Jste zde

Vysílače, přijímače, transceivery RFM

Vladimir Sulc, 10. Listopad 2002 - 0:00

Před dvěma lety začala sériová výroba transceiverů americké firmy RFM Inc. Transceiver integruje v

jednom pouzdru o ploše menší než 1cm2 přijímač a vysílač schopný komunikovat rychlostí až 1Mb/s. V současné době

nejpoužívanější a nejrozšířenější transceivery firmy RFM jsou obvody TR1000 a TR3000 schopné komunikovat rychlostí

až 115kb/s na v Evropě povolených 433.92/868.35 MHz frekvenčních pásmech.

Transceivery pracují s vysílacím výkonem menším než 1 mW což je předurčuje pro využití v aplikacích s dosahem od 3 do 200 metrů. Na druhou stranu však není nutné individuální schvalování při jejich použití telekomunikačním úřadem, protože výrobky mají certifikát FCC v USA a ETSI v Evropě. Roční výroba 60 milionů kusů těchto zařízení pak může mnohé napovědět o jejich možnostech a univerzálních vlastnostech.

Základní vlastnosti

Přenosová rychlost 115,2 kbs^-1
Napájení 3 V (max. 4 V), funkce Stand-By
Stabilní provoz ve všech režimech
Plná citlivost přijímače až do 1 GHz
Minimum vnějších součástek
Možnost volby modulace OOK nebo ASK
Miniaturní pouzdro, kombinace keramika - kov
Široká zákaznická podpora
Jednoduchá certifikace úplných zařízení příslušnými úřady

Příklady aplikací

Přenos čárového kódu mezi čtečkou a tiskárnou
Přenos dat platebních karet
Přenos dat automatizovaných měřících systémů
Spojení mezi klávesnicí, joystickem, myší a počítačem
Přenos dat sportovní či zdravotnické telemetrie
Bezpečnostní zařízení - přenos údajů poplachových snímačů

Anténa

Optimální anténa má mít impedanci mezi 35 až 72 W, pak může být připojena k vf vývodu pomocí jednoduché cívky. Antény o jiné impedanci musí být vhodně přizpůsobeny pomocí indukčností a kapacit. Vývod vf musí být chráněn před zkratem proti zemi.

Blokové schéma modulu ASH

Přijímací část

Ze vstupního filtru postupuje signál na zesilovač RFA1. Ten obsahuje obvod pro ochranu před přebuzením (AGC Set) a obvod řízení zesílení který nastavuje zisk mezi 5 dB až 35 dB (Gain Select). Přepínání mezi RFA1 a RFA2 řídí pulzní generátor. Podrobnosti o činnosti obou zesilovačů i vřazené zpožďovací linky jsou v katalogovém listu výrobce. Celkový zisk obou zesilovačů je větší než 100 db. Za zesilovači je zařazen dvoucestný detektor jehož výstup je připojen na filtr. Šíře pásma filtru je nastavitelná vnějším rezistorem mezi 4,5 kHz až 1,8 MHz pro 3 dB. Následuje zesilovač vyvedený na BBOUT. Pracují-li zesilovače přijímací části se signálem který má střídu 1:1 mění se výstupní napětí o 10 mV/dB, se špičkovou úrovní do 685 mV. Tento signál má stejnosměrnou úroveň 1,1 V, která se však mění v závislosti na napájecím napětí, teplotě apod.

Následující obvod pro zpracování dat je navázán přes externí kondenzátor. Velikostí kapacity je možné ovlivnit vlastnosti zpracovávaného signálu. Obvod pro zpracování dat upravuje analogový signál z BBOUT na digitální, jeho činnost řídí obvod prahové úrovně který je možno nastavit dvěma externími rezistory.

Vysílací část

Vysílač může pracovat se dvěma druhy modulace buď OOK (on-off keyed) nebo ASK (amplitude-shift keyed). Je.li nastaveno OOK pak log 1 znamená plný výkon a log 0 je bez výkonu. Je to tedy obdoba provozu A1. Při ASK je log 0 reprezentována snížením výkonu. Tento provoz je určen pro vyšší přenosové rychlosti s kratšími pulzy (méně než 30 µs). Rovněž se snižuje možnost vzniku nežádoucích zákmitů a zkreslení pulzů. Druh modulace se nastavuje volbou vstupů CNTRL0 nebo CNTRL1. V módu OOK je oscilátor zpožďovací linky TXA1 a zesilovač TXA2 vypnut, jestliže napětí na vstupu TXMOD klesne pod 220 mV. Délka pulzu a mezery je tedy omezena spínacími a vypínacími časy oscilátoru což je 12 a 6 µs. U provozu ASK pracuje oscilátor trvale a zesilovač TXA2 je modulován proudem do vstupu TXMOD. Minimální výkon je při proudu asi 10 µA. je při proudu asi 10 µA. Výkon je přímo úměrný proudu do vstupu TXMOD, ten je možné upravit seriovým rezistorem na vhodnou velikost, maximum výkonu se dosáhne při 450 µA.

Výstupní filtr je společný pro příjem i vysílání a potlačuje všechny nežádoucí produkty tak, aby vysílané spektrum přesně odpovídalo požadavkům.

Transceiver má čtyři základní druhy provozu: příjem, vysílání ASK, vysílání OOK a pohotovost. Ty se volí kombinacemi log 1 a log 0 na vstupech CNTRL1 a CNTRL0.

Moduly TR1001 pracují na kmitočtu 868.35MHz, TR3000 pak na 433,92MHz. Moduly vynikají především svými malými rozměry a velmi nízkou spotřebou. Vyrábí se hybridní technologií na keramickém nosiči (ASH - amplifie-sequenced hybrid). ASH vysílače mohou být snadno nastaveny podle potřeby šíře pásma datového přenosu či použitého protokolu. Vysílače mají výborné vlastnosti při potlačení harmonických a ostatních nežádoucích kmitočtů čímž snadno splňují požadavky certifikačních úřadů.

Základní zapojení pro provoz v režimu OOK

Základní zapojení pro provoz v režimu ASK

Příklad použití modulu ASH pro bezdrátové připojení vstupního zařízení a počítače