В корзине нет товаров. Начните покупки в нашем каталоге

Трансивер SPIRIT1 для построения эффективного радиоканала 433/868 МГц

10 апреля 2015

Изделие представляет собой высокоинтегрированный приемопередатчик субгигагерцевого диапазона (рисунок 1) [1, 2]. Приемопередатчик работает в частотных диапазонах 150…174, 300…348, 387…470 и 779…956 МГц, поддерживает типы модуляций сигнала 2-FSK, GFSK, MSK, GMSK, OOK и ASK, имеет буферы по 96 байт на прием и передачу. Отвечает требованиям стандартов Wireless M-BUS, EN 300 220, FCC CFR4715 (15.205, 15.209, 15.231, 15.247, 15.249) и ARIB STD T-67. Максимальная скорость передачи данных – до 500 кбит/с, для ASK/OOK модуляций – до 250 кбит/с. Для российского рынка интересны варианты включения приемопередатчика на частотные диапазоны 433.075…434.750 МГц и 868.7…869.2 МГц.

Рис. 1. Структура приемопередатчика SPIRIT1

Для тактирования трансивера можно применять кварцевые резонаторы с частотой 24, 25, 26, 48, 50 и 52 МГц. Синтезатор частот построен по схеме дробной сигма-дельта- архитектуры в сочетании с широкополосным управляемым напряжением генератором, что вместе позволяет реализовать узкие частотные каналы на всем доступном частотном диапазоне. Встроенная функция автокалибровки позволяет обеспечить стабильную работу синтезатора частот вне зависимости от напряжения питания и температуры. В том случае, если калибровка не запрещена, она проводится каждый раз при переходе приемопередатчика между состояниями «готов» и «ожидание/прием/передача» или между состояниями «прием» и «передача». Время калибровки – всего 54 мкс.

SPIRIT1 имеет встроенное устройство формирования и обработки пакетов (packet handler), поддерживающее форматы пакетов Basic, STack, Wireless M-Bus (рисунок 2). В режиме STack поддерживается автоматическое формирование и отправка ACK-пакетов, повторная передача пакетов, отслеживание таймаутов.

В режимах с форматами пакетов BASIC и STack доступна опция автоматической фильтрации пакетов путем отбрасывания пакетов с неверной контрольной суммой, сортировка по адресам отправителя или получателя, полю управления.

Диапазон выходных мощностей составляет -30…16 dBm, максимальная чувствительность до -120 dBm (бюджет канала порядка 130 dBm). Вывод управления внешним переключателем антенн позволяет осуществлять автоматический выбор антенны с наилучшими показателями приема для каждого пакета еще на этапе приема преамбулы (без какого-либо вмешательства хост-контроллера). Переключение между антеннами идет до тех пор, пока не будет достигнуто пороговое значение обнаружения несущей частоты. Трансивер способен отслеживать уровень принимаемого сигнала (RSSI) и наличие несущей частоты (CS), оценивать качество канала (LQI). Приемная часть SPIRIT1 может оценивать уровень сигнала преамбулы и слова синхронизации. В случае низких уровней сигнала данных частей пакета дальнейший прием и демодуляция будет прекращена. Под управлением хост-контроллера SPIRIT1 можно применять для организации каналов связи с перескоком частот (FHS).

Диапазон напряжений питания SPIRIT1 1.8…3.6 В, ток потребления в режиме приема порядка 9 мА (при работе в диапазоне 433 МГц и скорости передачи данных 38.4 кбит/с). Подсистема питания SPIRIT1 включает в себя высокоэффективный встроенный импульсный преобразователь питания и линейный стабилизатор.

Энергопотребление в режимах, в которых не задействована радиочастотная часть прибора – менее 1 мкА, а в режимах приема или передачи – 9…23 мА (таблица 1).

Таблица 1. Режимы работы приемопередатчика SPIRIT1

Режим потребления Потребляемый ток Описание
Выключено (Shutdown) 2.5 нА Все узлы SPIRIT1 отключены
Ожидание (StandBy) 650 нА SPI активен; регистры сохраняют свои значения
Сон (Sleep) 950 нА SPI активен; регистры сохраняют свои значения; устройство автоматически прослушивает эфир
Готовность (Ready) 400 нА SPI активен; XTAL-генератор включен
Прием (RX) 9 мА SPI активен; XTAL-генератор включен; активен синтезатор частот
Передача (TX) 21 мА SPI активен; XTAL-генератор включен; активен синтезатор частот

Для снижения общего энергопотребления в режиме приема реализовано несколько режимов работы:

  • «бесконечный» таймаут (Infinite timeout) – SPIRIT1 выходит из режима приема (RX) по окончании приема пакета или по команде SPI-интерфейса от хост-контроллера;
  • таймаут по уровню несущей – устройство выходит из режима приема, если уровень несущей в течение заданного времени не превышает порогового уровня;
  • SQI-таймаут – устройство выходит из режима приема, если уровень сигнала при приеме синхронизирующей последовательности меньше порогового;
  • PQI-таймаут – устройство выходит из режима приема, если уровень сигнала при приеме преамбулы меньше порогового.
  • Режим активности малой длительности (low duty cycle) – в данном режиме устройство на короткий промежуток времени переходит в режим передачи или приема. В данном режиме возможна синхронизация приемника и передатчика. Благодаря автоматической поддержке режима доступа CSMA/CA возможна одновременная работа нескольких приемопередатчиков SPIRIT1 на одном канале.

Безопасность передаваемых по каналу данных обеспечивается встроенным блоком AES-шифрования с ключами 128 бит. Блок AES может быть использован также и просто для шифрования/дешифрования данных независимо от операций приема или передачи.

Типовое включение SPIRIT1 представлено на рисунке 3. В схему включения SPIRIT1 входит лишь несколько развязывающих конденсаторов по питанию, фильтры на приемную и передающую части, а в случае активирования функции импульсного преобразователя – дополнительно требуется внешняя индуктивность и пара фильтрующих конденсаторов (рисунок 3).

Рис. 3. Типовое включение SPIRIT1 [3]


Обработка заказов:
  • Пн, Вт, Ср, Чт, Пт: с 10:00 до 19:00
  • Сб: с 10:00 до 14:00
  • Вс: Выходной
Заказать обратный звонок ×