NORDIC公司推出的nRFTM系列( nRF401/nRF403/nRF903)无线收发一体芯片,在单个芯片中集成了高频发射/接收、PLL合成、FSK/gmsk调制等电路,可多信道切换,直接串行数字接口,且无须曼彻斯特编码,是目前集成度较高的无线数传产品之一。其外围元件少,功耗低,便于设计生产。可广泛用于遥控遥测、无线抄表系统、交通管理系统、自动报警安防监控系统、汽车防盗监控、无线键盘/鼠标/游戏杆/PDA、小区/家庭/办公室/工厂无线网络、遥控玩具/机器人等。nRF401/403/903的特性如表1- 41所列。
应用设计评估
在开始系统设计前,应对整体方案进行以下几点初步评估。
1.电磁兼容性
使用无线产品要遵守所在国家的无线电管理规定(如欧洲ESTI、美国FCC),其对频段、发射功率、占空比、信道带宽等指标会有限制。nRFTM系列无线收发器使用ISM (Industrial,ScienTIfIC,Medical)国际通用频段,发射功率不大于10 mW,故可在绝大多数国家使用。但设计者可能要求在nRF器件输出级放大,则须考虑是否符合当地规定。
2.设计收发距离
RF无线链路在可视范围的自由空间中传播的能量损耗(FSL),由下式计算:
式中:入为RF信号的波长;R为接收端到发射端的距离;FSL单位为dB。
如图1- 133所示,RF信号在可视范围内传播的功率分布等式为:
式中:SRX为接收器灵敏度(dBm);GRX为接收器(RX)天线增益(dB);Grx为发送器(TX)天线增益(dB);PTX为发送器RF输出功率(dBm)。
由式(1 - 10)和式(1- 11)可计算出理论传输距离R≈l 500 m
但在实际应用中,还应考虑两端天线阻抗匹配电路的损耗,传输路径中由于障碍物、多径传输引起的损耗,以及PCB板材质量、产品外壳和人体等的
影响。其中的一些因素与应用环境密切相关。一般经验,在室外空旷地带传送距离约为理论计算距离的1/2,室内传送距离约为理论距离的1/10。
由图1 - 134可看出RF频率每增加一倍,损耗将增加约6 dB,即引起传送距离下降一倍。所以如果设计者要求的主要指标是传送距离,那么可以选择较低的频率。采用中继传输也是一种有效增加通信距离的方法。
3.其他因素
由于无线传输容易产生干扰,也易被其他噪声干扰,故设计者还必须认真考虑应用场合及安装位置,不要一味追求远距离。对于电池供电,可采用占空工作方式省电。
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