原创 传感器到云应用中的超低功耗Sub-1GHz RF收发方案

2022-8-26 08:59 1172 4 4 分类: 通信 文集: 方案
在ISM和SRD(短距离无线电设备)应用中,高性能和长电池寿命至关重要。本方案采用S2-LP sub-1GHz超低功耗的低数据率,可实现+27dBm(500mW)的输出功率,可使电池寿命从几个月延长为十年以上,适用于搭建面向全球监管标准的系统,如传感器到云、智能照明系统、智能家居、无线警报系统、家庭能源管理系统、智能计量、楼宇自动化、工业监控和控制。

方案特点

方案采用S2-LP超低功耗、无线、Sub-1GHz专用RF收发器,以及SE2435L外部功率放大器,具有出色的RF性能、能量效率和10年以上的电池寿命。其中,SE2435L是一款高性能RF功放模块,具有50路TX和RX及天线输出,输出功率高达30dBm,快速开启/关闭时间<1微秒,2.0-4.8V睡眠模式电流<1μA,FEM噪声系数低于2dB。


S2-LP收发器为方案核心,具有可编程RX数字滤波器、电池指示灯和低电量检测器和4线SPI接口,可用于免许可ISM和SRD 433MHz、512MHz、868MHz和920MHz等频段,还可通过设置工作于其他频率,例如413MHz至479MHz、452MHz至527MHz、826MHz至958MHz以及904MHz至1055MHz等频段,空中数据速率编程调节范围为0.1kbps至500kbps。
除了高达+16dBm的输出功率外,本方案还能确保具有超过145dB的链路预算,可用于远距离通信链路,如Wireless M-Bus、6LowPAN和IEEE 802.15.4g网络连接,简化了IoT应用的设计。用户无需本地网关,即可使远程传感器直接连接到云端。


方案主要特性包括:
- 超低功耗:睡眠模式600nA,接收模式下为7mA,发射模式下为10mA @ +10dBm。
- RF链路预算超过145dB。
- 高达+16dBm的输出功率。
- 频段:430至470MHz,860至940MHz。
- 调制方案:2(G)FSK、4(G)FSK、OOK、ASK。
- 片上DC/DC降压转换器和线性调节器。
- 完全集成的超低功耗RC振荡器。
- 基于“先听后说”系统的稳健CSMA/CA引擎。
- 灵活的嵌入式分组处理器。
- 适用于搭建面向全球监管标准的系统。

芯齐齐BOM分析

作为一款高性能RF系统,本方案采用了109个RF元器件,电容器选择具有良好频率特性的一类瓷介电容器(NP0),采用0欧姆电阻作为跳线,避免寄生干扰。


芯齐齐BOM分析工具显示,核心器件S2-LP收发器工作温度范围-40°C至+105°C,采用4 x 4 x 1mm QFN-24L封装,可用于信道间隔低至1KHz的系统,支持窄带运行。
SE2435L可在2.0-4.8V范围工作,采用镀NiPdAu涂层的24引脚4 x 4mm四方扁平无铅(QFN)封装。
高频晶振NX1612SA是专为可穿戴和短距离无线通信应用开发的小巧型基频元件,标称频率50MHz,频差为+-10ppm,驱动电平小于10μW,典型负载电容为8pF。NX1612SA频率随温度的变化小于+-15ppm,外形尺1.6×1.2×0.3mm,满足无铅焊料回流焊工艺。

作者: 硬之城Allchips, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3975615.html

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yzw92 2022-8-30 06:46

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