无线电电子与电气工程百科全书 用于构建扩频设备的芯片组。 参考数据 国外各公司生产的宽带数据传输系统,即扩频系统,彼此之间的差异主要表现在数据传输的方式和速度、调制类型、传输范围、服务能力等方面。 作者根据扩频芯片组的应用对其进行了评论。 使用的缩写 ASK——脉冲幅度调制 BPSK - 相位调制 CDMA - 码分多址 DPSK - 差分脉冲相位调制 DSP——数字信号处理器 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - 通过直接序列方法获得的宽带信号 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)——跳频的方法(在国内专业文献中有时也称为FRFC——工作频率的伪随机调谐) FSK(频移键控) - 频移键控 GMSK - 高斯调频 MBOK - M-ary 双正交调制 QPSK - 正交相位调制 RSSI (Received Signal Strength Indication) - 接收信号电平的指示 SOIC,TQFP - 表面贴装封装类型 超过 20 家公司参与了用于扩频设备的芯片组(芯片组)的开发和制造。 芯片组的应用范围相当广泛。 据此,扩频设备大致可以分为三类: • 用于构建无线局域网的无线电调制解调器; • 办公室无线电话(无线电管); • 各种遥测、防盗报警等低速装置。 CDMA 码分系统和 GPS 全球定位系统应添加到此分类中,但对其元素库的考虑超出了本次审查的范围。 在描述所使用的微电路组时,作者并没有假装是一个完整的评论,因为最终设备的制造商出于显而易见的原因不会宣传他们设备中使用的组件。 即使在互联网时代,一些芯片制造商的信息也很难获得。 用于构建无线电调制解调器的芯片组 让我们从 STEL-2000A 芯片开始评论,该芯片由斯坦福电信开发,现在由 Zilog 以商品名 Z87200 授权。 该芯片是使用直接序列的可编程扩频收发器。 Z87200 在广泛的数据速率和扩频参数范围内支持每比特 2 到 64 个码片的类噪声代码长度。 最大收发器速度为 2 Mbps。 Z87200 有两个版本(25 MHz 和 40 MHz),可执行对传输数据进行编码和分发以及接收和解码所需的所有数字处理。 该收发器使用差分编码的 BPSK 和 QPSK 调制作为调制,此外,接收器部分可以使用差分编码的 pi / 4 QPSK。 Z87200 用于某些 Aironet 无线通信调制解调器。 此外,Zilog 还与 Utilicom Inc. 合作,后者生产与 Z87200 兼容的射频部分。 Z87200 在俄罗斯的成本约为 25 美元。 FHSS 技术套件由 Mitel 提供。 该套件的开发理念及其第一批样品的开发之初,属于 GEC Plessey Semiconductors 的成果,随后被 Mitel 收购。 Mitel 独立进行了该项目的进一步开发。 新的芯片组由三个器件组成: • WL102B - 类噪声控制器; • WL600C - 射频芯片; • WL800 - 频率合成器。 这些芯片属于GEC Plessey Semiconductors的第三代DE6000系列,统称为DE6038。 整套目前售价不到 25 美元。 (1000 件)。 让我们仔细看看这个套件。 WL102B - CMOS ShPS微控制器具有内部8051架构和外部闪存,它执行将PCMCIA接口的信息符号转换为跳频信号的整个过程。 最大信息速率为2Mbit/s。 WL600C 是一款 2,4-2,5 GHz 射频收发器,工作电压为 2,7-3,6 V。它包括一个低噪声放大器、一个带有不需要的频谱分量过滤的混频器、一个中频限幅放大器、一个正交解调器、一个带控制电路的放大器电源、RSSI 电路在接收器中。 使用两级 FSK 调制。 WL800 是一款低功率频率合成器,工作电压为 2,7-3,6 V,最大频率为 2,5 GHz,可通过经典的 3 线总线进行编程。 这些功能包括一个内置的杂散调制抑制电路。 Harris Semiconductor 提供了一种速度更快的扩频套件,商品名为 PRISMTM。 该套件包含 HFA3860 宽带处理器、HFA3724 正交调制解调器、HFA3524 双频合成器、HFA3624 接收器和发射器混频器单元、HFA3424 低噪声放大器以及带有用于 HFA3925 的最终功率放大器的天线开关发射机。 该套件很有趣,因为哈里斯半导体提供了该项目的两个部分——处理器和射频。 顺便说一句,该公司生产各种射频微电路,使您可以根据其应用选择最优化的解决方案。 HFA3860 支持 DSSS 的宽带处理器包含 11 Mbps 的全双工和半双工操作所需的所有功能。 NPS 处理器包括两个用于模拟 I 和 Q 输入的 ADC/扩展缩写/。 使用的调制类型是差分 BPSK 和 QPSK,以及 MBOK。 该处理器的一个特殊功能是监视输入信号电平的功能(通过 RSSI 电路),它可以让您更准确地确定有用信号的存在,避免冲突,从而提高整个网络的性能。 该处理器采用 48 引脚 TQFP 封装,能够在 -45 至 +850°C 的温度范围内运行。 该组的其余微电路是经典构建的,不需要详细描述。 用于构建办公室无线电话的套件 Zilog 为扩频无线电话提供两种微电路:Z87000 - 控制器,Z87010 - 音频编码器/解码器。 Z87000 是一款专为 900 MHz 无绳电话设计的跳频收发器/控制器。 Z87000 包含一个 16 位数字信号处理器 (DSP) 和用于控制 RF 部分的控制器。 该收发器采用 FSK 调制和时分接收-发送模式。 该收发器有两个版本,设计用于 -20 至 +700C 的温度范围: • Z87000 - 电源电压为 5 V; • Z87L00 - 电源电压为 3 V。 Z87010 是一个 16 位 DSP,旨在将语音编码为数字信号,然后将其传输到 Z87000 处理器,以及转换来自 Z87000 的数字信号。 一个成品无线电话,既是可穿戴手机又是基站,应该由三个部分组成:上面已经描述的 Z87000 和 Z87010 以及 900 MHz 射频部分。 后者是 Zilog 与 Analog Devices 以单芯片 AD6190 收发器的形式密切合作的结果。 它包含所有必要的组件,即: - 低噪声放大器; - 接收器混频器; - 发射混频器; - 发射机功率前置放大器; - 压控振荡器; - 分频器; - 带RSSI电路的限幅放大器; - 电压调节器。 AD6190 收发器专门设计用于与 Zilog 套件接口,但也可以作为无绳电话或扩频无线电的 RF 部分独立运行。 AMD 于 900 年提出了用于构建 1998 MHz 范围内的无绳电话的类似套件。 考虑到客户对最终设备的要求,AMD 开发了一个套件,该套件以最少的芯片组,具有很大的设计灵活性。 该套件包括一个 DSSS Am79C440 扩频收发器和一个 Am79RF440 射频收发器。 Am79C440 控制器是一种高科技微电路,支持电话协议并执行数据格式化、声音处理和射频收发器控制。 它的核心是一个与 8 系列兼容的 8051 位微控制器,此外,控制器还具有许多现代设备非常熟悉的服务功能:低电量指示、切换到低功耗模式的能力等. Am79RF440 结合了在 902-928 MHz 范围内接收和发送信号所需的所有功能,使用 GMSK(高斯频率调制)作为调制。 该套件的批量生产计划于 1998 年 79 月进行。Am440C79 和 Am440RF100(5,95 万件)的成本分别为 3,95 美元和 XNUMX 美元。 分别。 用于遥测、防盗报警的低速设备 美光通信公司提供专为远程访问系统设计的 MSEM256X105G 芯片。 该芯片采用 20 引脚 SOIC 封装,是一款基于 DSSS 技术的完整收发器。 其工作原理很有趣:发射器信号以 2,44175 GHz 的频率发射(使用脉冲幅度调制 - 使用 ASK),接收器输入接收第二载波频率 596,1 kHz 的信号,由差分脉冲相位调制调制(DPSK)。 码长不变,为31码片。 电源电压为 3 V 或 5 V 时,平均电流消耗仅为 5 mA。 这种收发器的范围很小 - 15 英尺,接收设备的灵敏度为 17 dBm,并且未指定发射器功率。 最大信息速率为189,3 kbit/s。 该设备专为识别移动物体而设计,例如,当任何车辆通过检查站时。 除了微电路之外,制造商还提供基站、微天线以及自己的物理交互协议 - MicroStamp EngineTM,并保证独立系统的至少 4 亿个用户单元。 另一种分布式频谱方法——跳频——是挪威 Gran Jansen AS 公司微电路的基础。 GJRF400芯片也是一个完整的收发器,可以对数据符号执行所有数字处理,将其转换为类似噪声的信号,然后转换为300-500 MHz范围内的射频信号。 使用的调制类型是 FSK。 该微电路的发射器输出功率为5 mW,接收器灵敏度为110 dBm,最大信息速率为19 bps,电源电压为200 V,电流消耗约为3 mA。 它采用 40 引脚 TQFP 封装生产,可在 -44 至 + 40C 的温度范围内工作。 GJRF850 的成本约为 400 美元。 (13 件)。 该微电路适用于无线局域网、远程访问设备、报警和安全系统。 结论 除上述以外,扩频技术芯片由以下公司生产:Alfa Inc.、The American Microsystems Inc.、Atmel、Axxon、Cylink、Diablo Research Corporation、Digital Ocean、FreeWave Technologies、Intellon、Motorola、OKI Semiconductor 、Proxim、Pulse Engineering、Rockwell WCD、朗讯科技、德州仪器、三菱、三星、索尼等。 在为射频部分生产微电路的公司中,最著名的是惠普、摩托罗拉、飞利浦、RF Micro Devices、TriQuint Semiconductor 等。 应该注意的是,这种微电路制造商的趋势是在单个芯片上实现更大的复合元件集成。 然而,到目前为止,现代技术只允许将具有有限功能、低速度等的最简单系统组合在单个芯片上。 由于数字处理过程中出现的信号谐波分量往往与射频部分无法很好地配合,这使得问题更加复杂,这对于当今的频谱频率要求也有足够的问题。 但是,在不久的将来,我们应该期待出现的不是芯片组,而是单个微电路,它们以现代标准所需的速度执行所描述的功能。 文学
作者:Malygin Ivan Vladimirovich; 出版物:library.espec.ws 查看其他文章 部分 参考资料. 读和写 有帮助 对这篇文章的评论. 科技、新电子最新动态: 交通噪音会延迟雏鸡的生长
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