RF无线收发模块设计

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2.4G无线数传模块电路

2.4G无线数传模块电路

2.4G无线数传模块电路2.4G无线模块概述2.4G无线模块(英文:2.4Ghz RF transceiver ,receiver module)工作在全球免申请ISM频道2400M-2483M范围内,实现开机自动扫频功能,共有50个工作信道,可以同时供50个用户在同一场合同时工作,无需使用者人工协调、配置信道。

同时,可以根据成本考虑,选择50米内、150米、600 米多种类型无线模块。

接收单元和遥控器单元具有1键自动对码功能,数字地址编码,容量大,避免地址重复。

VT-CC2510-M1 无线模块采用TI chipcon高性能无线SOC芯片CC2510开发。

是一种完整的低成本、高度集成2.4GHz收发器,专为低功耗无线应用设计。

基本特点·高性能和低功耗的8051微控制器核·2400-2483.5MHz 低成本低功耗无线收发模块·SMD元件24mm×29mm×2.2 mm,内置PCB天线,体积小·支持2-FSK/GFSK/MSK·可编程控制的输出功率,对所有的支持频段可达+1dBm·可灵活配置多种通讯信道,快速频点切换特点,可满足跳频系统的需要·可编程配置传输数率1.2k - 500 kbps·低功耗3.3V 供电·RSSI输出和载波侦听指示几种2.4G无线数传模块介绍无线数传按传输速率区分,分为低速数传模块和高速数传模块两大类,低速数传模块使用的载频均较低,一般都在315MHz,433MHz和915MHz这几个频段,所以一般最高传输速率均不大于150kB/s。

但这些使用在UHF频段无线设备,载波仍具有一定的穿透和绕射能力,传送距离相对较远,最大可达数百米,这是它的优势,但同时也有其固存的缺点,因为工作频率低,工业干扰大,同时大量的汽车无线遥控(锁)均使用这个频段,干扰相对严重,这在技术上严。

UHF/FM/FSK无线电收发电路设计

UHF/FM/FSK无线电收发电路设计
维普资讯
电 子工程 师
D 8ⅣO 3 20 2 . 0 2
UHF FM / S 无 线 电 收 发 电 路 设 计 F K
De i n o sg fUHF F / S Ra i r n mi e n e ev r M F K d oT a s t ra d R c ie t
3 3 使 能模 式 .
在 发 射 电 路 中 , 开 关 S l和 S 2处 于 断 开 当 W W 状 态时, CMxO 1 7处 于 “ 眠 模 式 ” 芯 片 电 流 消 耗 睡 ,
5 结 束 语
实 验 表 明 , 用 C X0 7和 C X0 8芯 片 构 成 使 M 1 M 1
0 时 , 益 被 减 少 2 d m V 增 0B 在 接 收 电 路 中, CM X0 8 的 低 噪 声 放 大 器 l
( NA) 增 益 利 用 开 关 S 2控 制 , 开 关 断 开 时 , I 的 W 当 I A 处 于 高 增 益 模 式 . 开 关 导 通 时 当 I NA 处 于 低
脚 、 号 和 功 能 如 表 l所 示 符
表 1 CMO 芯 片各 引 脚 、 号 和 功 能 l 7 符
j脚 l 1

符号 V c c3 GAI N
GNI ]
功 能 第 一 缓 功 率 放 大 器 电 源 增 益 控 制

l 脚 1 5 1 6
2 5
2 6 2 7
V CC 1
W ADEC GA【 El NS
低 噪音 放 大 器 输 ^
输 ^ 放 大 器 去 耦 增 益 设 置
1 4
RS I S
接 收 信 号 强度 指 示 器
2 8

采用RF401的嵌入式信息家电无线通信接口设计

采用RF401的嵌入式信息家电无线通信接口设计

1 R 4 l 线 通 信 模 块 F0 无
R 41 F 0 无线 通 信 ( 收发 ) 模块 是 哈尔 滨 迅 通 电子 公 司 代理 开 发 的产 品 , 核 心 是 挪 威 N ri 司推 出 的 其 od c公 n F 0 芯 片 .R 4 1 一个 2 R 41 n F0 在 0脚 的 芯 片 中集 成 了高 频 发 射/ 收 、 L 接 P L合 成 、 S F K调 制/ 调 和 多 频 道 切 换 解 等 功能 , 在低 成 本数 字 无线 通信 应 用 中具有 突 出的技 术 优 势 , 主要 技 术 特 点 有 :1 工作 在 国际 通 用 的 I S 其 ) M 数传 频 段 的两个 频 道 ( 3 .2MH 4 3 9 z和 4 4 3 z , 用 高 接 收灵 敏度 ( 0 B 和 小 发射 功 率 ( B 3 .2MH ) 采 一15d m) 5d m~ 1 B 设 计 策 略 . 0d m) 在发射 功 率 为 8d m时 , 内通 信距 离 >2 室外 开 阔地 >10 m, 环 境 影 响 极 小 , B 室 0 m, 0 对 无 须进 行 频道 申请 即可使 用 . ) 2 采用 D S L S +P L频率 合 成技 术 , 接元 件 仅 1 晶振 和 几个 阻 容 、 外 个 电感 , 本 无 基 需调 试 就能 工作 , 稳 定性 良好 . ) 字通 信采 用 具 有高 抗 干扰 能 力 的 F K调 制 方式 , 且 3数 S 支持 直 接数 据 输 入 输 出操 作 , 直接 与 MP 可 U的 U R A T串行 口连接 . ) 2个可 选 择 的工 作 频 道 , 用 半 双 工 工 作 模 式 , 高 数 据 4有 采 最 传输 速 率 可达 2 b s 5 工作 电压 为 2 7V~5V, 机状 态耗 电仅 为 8 , 满 足低 功耗 设 备 的要求 . 0K / . ) . 待 能 采 用 了 n F 0 芯 片 的 R 4 1 T R 0 0 线 通 信 模 块 把 引 线 减 少 到 7根 , 分 别 设 计 了棒 形 和 环 形 天 R41 F0/P 20无 并 线. 使用 该 无线 通信 模 块 时无须 进行 复 杂 的射 频线 路 设计 和 调试 , 无 线 通信 产 品 的开 发应 用 更 为便捷 . 使

基于nRF24L01的无线通信模块设计报告正文

基于nRF24L01的无线通信模块设计报告正文

1前言本次我们三人小组设计的是无线通信模块,根据设计要求我们选择了无线收发模块nRF24L01、单片机STC89C52、LCD1602和键盘模块等作为本次设计的硬件需求。

首先我们与老师一起讨论了一些设计的相关事宜和设计思路。

接下来我们一起画好了模拟电路图,在老师的帮助下我们对电路图进行了补充和完善。

完成这些基本工作后,在老师和同学的帮助下我们买回了自己所需的元器件。

接着我们变分工完成了元器件的焊接连接和程序的编写,然后便是模块的上电调试,设计的答辩和设计报告的完善。

我们本次之所以会选择无线通信模块的设计,是我们觉得无线通信技术是现代社会中一门很重要的技术,我们掌握好了这门技术对以后我们的工作生活都有很大的帮助。

我们本次设计的无线通信模块虽然只是我们的一次小小的体验,但我们都知道无线通信在我们现在所处的信息时代是多么的重要,如今我们生活的方方面面无不与无线通信息息相关。

我们所熟悉的手机、电脑、电视等等都与无线通信有着直接的联系。

甚至在某些高端领域方面无线通信技术能反映一个国家的科技水平和综合国力。

我们国家的无线通信技术虽然在世界上排在了前面的位置,但与一些发达国家相比我们任然有很大差距,如太空中有差不多80%的通信卫星是美国的。

当然我们本次设计的无线通信模块只是很基础的无线通信模块,我们所达到的效果就是两个模块间能相互发送一些简单的字符和数字。

2总体方案设计本次设计我们考虑用C语言和汇编去实现模块的无线通信功能,但我们编写程序时发现汇编语言较难写且可读性差,因此我们选择了用C语言作为本次的软件实现。

要实现无线通信功能,我们选择了小巧轻便的无线收发模块nRF24L01。

在单片机方面考虑到52系列优于51系列且很好购买,我们选择了STC89C52单片机。

在液晶显示上,我们只要求能显示一些简单的数字和字母,我们选择了LCD1602。

键盘输入方面我们选择的是4×4矩阵键盘。

以上各模块的功能信息在后面都有更为具体的介绍。

WiFi产品的一般射频电路设计

WiFi产品的一般射频电路设计

WiFi产品的一般射频电路设计(General RF Design In WiFi Product)第1章. 射频设计框图图1-1 Wi-Fi产品的一般射频设计框图如图1-1所示,一般Wi-Fi产品的射频部分由五大部分组成,蓝色的虚线框内统一看成是功率放大器部分。

无线收发器(Radio Transceiver)一般是一个设计的核心器件之一,除了与射频电路的关系比较密切以外,一般还会与CPU有关,在这里,我们只关注其与射频电路相关的一些内容。

发送信号时,收发器本身会直接输出小功率的微弱的射频信号,送至功率放大器(Power Amplifier,PA)进行功率放大,然后通过收发切换器(Transmit/Receive Switch)经由天线(Antenna)辐射至空间。

接收信号时,天线会感应到空间中的电磁信号,通过切换器之后送至低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)进行放大,这样,放大后的信号就可以直接送给收发器进行处理,进行解调。

第2章. 无线收发器如图2-1中,有几个电源管脚,数字地,模拟地,射频输出,功率放大器增益控制,功率检测,温度检测,射频输入,低噪声放大器增益控制,发射、接收切换等管脚。

图2-1 一般的无线收发芯片(射频电路设计相关)2.2. 差分射频信号的处理2.2.1. 收发器本身具有的管脚图2-2 收发器的射频输入与输出管脚这里必须指出的是,Atheros的收发器一般会同时对输入与输出做差分处理。

但是Ralink 一般要求外部输入的信号是差分的,而自身输出的射频信号则不是差分的。

图2-3射频信号则不是差分的处理方式2.2.2. 收发器发送的差分信号平衡器通常用来处理差分信号的问题,电感和电容都能够改变信号的相位,从差分信号到单端信号,基本的方法就是用电感和电容组成两条不同的通路,这样,经过处理电路的两路信号就在相位上相差了180°,从而可以使原本相位相差180°的差分信号同相,得到单端信号。

MICERF007组成的无线接收电路图

MICERF007组成的无线接收电路图

MICERF007组成的无线接收电路图MICERF007组成的无线接收电路图无线接收电路如图所示,电路以MICRF007为核心。

MICRF007是Micrel公司推出的单片UHF ASK/OOK(导通-关断键控)超外差无线电接收芯片。

MICRF007采用SOP(M)-8封装,芯片内电路可分为UHF下变换器、OOK解调器和基准控制三部分。

UHF下变换器包含RF放大器、混频器、中频放大器、带通滤波器、峰值检波器、合成器、AGC控制电路;OOK解调器包含低通滤波器、比较器;基准控制电路包含基准振荡器和控制逻辑电路。

仅需外接2个电容器CAGC和CTH,1个晶振以及电源去耦电容即可构成1个UHF ASK接收器,所有的RF 和IF调谐都在芯片内自动完成,是一个真正"无线输入-数据输出"的单片器件。

MICRF007是标准的窄 RF带宽的超外差接收器,窄带宽接收器对RF干扰信号不敏感。

RF中心频率由完全集成的PLL/VCO频率合成器控制,与基准振荡器外接晶振有关。

中频带通滤波器的带宽为430 kHz,基带解调器的低通滤波器带宽为2.1 kHz。

接收数字ASK信号,接收器数据传输率为2 Kb/s。

使用中应注意的是:(1)MICRF007是一个窄带宽接收器,要求发射电路必须使用SAW或晶振稳频。

(2)如果接收器处于高噪声环境,在天线ANT 端和VSS之间可以连接一个固定数值的带通网络,以提供接收选择性和输入过载保护。

(3)基准振荡器可通过REFOSC端(引脚8)外接晶振或输入时钟信号。

基准振荡器的频率fT是外接晶振频率的64.5倍。

对于超外差接收器本机振荡频率fLO和发射频率fTX的差值必须等于中频的中心频率。

因此,发射器的频率fTX(即接收器接收频率)、基准振荡器频率fT和本机振荡器频率fLO的关系为:fT = fLO/64.5,fLO = fTX±(1.064fTX/390)。

(4)SHUT端(引脚6)控制接收器使能,当SHUT端电压VSHUT为高电平时,芯片进入低功耗待机模式,电流消耗仅为0.5μA;当VSHUT为低电平(下拉到地)时,芯片使能,为接收状态。

基于RF的智能家居无线通信网络系统设计

基于RF的智能家居无线通信网络系统设计

l i f e o f s ma r t h o me i n t h e e r a o f I n t e r n e t o f Th i n g s . K e y wo r d s :s ma r t r e s i d e n c e ; wi r e l e s s RF mo d u l e ; S P 1 i n t e r f a c e ;S i 4 4 2 1
人 可 以体 验 物 联 网智 能家 居 给 生活 带 来 的 乐趣 和便 利 。
和智能化程度要求越来越高 , 享 受 物 联 网 智 能 家居 生 活 已
成 为趋 势 。早 期 的 智 能 家 居 产 品通 过 综 合 布 线 等 方 式 实 现 家 庭 内部 各 种 电气 设 备 和 电子 系 统 的 连 接 口 ] , 来 达 到 对
1 无 线通 信 网络 系统 总 体 设 计
图 1为 基 于 R F 的 智 能 家 居 无 线 通 信 网 络 系 统 的 总
体结 构图 , 系统 主 要 分 为 两 部 分 , 即安 装 在 无 线 网 关 上 的
RF服务 器 和安 装 在各 家 电 设 备 上 的 RF终 端 设 备 。无 线 网关 可 以通 过 安 装 在 自身 的 W i Fi 模 块 接 收 由 平 板 电 脑 或 者 是 智 能 手 机 下 发 的功 能 控 制 或 状 态 查 询 命 令 编 码 , 再 按
家居 生 活 。
关 键 词 :智 能 家 居 ; 无 线 RF 模 块 ; S P I 接 口; S i 4 4 2 1
中 图分 类 号 :TWi r el es s Co m mu n i c a t i o n Net wor k Sy s t em Ba s ed o n RF i n Sm a r t Res i d e n c e

基于RF的无线数据传输系统的设计的开题报告

基于RF的无线数据传输系统的设计的开题报告

基于RF的无线数据传输系统的设计的开题报告一、课题背景及意义随着物联网、移动互联网等技术的快速发展,无线通信技术在各个领域都得到了广泛应用,特别是在智能家居、智能医疗、智能交通、农业监测等领域,更是需要具备低功耗、远距离传输、高速传输、抗干扰等特点的无线数据传输技术支持。

基于RF的无线数据传输系统满足了这些需求,因此在现代化生产生活中广泛应用,成为新一代无线通信技术的重要组成部分。

本课题旨在设计基于RF的无线数据传输系统,通过对系统的设计、实现及测试验证,为国内外企业提供可靠的基于RF的无线数据传输解决方案。

二、研究内容1. RF无线通信原理的研究;2. 基于RF的无线数据传输系统的设计;3. 系统硬件及软件的实现;4. 系统性能测试及数据分析。

三、研究方法1. 文献调研法:收集国内外RF无线通信技术的研究成果,深入了解基于RF的无线数据传输系统的技术原理、研究现状和发展趋势;2. 系统设计法:通过对基于RF的无线数据传输系统的功能和性能的要求,构建系统的功能模块、数据传输方式、数据地图等关键要素的设计方法;3. 系统实现方法:根据设计的模块,利用模块化设计原则和现有的通信模块、传感器等硬件元件,完成系统硬件及软件的实现;4. 系统测试方法:通过实验室里的测试设备,分别测试系统的数据传输速率、通信距离、稳定性等性能指标,并对测试数据进行分析。

四、预期成果1. 完成基于RF的无线数据传输系统的设计和实现;2. 验证系统在不同场景下的性能指标;3. 提供基于RF的无线数据传输解决方案,为厂商和企业提供参考。

五、进度安排1. 2月:完善开题报告,包括调研和系统设计;2. 3-5月:系统实现和功能测试;3. 6月:性能测试及数据分析;4. 7月:论文撰写和答辩准备。

六、存在的问题及后续建议本课题研究难度较大,需要投入大量的时间和精力。

其中如PCB设计以及不同硬件模块的连接互通等,都需要专业的硬件设计人员。

RF903、NRF905、NRF2401A、 NRF24L01、 CC1100 、CC2500无线收发模块编程指南

RF903、NRF905、NRF2401A、 NRF24L01、 CC1100 、CC2500无线收发模块编程指南
(7) 支持低功率电磁波激活功能
(8) 支持传输前自动清理信道访问(CCA),即载波侦听系统
(9) 快速频率变动合成器带来的合适的频率跳跃系统
(10) 模块可软件设地址,软件编程非常方便
(11) 标准DIP间距接口,便于嵌入式应用
(12) 单独的64字节RX和TX 数据FIFO
二、接口电路
8. MultiCeiverMT硬件提供同时6个接收机的功能,2Mbit/s 使得高质量的VoIP 成为可能
业界领先的低功耗nRF24L01特别适合采用钮扣电池供电的2.4G应用,整个解决方案包括链路层和MultiCeiver功能提供了比现有的 nRF24XX 更多的功能和更低的电源消耗,与目前的蓝牙技术相比在提供更高速率的同时,而只需花更小的功耗。
(2) 最高工作速率500kbps,支持2-FSK、GFSK和MSK调制方式
(3) 高灵敏度(1.2kbps下-110dDm,1%数据包误码率)
(4) 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制
(5) 较低的电流消耗(RX中,13.3mA,250kbps,30dB 输出)
(6) 可编程控制的输出功率,对所有的支持频率可达1dBm
CC1100基本特性:
1.315、433、868、915Mh的ISM 和SRD频段
2. 最高工作速率500kbps,支持2-FSK、GFSK和MSK调制方式
3. 高灵敏度(1.2kbps下-110dDm)
4. 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制
5. 较低的电流消耗(RX中,15.6mA,2.4kbps,433MHz)
SPI不需要单片机真正的串口介入,只需要普通的单片机IO口
就可以了,当然用串口也可以了。

SX1280远距离LoRa 2.4GHz无线通信设计

SX1280远距离LoRa 2.4GHz无线通信设计

SX1280远距离LoRa 2.4GHz无线通信设计应用
SX1280半双工射频(RF) 收发器为Semtech SX1200系列超低功耗无线收发器,工作频点 2.4G,此芯片包含多样的物理层以及多种调制方式,如LORA,FLRC,GFSK。

特殊的调制和处理方式使得LORA和FLRC调制的传输距离大大增加,且GFSK调制兼容蓝牙BLE协议。

出色的低功耗性能、片上DC-DC和Time-of-flight使得此芯片功功能强大,可用于智能家居、安全系统、定位追踪、无线测距、、穿戴设备、智能手环与健康管理等等。

E28-2G4M12S是成都亿佰特公司设计生产的一款2.4GHz射频收发模块,小体积贴片型,最大功率12.5dBm,模块自带高性能PCB板载天线,工作在2.400~2.500GHz频段,最远传输距离达到2Km,具有极低的低功耗模式流耗,性能优异,抗干扰能力强。

E28-2G4M12S为硬件模块,出厂无程序,用户需要进行二次开发。

下面介绍E28-2G4M12S的电路设计:
SX1280芯片用52MHz的无源晶振来提供时钟;
射频电路部分由一个简单的LC匹配电路和一个椭圆滤波器组成,外接2.4GHz天线;
L4的连接作用是使高效率降压DC-DC转换器来给芯片的射频部分供电。

以下是BOM清单:
参考电路板设计,如下图:。

基于Gnuradio与Hackrf的无线通信收发系统实现

基于Gnuradio与Hackrf的无线通信收发系统实现

动更改、软件下载和更新来升级,并不需要完全更换硬件,这使
得通信过程达到了灵活高效,低成本的效果。
广义上的软件无线电的结构分为三类。
(1)低通采样软件无线电结构。其在 AD 转换之前添加软件无线电
的工作频率决定了低通滤波器的采样频率,根据奈奎斯特采样
定理,其采样频率 fs 需满足:
DOI:10.14004/ki.ckt.2016.0545
The Implementation of Wireless Transceiver System based on Gnuradio and Hackrf WANG Gang, WU Jian-jian (School of Computer and Information, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China) Abstract:With the rapid development of wireless communication technology, a large number of signals and data shall be processed effectively, fast,convenient in a relatively low cost everyday. It proposes higher requirements for the wireless communication system. Gnuradio is a free and open-source software development platform, and rich signal sources and signal processing modules are integrated in the graphics of user interface. When transmitting and receiving, the signal encoding and decoding, modulation and demodulation, time domain and frequency domain synchronization will be accomplished in PC by the powerful signal processing modules. In this paper, Hackrf is used as the hardware platform to transmit and receive signals, and the signal and data will be processed in GRC flow chart in PC, and the wireless communication system based on the software radio platform is realized. Key words: software defined radio; modulation and demodulation; Gnuradio; Hackrf

rf模块工作原理

rf模块工作原理

rf模块工作原理
RF模块又称无线射频模块,是一种用于无线通信的设备。


可以通过无线信号进行数据传输,实现远距离的通信。

RF模块主要由发射机和接收机两部分组成。

发射机负责将要
传输的数据转化为无线信号,然后通过天线发射出去。

接收机负责接收周围的无线信号,并将其转化为可供使用的数据。

在发射机部分,首先要将要传输的数据进行编码。

编码可以使用各种不同的方法,比如调制。

调制是通过改变无线信号的某些特性,比如频率、振幅或相位的方式,将数码信号转换成模拟信号。

然后,经过功放模块放大,使其达到足够的功率,能够在一定范围内传输。

最后,经过射频解调器将信号发射出去。

在接收机部分,首先要通过天线接收到发射机发出的无线信号。

然后,经过射频解调器将其解调为模拟信号。

接下来,经过放大器进行放大,以便后续的处理。

最后,将信号进行解码,将其转化为可供使用的数码信号。

总的来说,RF模块通过发射机将数据转化为无线信号并发射
出去,通过接收机将接收到的无线信号转化为可供使用的数据。

这种无线通信方式可以应用于许多领域,比如无线遥控、无线传感器网络等。

RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则

RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则

RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则摘要:RF无线射频电路不确定性较强,为保证电路品质,以及工作稳定性,应正视当前电路设计中存在的问题,并基于特定设计原则,提高电路设计整体质量。

本研究将具体针对常见问题和设计原则做集中阐述。

关键词:RF无线射频电路;设计问题;设计原则1 RF无线射频电路设计常见问题1.1 数字电路与模拟电路模块间存在较大干扰数字电路和模拟电路都是常见的电路形式,各自具备较强的独立性,在单独工作的前提下,可能保持较好的工作状态。

但若利用同个电源为两个电路同时通电,则可能因为处于同个电路板,降低系统整体稳定性。

究其原因,是因为数字电路信号会呈现摆动状态,摆动周期较短,可以在纳秒之间完成动作。

加上数字电路振幅较大,令数字信号中高频成分较高。

与之相对的,模拟电路中,来源于无线调谐回路,向无线设备传输的信号通常较低,这也导致数字和射频信号之间存在较大差异,通常在120分贝左右[1]。

由此可见,若无法有效分离数字和射频信号,射频信号本身相对微弱,在这种情况下可能进一步被破坏,影响系统整体稳定性。

由此也有较大概率破坏无线设备整体工作性能,甚至令系统整体瘫痪。

1.2 地线布置不合理正常情况下,不具备地线层的数字电路,在实际运行时并不会对正常功能构成影响,因此在设计阶段,通常无需额外重视地线层。

但针对RF电路,即使地线长度不长,其功能也会和电感器类似,可能令系统出现奇怪现象。

相关资料表明,每毫米地线可能产生1nH左右的电感量,因此针对RF电路,需要特别留意地线处理问题。

1.3 电源噪声干扰严重电源噪声是影响RF无线射频电路运行稳定性的关键因素,主要是因为射频电路敏感性较强,特别是针对高频谐波和毛刺电压等。

鉴于CMOS工艺承担了大部分现代微控制器的制造工艺,在实际运行中,微控制器可能会在极短时间中涌入大量电流,若微控制器内部时钟频率为1MHz,在不加控制的情况下,会在该频率状态下提取电源中的电流,若没有针对电源去耦,则可能导致电源线存在电压毛刺。

无线射频通信模块的研究与设计

无线射频通信模块的研究与设计

如图 2 所示。
图 1 射频接收硬件电路设计 为减少接收机受电磁脉冲影响,在射频前端增加模块化 滤波器与限幅器,限制天线耦合数及能量传播,降低射频前 端的干扰。
1.2 射频放大器前端结构 较为复杂的接收机前端结构如图 3 所示。此种结构在带
通滤波器和混频器之间增加一个射频放大器。该射频放稳定性受到损害,并且不能达到互调截获点 [3]。
射频放大器的主要特点是改进了混频器 / 本机振荡器 电路与天线电路之间的隔离。增加射频放大器的目的是隔离 混频器,同时在混频之前将信号放大。这种放大可以补偿混 频器和带通滤波器中的损耗。 1.3 通信接收信道设计
模 式 一 通 信 通 道 噪 声 系 数 仿 真 结 果 如 图 4 所 示,
52
2019.09
网络信息工程
2019.09
无线射频通信模块的研究与设计
袁涛 (广州润芯信息技术有限公司,广东广州,510663)
摘要 :无线通信技术广泛应用于智能交通、医疗设备、安全生产、智能家居等等领域,技术越来越成熟,安全可靠性、通信 质量更加符合人们的生活需要。随着 5G 通信技术的逐步普及,无线射频通信技术将更加先进。重点对射频前端接收模块 和通信信道进行设计和研究,并给出信道仿真。 关键词 :无线射频通信 ;接收模块 ;射频放大器 ;信道仿真
图 5 系统仿真
功放为两级级联,为改善级间匹配,在驱动级和输出级 间加入隔离器。输出用双节隔离器保护。输出采用开关连接 器完成单独或合路输出的选择,选用器件和指标分配见下 图,两路通道完全相同。
合路原理说明 :通过调整两路同频信号的相位达到理论 上的弥补三分贝损耗的合路要求。见下 :
输 入 信 号 为 s(t),A 信 道 发 射 本 振 信 号 为 exp (j2πft+jθA),可变相位假设为 exp(j·Δθ),B信道发射本振信

无线遥控实验报告

无线遥控实验报告

一、实验背景随着科技的不断发展,无线通信技术得到了广泛应用。

无线遥控技术作为一种典型的无线通信技术,在智能家居、远程控制、工业自动化等领域具有广泛的应用前景。

本实验旨在设计一个简易的无线遥控系统,实现对指定设备的远程控制。

二、实验目的1. 了解无线遥控系统的基本原理和组成;2. 掌握无线遥控系统的设计与实现方法;3. 学会使用无线通信模块进行数据传输;4. 熟悉嵌入式系统编程与调试。

三、实验原理无线遥控系统主要由发射模块、接收模块和执行模块组成。

发射模块负责将控制信号通过无线方式发送出去;接收模块负责接收来自发射模块的信号,并将其转换为控制指令;执行模块根据接收到的指令执行相应的动作。

本实验采用无线射频(RF)技术实现无线遥控。

RF技术利用射频信号在空间传播,将信息从发射端传输到接收端。

本实验选用RF433MHz无线通信模块,该模块具有成本低、传输距离远、抗干扰能力强等优点。

四、实验器材1. 无线射频模块(RF433MHz);2. 单片机(如Arduino);3. 执行模块(如舵机、继电器等);4. 电源;5. 连接线;6. 开发板(如Arduino板);7. 编程软件(如Arduino IDE)。

五、实验步骤1. 设计无线遥控系统硬件电路图;2. 编写单片机程序,实现数据采集、处理和无线传输;3. 编写执行模块程序,实现控制指令的执行;4. 连接硬件电路,调试程序;5. 测试无线遥控系统的性能。

六、实验内容1. 设计无线遥控系统硬件电路图根据实验要求,设计无线遥控系统硬件电路图,包括单片机、无线射频模块、执行模块等。

电路图如下:```+---------+| MCU |+---------+| || |V V+---------+ +---------+| RF | | 执行 || 模块 |----| 模块 |+---------+ +---------+```2. 编写单片机程序使用Arduino IDE编写单片机程序,实现数据采集、处理和无线传输。

RF02 应用指南

RF02 应用指南

DDR_SDI |= (1<<RFXX_SDI) PORT_SDI|= (1<<RFXX_SDI) PORT_SDI&=~(1<<RFXX_SDI)
#define SDO_INPUT() #define SDO_HI()
DDR_SDO&= ~(1<<RFXX_SDO) PIN_SDO&(1<<RFXX_SDO)
RF02 编程使用说明
RF02 编程
1. 概述
RF02 是一款低成本高集成的 FSK 发射 IC,其内部集成了所有的 RF 功能模块电路, 外围 只须一个 MCU,一个晶振,一个旁路电容和一个外置天线就可组成一个带有 PLL 技术的高可靠 性的发射系统,具有设计简单,生产无需调试的特点.可工作在 433/868/915MHZ 三个频段. RF02 将和 RF01 FSK 接收 IC 配对,组成一个完整的收发系统,在无需外加功放电路的情况下, 距离可达到 200 米以上.
2. 控制命令
1. SPI 接口时序
2. 配置设置命令(Configuration Setting Command)
bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 POR 1 0 0 b1 b0 d2 d1 d0 x3 x2 x1 x0 ms m2 m1 m0 8080h
3. 电源管理命令(Power Management Command) bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 POR
1 1 0 0 0 0 0 0 a1 a0 ex es ea eb et dc C000h
a1:晶体振荡器和频率合成器自动控制使能位。如果该位为“1”,晶体振荡器和频 率合成器由数据发射命令启动,由休眠命令关闭。

RF24L01开发文档

RF24L01开发文档

0x00 0x20 0x61 0xA0 0xE1 0xE2 0xE3 0xFF
// Define read command to register // Define write command to register // Define RX payload register address // Define TX payload register address // Define flush TX register command // Define flush RX register command // Define reuse TX payload register command // Define No Operation, might be used to read status
三、模块结构和引脚说明
RF24L01模块使用Nordic公司的nRF24L01芯片开发而成。
四、工作方式
RF24L01有工作模式有四种:
收发模式 配置模式 空闲模式 关机模式
工作模式由PWR_UP register 、PRIM_RX register和CE决定,详 见下表。
4.1 收发模式 收 发 模 式 有 Enhanced ShockBurstTM 收 发 模 式 、 ShockBurstTM收发模式和直接收发模式三种, 收发模式由器件配 置字决定,具体配置将在器件配置部分详细介绍。
4.1.1 Enhanced ShockBurstTM收发模式 Enhanced ShockBurstTM收发模式下,使用片内的先入先 出堆栈区,数据低速从微控制器送入,但高速(1Mbps)发射,这 样可以尽量节能,因此,使用低速的微控制器也能得到很高的射 频数据发射速率。 与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内 进行,这种做法有三大好处:尽量节能;低的系统费用(低速微 处理器也能进行高速射频发射);数据在空中停留时间短,抗干 扰性高。Enhanced ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的 平均工作电流。 在Enhanced ShockBurstTM收发模式下, RF24L01自动处 理字头和CRC校验码。在接收数据时,自动把字头和CRC校验码移 去。在发送数据时,自动加上字头和CRC校验码,在发送模式下, 置CE为高,至少10us,将时发送过程完成后。 4.1.1.1 Enhanced ShockBurstTM发射流程 A. 把接收机的地址和要发送的数据按时序送入RF24L01; B. 配置CONFIG寄存器,使之进入发送模式。 C. 微控制器把CE 置高(至少10us),激发RF24L01进行Enhanced ShockBurstTM 发射; D. RF24L01的Enhanced ShockBurstTM发射 (1) 给射 频前端供电; (2)射频数据打包(加字头、 CRC校验码); (3) 高速发射数据包; (4)发射完成,RF24L01进入空闲状态。 4.1.1.2 Enhanced ShockBurstTM接收流程 A. 配置本机地址 和要接收的数据包大小; B. 配置CONFIG寄存器,使之进入接收 模式,把CE置高。 C. 130us后, RF24L01进入监视状态, 等待数据包的到来; D. 当 接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码),RF2401自动把 字头、地址和CRC校验位移去; E. RF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起 微控制器中断)通知微控制器; F. 微控制器把数据从RF2401读 出; G. 所有数据读取完毕后,可以清除STATUS寄存器。RF2401 可以进入四种主要的模式之一。 4.1.2 ShockBurstTM收发模式 ShockBurstTM收发模式可以与Nrf2401a,02,E1及E2兼容, 具体表

基于CVSD编码的煤矿井下无线对讲系统设计

基于CVSD编码的煤矿井下无线对讲系统设计

基于CVSD编码的煤矿井下无线对讲系统设计【摘要】本文提出一种以CVSD语音编码为基础,SI4463为RF无线收发单元,PIC24FJ64GA306为CPU主控核心架构的双向对讲系统。

该系统具有距离远、功耗低、容量大等优点。

【关键词】CVSD;CC1101;煤矿井下;双向对讲1.引言在煤矿行业中,保障井下语音的畅通一直以来都是难题。

目前,井下语音分为有线和无线两种方式。

有线主要是包括调度电话和井下语音广播系统,无线主要是现有的井下小灵通、手机等系统,其基站也是有线方式连接。

这些语音系统正常情况下基本可以满足煤矿通讯需要,但是小灵通和手机系统价格及其昂贵,很多小矿都不能承受。

针对于以上所提出的,本文设计了一套低成本的无线语音对讲系统,采用成熟的CVSD语音编码,以CC1101为无线RF芯片,采用高可靠性、低功耗的单片机PIC24FJ128G为核心处理单元。

不仅可以解决煤矿井下互相对讲,同时又能够实现井上井下的互通。

所以该方案很好的解决了煤矿语音的需求,又大大降低了系统成本。

2.CVSD语音编码及其原理Continuous Variable Slope Delta Modulation(CVSD)调制即为连续斜率可变增量调制,它是一种把信号上采样的样值作为预测值的单纯预测编码方式。

增量调制将信号瞬时值与前一个抽样点时刻的量化值之差进行量化,而且只对这个差值的符号进行编码,而不对差值的大小进行编码。

差值是正,就发“1”,反之,就发“0”。

因此,数码“1”和“0”不代表数字本身,只表示信号相对于前一时刻的增减。

与PCM相比,CVSD具有:1)比特率较低时,CVSD的量化信噪比高于PCM的量化信噪比。

2)CVSD的抗误码率性能好。

能工作于误码率为10-2~10-3的信道中,而PCM编码要求误码率通常为10-4~10-6。

3)CVSD的译码器复杂程序远比PCM简单。

当CVSD工作于编码方式时,其系统框图如图1所示。

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无线收发模块的设计一、设计方案为了能实现数据通过无线方式进行传输的目的,采用hopeRF公司的无线单片收发IC RF12完成无线收发功能。

为了能对RF12进行控制,采用ATMEL公司单片机AVRMEGA48对RF12进行控制,为了与PC机连接方便,采用了沁恒公司的USB转串口电路CH340与单片机相连。

系统结构示意图如下:二、电路设计RF12电路设计2.1.1 RF12功能简介RF12是通用ISM频段的FSK发送接收集成单片电路,低功耗,多通道,可以工作在免许可的433,868和915MHz频段。

RF12首发电路为需要外部很少器件的集成电路,具有低成本,柔韧性好的高度集成的解决方案。

芯片集成所有射频要求功能,完整的模拟射频部分和数字基带收发部分,多频段PLL频率合成器,射频功率放大器PA,低噪声放大器LNA。

正交(I/Q)下变频混频器,基带滤波器和基带放大器,和正交(I/Q)解调器。

唯一需要的外部器件就是外部晶振和带同滤波器。

RF12具有一个全集成的PLL,便于射频设计,它的快速设定时间可以用于快速调频,对于多路径衰落信道可以获得强健的无线连接。

PLL的高分辨率允许在任一频段进行多信道应用。

接收部分的基带滤波带宽(BW)是可编程的,以可以包纳各种偏差,数据速率和晶振偏差的要求。

接收部分应用了零中频方法,该方法采用了正交解调技术。

同样在大多数应用中不需要外部器件(除了晶振和耦合电路)。

RF12通过集成的数字信号处理特性:数字滤波,时钟恢复,数字判决,集成的FIFO和发送数据寄存器(TX data register),显著的减小了微处理器的负担。

自动频率控制特性允许使用低精度(低成本)晶振。

对于低功耗应用,RF12支持基于内部唤醒定时器的小占空比的周期工作模式。

功能模块框图2.1.2RF12电路设计在设计中采用RF12接收部分采用片内数字滤波器来提取接收数据流的位时钟方案,通过SPI接口设置工作参数,发送数据和接收数据。

频带设计为433MHz,射频匹配滤波电路根据生产商提供的资料设计电路如下:、RF112与单片机Mega48接口设计Mega48单片机通过SPI接口与RF12相接,系统图如下:由于SPI接口是单片机在线编程的下载口,同时又是与RF12的通信接口,为了在下载时不受RF12的影响,特在SPI接口与RF12接口之间通过电阻进行隔离。

转传串口电路设计:CH340集成电路可以完成USB转串口的功能,PC机的驱动程序有沁恒公司提供,在PC上的界面与串口通信界面相同,根据厂家提供的参考电路设计如下:UART---USB射频参数计算、RF12的工作原理:RF12为单片无线收发芯片,接收部分为采用正交解调的零中频技术,片上集成有基带低通滤波器,其带宽可程序控制,达到减低噪声系数的目的,同时还具有频率自动控制功能,以离散步进方式使得本振频率与发射机的载波频率差最小。

对于RF12的应用需要根据接收信号的特性需要对基带滤波器的代换进行计算。

、正交零中频解调原理及低通滤波器带宽的计算:接收机结构如下图所示:设射频输入信号为:s(t)=Acos(ω0t+(-1)DΔωt);本振信号为:L(t)=cos(ωL t+φ)通过正交下变频器:I(t)=s(t)×L(t)=A{cos(ω0t+(-1)DΔωt-ωL t-φ)+ cos(ω0t+(-1)DΔωt+ωL t+φ)}/2Q(t)=s(t)×sin(ωL t+φ)=A{sin(ω0t+(-1)DΔωt-ωL t-φ)+ sin(ω0t+(-1)DΔωt+ωL t+φ)}/2通过低通滤波器有:Ib(t)=Acos(ω0t+(-1)DΔωt-ωL t-φ)/2Qb (t)=Asin(ω0t+(-1)DΔωt-ωL t-φ)/2当ω0=ωL,φ=0时有:Ib(t)=Acos((-1)DΔωt)/2Qb (t)=(-1)D Asin(Δωt)/2当D=0时Ib和Qb构成正方向旋转向量,标识为频偏大于零;判读为0或1当D=1 时Ib和Qb构成反方向旋转向量,标识为频偏小于零;判读为1或0.在这里对于码元宽度为T,频偏为Δω,那么低通滤波器的带宽不应小于:Δω+2∏/T当考虑到本振与信号载波的偏差,滤波器的带宽应包含:频偏,数据速率和频率误差。

RF12的命令RF12的命令通过SPI口发送,共有15条命令:对于部分命令说明如下: 频率设置命令12位参数F 取值在96到3903之间,当送入的F 值在范围之外,以前的F 数据任然被保留。

频率合成器的中心频率f0可以计算如下: f0 = 10 * C1 * (C2 + F/4000) [MHz] 常数C1和C2由所选择频段确定:数据速率命令在发射模式中发送数据的实际位速率和接收模式中接收数据期望的位速率通过7位参数R(bits r6 to r0)和cs 位确定。

BR = 10000 / 29 / (R+1) / (1+cs*7) [kbps] 在接收部分根据下面的函数设置R 参数:R= (10000 / 29 / (1+cs*7) / BR) – 1, 这里BR 是期望的位速率kbps 。

除了设定客户数值外,标准位速率可以很小的误差设定从600bps 到 数据数率精度要求:在慢模式恢复时钟:ΔBR/BR < 1/(29*Nbit)在快模式恢复时钟:ΔBR/BR < 3/(29*N bit )BR 是在接收机设置的位速率,ΔBR 是发射机与接收机之间的数率偏差。

Nbit 是在数据流中最大的连续1或0的个数。

建议在长数据包中要包含足够多的1/0或0/1的变换,并在接收机和发射机中小心应用相同的分频比。

发送设置命令:位8-4 (mp, m3 to m0):FSK 调制参数为:导致输出的频率为: fout = f 0+ (-1)SIGN * (M + 1) * (15 kHz) 这里:f0 为信道的中心频率(见频率设置命令)M is思维二进制数:<m3: m0>SIGN = (mp) XOR (Data bit)控制接口时序:对RF12的命令以串行方式发送。

只要当引脚nSEL信号为低逻辑电平,在SDI引脚上的数据在引脚SCK上的时钟信号的上升沿被移入器件。

当nSEL信号为高,接口被初始化。

所有命令由命令码,后跟可变数量的参数或数据位构成。

所有数据以高位先发送(例如对于16位命令的第15位)。

用X标识的位没有影响。

上电复位(POR)电路所有控制寄存器和命令寄存器设置默认值。

当下列事件发生,接收机通过将nIRQ引脚拉低对微处理机产生一个中断请求:TX寄存器准备接收下一个字节(RGIT)FIFO已经接收到程序设定的位数量(FFIT)上电复位(POR)FIFO溢出(FFOV)/TX寄存器覆盖(RGUR)唤醒定时器溢出(WKUP)在中断输出引脚nINT有负脉冲(EXT)电源电压低于设定的电压(LBD)当FIFO许可时FFIT和FFOV才能应用。

当TX寄存器许可时RGIT和RGUR才能应用。

通过读出状态位来识别中断源。

控制接口的时序图调试方法:对于发射功能调试的方法为采用频谱分析仪测量RF12的发射功率和频率,调试系统结构示意图如下:接口PC机通过USB口发送命令使无线模块工作在不同的通道上,连续发射,来观察整个频段的功率大小分布,频率精度等情况,以检验是否工作正常。

天线的制作:采用四分之一波长的天线,设计过程主要计算天线的尺寸,关键是调试其阻抗,调到50欧姆。

截取略长与四分之一波长硬铜线20CM,与50欧姆同轴电缆芯线焊接。

通过微波网络分析仪测量天线的驻波比,用手钳对天线顶端小心剪截,改变天线长度,使其驻波比最小即可。

单片机程序设计:两个模块分别通过USB口与PC机连接,PC机上运行串口调试程序,两台PC可以互相收发数据,下面是单片机程序:////////////////////////////////////////////////////// 芯片采用mega48,时钟采用外部晶振11.0592M ////连线图mega48 RFM12 //// (PB5)SCK ——> SCK// (PB3)MOSI ——> SDI// (PB4)MISO ——> SDO //// (PB2)SS ——> nSEL //// (PD2) ——> nIRQ// 编译器用CodeVisionAVR C Compiler //////////////////////////////////////////////////////#include<>#include<>typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;#define SDI#define SDO#define SCK#define nSEL#define nIRQ#define LEDvoid Init_RF12(void);void Write0(void);void Write1(void);void WriteCMD(uint CMD);void WriteFSKbyte(uchar *ptr,uchar num);void uart0_init(void);void INT0_init(void);uchar RF12_RDFIFO(void);//ucharmes[]={0xAA,0xAA,0x2D,0xD4,0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x3A,0x3B,0x3C, 0x3D,0x3E,0x61,0xAA};//eeprom uchar mes1[25];uchar mes[50]={0xAA,0xAA,0x2D,0xD4};uchar RF_RXBUF[50];uchar i=0,j=0,t=0;uchar flag1=0,flag2=0;uchar tempdata;void Init_RF12(void){DDRB=0x2c;DDRD=0x42;=1;nSEL=1;SDI=1;SCK=0;WriteCMD(0x80D8);//EL,EF,433Mband,WriteCMD(0x82D8);//turn on crystal,!PAWriteCMD(0xA640);//434MHz// WriteCMD(0xAE10);//439M// WriteCMD(0xA9B0);//436.2MWriteCMD(0xC647);//WriteCMD(0x94A0);//VDI,FAST,134kHz,0dBm,-103dBm WriteCMD(0xC2AC);//AL,!ml,DIG,DQD4WriteCMD(0xCA80);//FIFO8,SYNC,!ff,DRWriteCMD(0xCA83);WriteCMD(0xC49B);//@PWR,NO RSTRIC,!st,!fi,OE,ENWriteCMD(0x9850);//!mp,9810=30kHz,MAX OUTWriteCMD(0xE000);//NOT USEWriteCMD(0xC80E);//NOT USEWriteCMD(0xC000);//,}void main(){Init_RF12();uart0_init();//INT0_init();delay_us(10);#asm("sei");while(1){if(flag1){#asm("cli");LED=0;flag1=0;WriteCMD(0x8228); //OPEN PAdelay_us(4);WriteCMD(0x8238);#asm("nop");#asm("nop");WriteFSKbyte(mes,i+4);delay_ms(10);WriteCMD(0x8208); //CLOSE PALED=1;i=0;#asm("sei");}WriteCMD(0x82D8);WriteCMD(0xCA83);if(!nIRQ){ LED=0;//WriteCMD(0xCA83);RF_RXBUF[t++]=RF12_RDFIFO();//tempdata=RF_RXBUF[t--];//if(tempdata=='a')if(RF_RXBUF[t-1]==0x61){flag2=0;WriteCMD(0xCA80);for(j=0;j<t-1;j++){while(!(UCSR0A&(0x20)));UDR0=RF_RXBUF[j];}t=0;LED=1;// #asm("sei");}} /**/// }//WriteCMD(0x82D8);}}void uart0_init(void){UCSR0A = 0x00; //使用波特率不倍增,不使用多从机模式UCSR0C = 0x06; //异步串口模式,禁止奇偶校验,1位停止位,8-bit帧模式UBRR0L = 51; //设置波特率,9600UBRR0H = 0;UCSR0B = 0x98; //允许接收发送允许接收中断}void Write0(void){SDI=0; //SDI=0#asm("nop");SCK=0; //SCK=0#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");SCK=1; //SCK=1 #asm("nop");}void Write1(void){SDI=1; //SDI=1#asm("nop");SCK=0; //SCK=0#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");#asm("nop");SCK=1; //SCK=1 #asm("nop");}void WriteCMD(uint CMD){uchar n=16;SCK=0;nSEL=0;while(n--){if(CMD&0x8000)Write1();elseWrite0();CMD=CMD<<1;}SCK=0;nSEL=1;}void WriteFSKbyte(uchar *ptr,uchar num){uchar i=0;uchar RGIT=0;uint temp=0xB800;for(i=0;i<num;i++){temp=*(ptr++)+0xB800;Loop:SCK=0;nSEL=0;SDI=0;SCK=1;if(SDO){RGIT=1;}else{RGIT=0;}SCK=0;SDI=1;nSEL=1;if(RGIT==0){goto Loop;}else{RGIT=0;WriteCMD(temp);//while(!(UCSR0A&(0x20)));//UDR0=temp;}}}interrupt [USART_RXC] void usart_rx_isr(void) { uchar data;while(!(UCSR0A&(0x80)));data=UDR0;mes[(i++)+4]=data;if(data=='a'){flag1=1;}}// INT0/*interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void) {flag2=1;}void INT0_init(void){EICRA=0x00; // INT0EIMSK=0x01; //int0EIFR=0x01; // INT0 0}*/uchar RF12_RDFIFO(void){uchar i,Result;SCK=0;SDI=0;nSEL=0;for(i=0;i<16;i++){ //skip status bitsSCK=1;#asm("nop");#asm("nop");SCK=0;#asm("nop");#asm("nop");}Result=0;for(i=0;i<8;i++){ //read fifo data byte Result=Result<<1;if(SDO){Result|=1;}SCK=1;#asm("nop");#asm("nop");SCK=0;#asm("nop");#asm("nop");}nSEL=1;return(Result);}。

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