次,紅外線只適于單向的通訊,雙向通訊很難實施且成本很高。用戶在使用紅外遙控時,都會碰到過以下的問題:

-遙控距離不能過遠

-遙控角度有限制,遙控器偏離接收器角度過大就無法遙控。而現(xiàn)代家庭里越來越多的遙控家電,它們分散布置在房中,用戶要遙控時需要先想一想該設(shè)備在哪里

-紅外沒有穿透性,如果家電在關(guān)著門的柜子里或被別的物體遮擋,將無法遙控

現(xiàn)在有了新一代的射頻遙控(RF Remote),它使用數(shù)百兆赫茲的無線電波取代紅外光作為遙控信息的載體,由于它具有無方向性,可以穿透或繞過障礙物,傳輸距離遠,抗干擾能力強等優(yōu)點,上述使用紅外遙控存在的種種限制便蕩然無存。例如家電的擺設(shè)將不再受遙控角度的制約,而完全由用戶的喜好決定,現(xiàn)在看來機頂盒可以不放在機頂上了。

射頻技術(shù)的遙控距離也遠大于一般的紅外遙控距離(數(shù)米到十米)。在同樣的操控條件下,射頻遙控的距離可以輕松達到數(shù)十米。根據(jù)不同應用需求,可以通過加大射頻輸出功率來進一步延長遙控距離。

與紅外遙控相比,射頻遙控還有一個十分明顯的低功耗優(yōu)勢。紅外遙控器一般使用兩節(jié)五號或七號電池,通常每年要更換一次電池。而射頻遙控器則可以做到四年更換一次電池。由于功耗低,射頻遙控器甚至可以用紐扣電池供電,有利于產(chǎn)品小型化,外觀更時尚。

使用射頻,也可以輕易地實現(xiàn)單向或雙向遙控功能。更重要的是,半導體廠商提供成熟的射頻收發(fā)器電路,并提供詳盡的參考設(shè)計,用戶無需涉及射頻方面的專業(yè)知識,就可以設(shè)計自己的射頻遙控器。

在消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域,射頻遙控器會被作為一個很酷很時尚的賣點很快被消費者接受。也許若干年后,當你對孩子們說你小時候的電視機遙控器要對著電視機才能遙控時,他們會覺得很驚訝。

3.射頻遙控的市場狀況

隨著低能耗射頻芯片逐步進入市場,根據(jù)市場調(diào)研公司ABI Research最近的研究報告,從現(xiàn)在到2014年,預計射頻遙程控器市場的年增長率將達到55%,射頻遙控最終可能在五年內(nèi)淘汰有幾十年歷史的紅外遙控。

4.Semtech射頻芯片產(chǎn)品

Semtech Corporation是總部位于美國的全球性模擬與混合信號半導體器件供應商,產(chǎn)品廣泛應用電源管理、保護、高級通信、人機界面、測試和檢測、無線和傳感等商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域。

Semtech 于2005年收購了瑞士的XEMICS。XEMICS一直致力于研究和生產(chǎn)低電壓、低功耗芯片,在射頻領(lǐng)域有超過20年的經(jīng)驗,提供各種無線短距離傳輸、微控制器、傳感器、音頻芯片的解決方案。

Semtech的射頻芯片包括單發(fā)、單收和收發(fā)3個系列,為個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和家庭及建筑物自動化網(wǎng)絡(luò)提供的、小范圍的無線連接解決方案。通過小范圍的無線連接,實現(xiàn)包括家庭自動化、遠程測量和控制、無線耳機等應用。

5.SX1230發(fā)送器

SX1230是Semtech的ISM頻段(315, 434, 868 和915 MHz)窄帶/寬帶發(fā)送器,可提供兩種工作模式:獨立模式和單片機控制模式。該發(fā)送器采用Semtech的TrueRF技術(shù)設(shè)計,將所有無線電元件集成于一個CMOS芯片上,最大程度減少了其他無源元件的使用。SX1230具有雙功率放大器,射頻輸出功率從-18dBm 到17dBm可編程,比特速率高達600kbps。支持FSK, GFSK, MSK, GMSK 和 OOK調(diào)制方式。在整個工作電壓1.8 到 3.7 V范圍內(nèi)均可提供穩(wěn)定的射頻性能。

SX1230在免許可證的315、434、868和915MHz ISM頻段下工作,采用MLPQ- 24 (4x4)封裝,具有自動化PLL校準功能并完全集成了VCO和環(huán)路濾波器。

SX1230可用在RKE,遙控和安全系統(tǒng),語音和數(shù)據(jù)RF通信鏈接,過程以及建筑物/家庭控制、RFID和自動抄表等。

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圖 1:SX1230 簡化框圖

5.1.獨立模式

當E2_MODE引腳接高電平時,SX1230工作于獨立模式(Stand Alone Mode)。芯片配置參數(shù)以及每個按鍵的RF數(shù)據(jù)包格式都事先定義在一片外置的EEPROM中,SX1230作為SPI主機將這些配置讀入。

獨立模式應用電路圖

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圖 2:獨立模式應用電路圖

PB(3:0)是按鍵接口,如果使用二極管編碼電路,最多可以支持15個按鍵。平時SX1230處于睡眠狀態(tài),按鍵動作將喚醒芯片并進行去抖,然后發(fā)送該按鍵對應的RF數(shù)據(jù)包,完成后再回到睡眠狀態(tài)。

獨立模式適用于低成本、按鍵數(shù)目不多、RF數(shù)據(jù)包格式相對簡單的遙控器方案。

5.2.單片機控制模式

當E2_MODE引腳接高電平時,SX1230工作于單片機控制模式(MCU Mode)。SX1230作為SPI從機受外部單片機的控制,根據(jù)應用的不同,SX1230最少只需3線連接至單片機即可工作。

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