2.4GHz无线收发器IC及其应用
PL1167中文资料-2.4GHz无线射频收发芯片资料
PL1167单片低功耗高性能 2.4GHz无线射频收发芯片芯片概述:主要特点:PL1167是一款工作在 2.4~2.5GHz 世界通用 ISM频段的单片低功耗高性能 2.4GHz无线射频收发芯片。
ψ 低功耗高性能2.4GHz无线射频收发芯片ψ 无线速率:1Mbps 该单芯片无线收发器集成包括:频率综合器、功率放大器、晶体振荡器、调制解调器等模块。
ψ 内置硬件链路层ψ 内置接收强度检测电路输出功率、信道选择与协议等可以通过 SPI或 I2C接ψ 支持自动应答及自动重发功能ψ 内置地址及FEC、CRC校验功能ψ 极短的信道切换时间,可用于跳频ψ 使用微带线电感和双层PCB板ψ 低工作电压:1.9~3.6V口进行灵活配置。
支持跳频以及接收强度检测等功能,抗干扰性能强,可以适应各种复杂的环境并达到优异的性能。
内置地址及 FEC、CRC校验功能。
ψ 封装形式:QFN16/TSSOP16 内置自动应答及自动重发功能。
ψψQFN16仅支持SPI接口芯片发射功率最大可以达到 5.5dBm,接收灵敏度可以达到-88dBm。
TSSOP16可支持SPI与I2C接口内置电源管理功能,掉电模式和待机模式下待机电流可以减小到接近 1uA。
应用:ψ 无线鼠标,键盘,游戏机操纵杆ψ 无线数据通讯ψ 无线门禁管脚分布图:ψ 无线组网ψ 安防系统ψ 遥控装置ψ 遥感勘测ψ 智能运动设备ψ 智能家居ψ 工业传感器ψ 工业和商用近距离通信ψ IP电话,无绳电话ψ 玩具1概要性能强,可以适应各种复杂的环境并达到优异的 性能。
PL1167 是一款工作在 2.4~2.5GHz 世界通 用 ISM 频段的单片低功耗高性能 2.4GHz 无线射 频收发芯片。
内置地址及 FEC 、CRC 校验功能。
该单芯片无线收发器集成包括:频率综合器、 功率放大器、晶体振荡器、调制解调器等模块。
内置自动应答及自动重发功能。
芯片发射功率最大可以达到 5.5dBm ,接收 灵敏度可以达到-88dBm 。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发器,广泛应用于无线通信领域。
它采用射频芯片nRF24L01+,具有高度集成的特点,能够提供可靠的无线通信连接。
本文将详细介绍nRF24L01的工作原理,包括硬件结构和通信协议。
一、硬件结构nRF24L01由射频前端、基带处理器和外设接口组成。
1. 射频前端:射频前端包括射频收发器和天线开关。
射频收发器负责无线信号的调制、解调和放大,天线开关用于切换天线的收发模式。
2. 基带处理器:基带处理器负责控制射频前端的工作状态,包括发送和接收数据。
它还负责处理数据的编码、解码和差错校验。
3. 外设接口:nRF24L01提供了多种外设接口,包括SPI接口、GPIO接口和中断接口。
SPI接口用于与主控芯片进行通信,GPIO接口用于控制外部设备,中断接口用于处理外部中断信号。
二、通信协议nRF24L01采用2.4GHz的ISM频段进行无线通信,支持多种通信协议,如SPI、I2C、UART等。
其中,最常用的是SPI通信协议。
1. SPI通信协议:nRF24L01通过SPI接口与主控芯片进行通信。
SPI通信协议包括四根信号线:SCK(时钟信号)、MISO(主从数据传输)、MOSI(从主数据传输)和CSN(片选信号)。
主控芯片通过SPI接口向nRF24L01发送控制命令和数据,nRF24L01通过SPI接口将接收到的数据传输给主控芯片。
2. 数据传输:nRF24L01支持点对点和广播两种数据传输模式。
在点对点模式下,一个nRF24L01作为发送端,另一个nRF24L01作为接收端。
发送端将数据通过SPI接口发送给接收端,接收端通过SPI接口接收数据并进行处理。
在广播模式下,一个nRF24L01作为发送端,多个nRF24L01作为接收端。
发送端将数据广播给所有接收端,接收端通过SPI接口接收数据并进行处理。
三、工作原理nRF24L01的工作原理可以分为发送和接收两个过程。
2.4GHz无线收发器IC及其应用
2.4GHz无线收发器IC及其应用黄一鸣贾波徐群山博通集成电路(上海)有限公司概述随着信息技术的飞速发展和人们对高速率无线通讯的需求,无线应用产品的工作频率已经从低频段跨入高频段。
作为全球均无需授权即可使用的2.4 GHz ISM频段成为众多无线高端产品首选频段,譬如蓝牙,WLAN,ZigBee等。
博通集成电路公司的2.4GHz无线收发器BK2421采用高达2Mbps的通讯速率和独特的通讯协议,不但保持了 2.4 GHz 频段其他通讯协议优良的射频性能,而且简化了产品设计,节省了产品开发成本,降低了产品功耗,是国内唯一一颗达到世界先进水平的2.4GHz无线收发器。
本文详细介绍了这一收发器产品性能和特点并在最后给出了基于BK2421所完成的PC周边设备方案(包括无线鼠标键盘、无线遥控等),汽车无线防盗和马达自动起动方案和移动支付RFID子系统方案。
BK2421性能和特点BK2421基本性能和特点BK2421是一颗工作在全球开放2.4GHz ISM频段的单芯片无线收发器,集成了无线射频收发前端、频率综合器、数字调制解调器、1对6 星形通信协议以及电源管理。
相比其他2.4GHz短距离无线通信技术(如蓝牙,WiFi等),它以非常低的功耗实现高速率无线传输(最高可以达到2Mbps),接收器正常工作电流为17mA,发射器输出功率0dBm的电流为14mA,关机状态电流为3uA。
BK2421集成两种调制方式,分别为CPGFSK调制(Continuous Phase Gaussian Frequency Shift Key,相位连续高斯频移键控)和CPFSK调制(Continuous Phase Frequency Shift Key,相位连续频移键控)。
其频谱如图1所示,其中BT为3dB 带宽和传输速率的乘积(3-dB bandwidth-symbol time)。
Frequency (MHz)Po w e r /f r e q u e n c y (d B /H z )PSD Comparison of GFSK and FSK图 1 :CPFSK 和CPGFSK 调制频谱CPFSK 调制方式可以显著提高芯片灵敏度。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理nRF24L01是一款常用的无线通信芯片,广泛应用于物联网、智能家居等领域。
本文将详细介绍nRF24L01的工作原理,包括其引言概述、正文内容以及分割部份的详细阐述。
引言概述:nRF24L01是一款低功耗、高性能的2.4GHz无线收发器,采用射频通信技术,具有较长的通信距离和稳定的信号传输能力。
它可以实现点对点和多节点的无线数据传输,适合于各种物联网应用场景。
下面将从四个方面详细介绍nRF24L01的工作原理。
一、射频通信原理1.1 载波频率和信道选择:nRF24L01工作在2.4GHz频段,可选择不同的信道进行通信,以避免干扰。
1.2 调制方式:nRF24L01采用高斯频移键控(Gaussian Frequency Shift Keying,GFSK)调制方式,通过改变载波频率来传输数字信号。
1.3 发射功率和接收灵敏度:nRF24L01的发射功率和接收灵敏度可以根据实际需求进行调整,以达到最佳的通信效果。
二、工作模式和配置2.1 工作模式:nRF24L01可以工作在发送模式和接收模式,通过配置寄存器可以实现模式的切换。
2.2 寄存器配置:nRF24L01内部有多个寄存器,用于配置通信参数、地址和数据包长度等信息。
2.3 数据包结构:nRF24L01的数据包包含了信道、地址、数据和校验等部份,通过配置寄存器可以自定义数据包结构。
三、数据传输和错误处理3.1 数据发送:nRF24L01通过发送数据包的方式进行数据传输,可以实现点对点和广播传输。
3.2 数据接收:nRF24L01在接收模式下,可以接收其他节点发送的数据包,并通过中断或者轮询方式进行数据接收。
3.3 错误处理:nRF24L01具有丰富的错误处理机制,如自动重传、自动应答和校验等,可以提高数据传输的可靠性和稳定性。
四、电源管理和低功耗设计4.1 电源管理:nRF24L01采用多种电源管理技术,如功率放大器的自动控制和低功耗模式的设置,以提高电池寿命。
2.4GHz射频收发芯片nRF2401应用电路图 器件配置
2.4GHz射频收发芯片nRF2401应用电路图器件配置1. 引言nRF2401是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5GHz ISM频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,工作电流只有10.5mA,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。
其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线,同时接收两个不同频道的数据。
nRF2401适用于多种无线通信的场合,如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。
2. 芯片结构、引脚说明2.1 芯片结构nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器,功率放大器等功能模块,需要很少的外围元件,因此使用起来非常方便。
QFN24引脚封装,外形尺寸只有5×5mm。
nRF2401的功能模块如图1所示。
图2nRF2401引脚图2.2 引脚说明表1:nRF2401引脚(附:此处引脚11和12有误。
2006.6.30)3. 工作模式nRF2401有工作模式有四种:收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。
nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN和CS三个引脚决定,详见表2。
表2:nRF2401工作模式3.1 收发模式nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种,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。
3.1.1 ShockBurstTM收发模式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。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发器,广泛应用于物联网、传感器网络和无线通信系统等领域。
它采用射频(RF)技术,能够在无线环境中实现高速数据传输和可靠的通信连接。
本文将详细介绍nRF24L01的工作原理,包括其硬件结构、通信协议和工作模式等。
一、硬件结构nRF24L01由射频前端、基带处理器和外围电路组成。
射频前端包括功率放大器、低噪声放大器和射频开关等,用于接收和发送无线信号。
基带处理器负责信号调制、解调和协议处理等功能。
外围电路包括晶振、电源管理和SPI接口等,用于提供稳定的时钟和电源,并与主控设备进行通信。
二、通信协议nRF24L01使用2.4GHz的ISM频段,采用射频通信协议来实现数据传输。
它支持多种通信模式,包括点对点模式、广播模式和多点模式等。
在点对点模式下,一个nRF24L01作为发送器,另一个nRF24L01作为接收器,它们之间通过射频信道进行数据交换。
在广播模式下,一个nRF24L01可以同时向多个接收器发送数据。
在多点模式下,多个nRF24L01可以互相通信,形成一个网络。
nRF24L01使用GFSK调制和解调技术,通过改变载波频率的相位和幅度来传输数字信号。
它还使用自适应频率跳频技术,可以在不同的射频信道上工作,以避免干扰和提高通信质量。
此外,nRF24L01还支持数据包重传、自动应答和信道切换等功能,以提高通信的可靠性和稳定性。
三、工作模式nRF24L01有两种工作模式:发送模式和接收模式。
在发送模式下,nRF24L01将待发送的数据加载到发送缓冲区,并通过射频信道发送给接收器。
在接收模式下,nRF24L01监听射频信道,接收来自发送器的数据,并将其存储在接收缓冲区中。
发送器和接收器之间通过射频信道进行双向通信,以实现数据的传输和交换。
nRF24L01还支持睡眠模式和待机模式,以降低功耗。
在睡眠模式下,nRF24L01关闭大部分电路,只保持少量的关键电路运行,以便快速唤醒和恢复正常工作。
2.4g无线收发模块原理与作用是什么?
2.4g无线收发模块原理与作用是什么?
无线发射接收模块都已经进行了封装设计(集成了单片机控制和无线编码)跟单片机直接通过异步串行口连接就可以,现在市面上的无线收发模块,其无线工作方式由模块内部的单片机控制,与用户单片机的连接一般就只有电源和收、发等几根线。
无线发射模块和接收模块必需配对使用,且工作频率要完全一样,接收模块一定要根据发射局部的编码格式来配解码IC,无线收发模块都是传输数据的一个通道,接收模块接收到发射信号后通过DA TA 脚传给解码IC,让其工作。
2.4G是一种无线技术,由于其频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间,简称2.4G无线技术。
基于2.4G无线技术封装的高度集成芯片组我们称之为2.4G无线模块,而2.4g无线收发模块是无数2.4G无线模块中的一种,广泛应用于无线遥控、无线耳机、无人机、无线键盘、无线监控、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控等行业和商品中。
2.4g无线收发模块原理是什么?那2.4G无线收发模块的工作原理是怎样的呢?无线传输的目的在于解放自己,用无线技术取代有线连接。
怎么取代?简单来说2.4G无线传输通过接受模块接受音源处理发射电磁波,接受模块接受被发射模块辐射到空中的电磁波,在通过数模转换传给喇叭。
麦克风无线收发模块结构功能图
ADC/DAC:模数转换器/数模转换器
MCU:单片微型计算机(相当电脑CPU)
FLASH:存储芯片(相当于电脑硬盘)
SDRAM:同步动态随机存储器(相当电脑内存)
RF:无线射频
PA:功率放大器。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发模块,广泛应用于无线通信领域。
它采用射频收发器芯片nRF24L01+,支持2Mbps的高速数据传输速率,具有优秀的抗干扰能力和稳定的信号传输性能。
本文将详细介绍nRF24L01的工作原理,包括硬件结构和通信协议。
1. 硬件结构nRF24L01模块主要由射频收发器芯片、天线、晶振、电源管理电路和外部接口组成。
射频收发器芯片:nRF24L01+芯片是模块的核心部件,它集成为了射频收发器、基带处理器和嵌入式协议栈等功能。
该芯片采用2.4GHz的ISM频段,支持多通道选择,能够与其他nRF24L01模块进行无线通信。
天线:nRF24L01模块通常配备了PCB天线,用于接收和发送无线信号。
天线的设计和布局对模块的通信距离和稳定性有一定影响。
晶振:nRF24L01模块使用晶振提供时钟信号,以保证模块的正常运行。
常见的晶振频率为16MHz。
电源管理电路:nRF24L01模块需要3.3V的电源供电,电源管理电路用于稳定和管理电源输入。
外部接口:nRF24L01模块通常具有SPI接口,用于与主控芯片进行通信。
SPI接口包括四根信号线:SCK、MISO、MOSI和CSN。
2. 通信协议nRF24L01模块使用一种称为Enhanced ShockBurst的协议进行数据传输。
该协议基于射频通信技术,具有高效的数据传输和强大的抗干扰能力。
Enhanced ShockBurst协议采用了一对多的通信方式,即一个发送器可以同时向多个接收器发送数据。
协议中定义了一些重要的概念和参数,如地址、通道、数据包、数据速率等。
地址:nRF24L01模块使用6字节的地址进行通信,发送器和接收器必须使用相同的地址才干进行通信。
地址由发送器设定,并在数据包中包含。
通道:nRF24L01模块支持多达125个通道,发送器和接收器必须使用相同的通道才干进行通信。
通道的选择可以用于避免不同模块之间的干扰。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发器,广泛应用于无线通信领域。
它采用射频(RF)技术,可以实现可靠的无线数据传输。
本文将详细介绍nRF24L01的工作原理。
1. 引言nRF24L01是一种单芯片无线传输解决方案,由Nordic Semiconductor公司开发。
它具有低功耗、高速率和可靠性的特点,适用于各种无线通信应用,例如无线传感器网络、遥控器和无线键盘鼠标等。
2. 基本构造nRF24L01由射频收发器和嵌入式微控制器组成。
射频收发器负责无线信号的发送和接收,微控制器负责控制射频模块的工作。
它采用SPI(串行外围接口)进行与主控制器的通信。
3. 工作频率nRF24L01工作在2.4GHz的ISM(工业、科学和医疗)频段,该频段被广泛应用于无线通信。
它采用GFSK(高斯频移键控)调制技术,能够在频率范围内实现高质量的数据传输。
4. 工作模式nRF24L01有两种工作模式:发送模式和接收模式。
在发送模式下,它将数据从发送缓冲区发送到接收器。
在接收模式下,它接收来自发送器的数据并将其存储在接收缓冲区中。
5. 数据传输nRF24L01使用射频信号进行数据传输。
发送器将数据编码成射频信号,并通过天线发送。
接收器接收到射频信号后,将其解码成原始数据。
数据传输的可靠性通过使用自动重传和自动确认机制来提高。
6. 通信通道nRF24L01支持多个通信通道,以避免与其他设备的干扰。
它可以在2.4GHz频段内切换不同的通道,以确保稳定的通信质量。
7. 数据包结构nRF24L01使用数据包结构来传输数据。
每个数据包包含一个数据字段和一些控制字段。
数据字段用于存储实际的数据,而控制字段用于控制数据传输的各个方面,如地址、通道和校验等。
8. 功耗控制nRF24L01具有低功耗的特点,通过使用睡眠模式和动态功耗控制来降低功耗。
在睡眠模式下,它可以将功耗降低到最低限度,以延长电池寿命。
nRF2401的原理及应用
单片2.4GHz无线收发一体芯片nRF2401及其应用nRF2401是挪威Nordic公司推出的单片2.4GHz无线收发一体芯片。
它将射频、8051MCU、9通道12位ADC、外围元件、电感和滤波器全部集成到单芯片中,并采用2.4GHz频带和0.18μm工艺,可提供ShockBurst、DuoCeiver、片上CRC以及地址计算编码等功能。
文章详细介绍了nRF2401的结构特点、引脚功能和工作原理,给出了它的典型应用电路。
nRF2401无线收发一体芯片和蓝牙一样,都工作在2.4GHz自由频段,能够在全球无线市场畅通无阻.nRF2401支持多点间通信,最高传输速率超过1Mbit/S,而且比蓝牙具有更高的传输速度.它采用SoC方法设计,只需少量外围元件便可组成射频收发电路.与蓝牙不同的是,nRF2401没有复杂的通信协议,它完全对用户透明,同种产品之间可以自由通信.更重要的是,nRF2401比蓝牙产品更便宜.所以nRF2401是业界体积最小、功耗最少、外围元件最少的低成本射频系统级芯片.2 主要特点和引脚功能nRF2401的引脚排列如图1(顶视图)所示.它采用5mm×5mm的24引脚QFN封装.nRF2401的主要特点如下:●采用全球开放的2.4GHz频段,有125个频道,可满足多频及跳频需要;●速率(1Mbps)高于蓝牙,且具有高数据吞吐量;●外围元件极少,只需一个晶振和一个电阻即可设计射频电路;●发射功率和工作频率等所有工作参数可全部通过软件设置;●电源电压范围为1.9~3.6V,功耗很低;●电流消耗很小,-5dBm输出功率时的典型峰值电流为10.5mA;●芯片内部设置有专门的稳压电路,因此,使用任何电源(包括DC/DC开关电源)均有很好的通信效果;●每个芯片均可以通过软件设置最多40bit地址,而且只有收到本机地址时才会输出数据(提供一个中断指示),同时编程也很方便;●内置CRC纠检错硬件电路和协议;●采用DuoCeiver技术可同时接收两个nRF2401的数据;●采用ShockBurstTM模式时,能适用极低的功率操作和不严格的MCU执行;●带有集成增强型8051内核、9路10bitADC、UART异步串口、SPI串口和PWM输出;●内置看门狗;●无需外部SAW滤波器;●可100%RF检验;●带有数据时隙和数据时钟恢复功能.3 工作原理nRF2401的内部结构原理及外部组成框图如图2所示,下面介绍其工作原理.3.1 ShockBurstTM模式nRF2401的ShockBurstTM RX/TX模式采用片上先进先出(FIFO)来进行低数据率的时钟同步和高数据率的传输,因此极大的降低了功耗.ShockBurstTM发射主要通过MCU接口引脚CE、CLK1和DATA来完成.当MCU请求发送数据时,置CE为高电平,此时的接收机地址和有效载荷数据作为nRF2401的内部时钟,可用请求协议或MCU将速率调至1Mbps;置CE为低电平可激活ShockBurstTM发射.ShockBurstTM接收主要使用MCU接口引脚CE、DR1、CLK1和DATA来实现.当正确设置射频包输入载荷的地址和大小后,置CE为高电平可激活RX.此后便可在nRF2401监测信息输入200μs,若收到有效数据包,则给MCU一个中断并置DR1为高电平,以使MCU 以时钟形式输出有效载荷数据,待系统收到全部数据后nRF2401再置DR1为低此时如果CE保持高电平,则等待新的数据包.若CE置低电平,则开始接收新的序列.3.2 DuoCeiverTM的双信道接收模式nRF2401的DuoCeiverTM技术为RX提供了两个独立的专用数字信道,因而可代替两个单独接收系统.图3所示是DuoCeiverTM同时双接收信道结构图.nRF2401 可以通过一个天线接口从相隔8MHz的两个1Mbps接收机上接收数据.同时将两个数字信道的输出反馈到两个单独的MCU接口.具体的两个信道如下:数字信道1:CLK1,DATA,DR1;数字信道2:CLK2,DOUT2,DR2;应当说明的是,数字信道2的频率只有在比数字信道1的频率高出8MHz时,才能保证正常接收.4 典型应用nRF2401的电源电压范围为1.9~3.6V,可工作在-40~+85℃的温度范围内.灵敏度为-90dbm.图4是nRF2401的一个典型应用电路.该电路由50V陶瓷电容器(C1~C9)、nRF2401无线电收发器(U1)以及一个晶振组成,由图可见,该电路外围元件很少.。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发器,常用于物联网、无线传感器网络和远程控制等应用。
它采用射频(RF)技术,能够实现可靠的无线通信,并具备较低的功耗和成本。
nRF24L01的工作原理可以分为发送和接收两个部份。
在发送端,数据通过SPI接口从主控芯片传输到nRF24L01,然后经过调制和编码处理后,以射频信号的形式发送出去。
在接收端,nRF24L01接收到射频信号后,经过解码和解调处理,将数据还原成原始数据,并通过SPI接口传输给主控芯片。
具体来说,nRF24L01的工作原理如下:1. 发送端工作原理:- 主控芯片将要发送的数据通过SPI接口传输给nRF24L01。
- nRF24L01将接收到的数据进行调制和编码处理,采用高速频移键控(GFSK)调制技术和32位CRC校验,以提高数据的可靠性。
- 经过调制和编码处理后的数据,通过射频天线以无线信号的形式发送出去。
- 发送完毕后,nRF24L01进入待机模式,等待下一次发送指令。
2. 接收端工作原理:- nRF24L01通过射频天线接收到发送端发送的无线信号。
- 接收到的信号经过解调和解码处理,将其还原成原始数据。
- nRF24L01通过SPI接口将解码后的数据传输给主控芯片。
- 主控芯片对接收到的数据进行处理,例如存储、显示或者进一步处理。
为了实现可靠的无线通信,nRF24L01采用了一些关键技术和特性:- 自动重发机制:当发送端发送数据时,接收端会返回一个应答信号。
如果发送端未收到应答信号,nRF24L01会自动进行重发,以确保数据的可靠传输。
- 通道选择:nRF24L01支持多个通道,可以通过设置不同的通道来避免干扰,提高通信质量。
- 功率调节:nRF24L01支持多个功率级别的选择,可以根据实际需求进行功率调节,以平衡通信距离和功耗。
- 内置硬件加密:nRF24L01内置了硬件加密引擎,可以对数据进行加密处理,增强数据的安全性。
NF2401中文手册.doc
2.4GHz射频收发芯片nRF2401及其应用摘要:本文介绍了工作于2.4GHz ISM频段的射频收发芯片nRF2401的芯片结构、引脚功能、工作模式、接收与发送的工作流程,详细描述了nRF2401的器件配置,给出了应用电路图,分析了PCB设计时应该注意的问题,最后对全文进行了总结。
关键词:nRF2401;射频;无线通信;收发芯片1. 引言nRF2401是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5GHz ISM频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,工作电流只有10.5mA,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。
其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线,同时接收两个不同频道的数据。
nRF2401适用于多种无线通信的场合,如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。
2. 芯片结构、引脚说明2.1 芯片结构nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器,功率放大器等功能模块,需要很少的外围元件,因此使用起来非常方便。
QFN24引脚封装,外形尺寸只有5×5mm。
nRF2401的功能模块如图1所示。
图2nRF2401引脚图2.2 引脚说明表1:nRF2401引脚(附:此处引脚11和12有误。
2006.6.30)3. 工作模式nRF2401有工作模式有四种:收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。
nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN和CS三个引脚决定,详见表2。
表2:nRF2401工作模式3.1 收发模式nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种,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。
3.1.1 ShockBurstTM收发模式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。
2.4GHz无线收发器及应用方案大全
2.4GHz无线收发器IC及其应用黄一鸣贾波徐群山博通集成电路(上海)有限公司概述随着信息技术的飞速发展和人们对高速率无线通讯的需求,无线应用产品的工作频率已经从低频段跨入高频段。
作为全球均无需授权即可使用的2.4 GHz ISM频段成为众多无线高端产品首选频段,譬如蓝牙,WLAN,ZigBee等。
博通集成电路公司的2.4GHz无线收发器BK2421采用高达2Mbps的通讯速率和独特的通讯协议,不但保持了 2.4 GHz 频段其他通讯协议优良的射频性能,而且简化了产品设计,节省了产品开发成本,降低了产品功耗,是国内唯一一颗达到世界先进水平的2.4GHz无线收发器。
本文详细介绍了这一收发器产品性能和特点并在最后给出了基于BK2421所完成的PC周边设备方案(包括无线鼠标键盘、无线遥控等),汽车无线防盗和马达自动起动方案和移动支付RFID子系统方案。
BK2421性能和特点BK2421基本性能和特点BK2421是一颗工作在全球开放2.4GHz ISM频段的单芯片无线收发器,集成了无线射频收发前端、频率综合器、数字调制解调器、1对6 星形通信协议以及电源管理。
相比其他2.4GHz短距离无线通信技术(如蓝牙,WiFi等),它以非常低的功耗实现高速率无线传输(最高可以达到2Mbps),接收器正常工作电流为17mA,发射器输出功率0dBm的电流为14mA,关机状态电流为3uA。
BK2421集成两种调制方式,分别为CPGFSK调制(Continuous Phase Gaussian Frequency Shift Key,相位连续高斯频移键控)和CPFSK调制(Continuous Phase Frequency Shift Key,相位连续频移键控)。
其频谱如图1所示,其中BT为3dB 带宽和传输速率的乘积(3-dB bandwidth-symbol time)。
Frequency (MHz)Po w e r /f r e q u e n c y (d B /H z )PSD Comparison of GFSK and FSK图 1 :CPFSK 和CPGFSK 调制频谱CPFSK 调制方式可以显著提高芯片灵敏度。
2.4GHz射频收发芯片nRF24L01点对点跳频技术应用
地址(H)
寄存器名称
功能
00
CONFIG
设置24L01工作模式
01
EN_AA
设置接收通道及自动应答
02
EN_RXADDR
使能接收通道地址
03
SETUP_AW
设置地址宽度
04
SETUP_RETR
设置自动重发数据时间和次数
07
STATUS
状态寄存器,用来判定工作状态
5配置字
SPI口为同步串行通信接口,最大传输速率为10 Mb/s,传输时先传送低位字节,再传送高位字节。但针对单个字节而言,要先送高位再送低位。与SPI相关的指令共有8个,使用时这些控制指令由nRF24L01的MOSI输入。相应的状态和数据信息是从MISO输出给MCU。
nRF24L0l所有的配置字都由配置寄存器定义,这些配置寄存器可通过SPI口访问。nRF24L01
4工作原理
发射数据时,首先将nRF24L01配置为发射模式:接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区,TX_PLD必须在CSN为低时连续写入,而TX_ADDR在发射时写入一次即可,然后CE置为高电平并保持至少10μs,延迟130μs后发射数据;若自动应答开启,那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式,接收应答信号(自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致)。如果收到应答,则认为此次通信成功,TX_DS置高,同时TX_PLD从TX FIFO中清除;若未收到应答,则自动重新发射该数据(自动重发已开启),若重发次数(ARC)达到上限,MAX_RT置高,TX FIFO中数据保留以便在次重发;MAX_RT或TX_DS置高时,使IRQ变低,产生中断,通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1;若发送堆栈中有数据且CE为高,则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高,则进入空闲模式2。
磐启微电子 PAN2418 系列 2.4GHz 宽带无线收发芯片说明书
PAN2418系列产品说明书2.4GHz宽带无线收发芯片概述PAN2418芯片是工作在2.320~2.483GHz的宽带无线收发芯片。
该芯片集成射频收发机、频率发生器、晶体振荡器、调制解调器等功能模块,并且支持一对多组网和带ACK的通信模式。
发射输出功率、工作频道以及通信数据率均可配置。
主要特性6Mbps模式的接收灵敏度为-81dBm;最大输出功率20dBm。
其它特性四线 SPI 接口通信 SPI 接口速率最高支持20MbpsQFN24L 0404封装支持最大数据长度为512字节(两级乒乓FIFO)3M /6Mbps模式,需要晶振精度 ±60ppm 工作电压支持2.2~3.3V工作温度支持-40~+85℃GFSK通信方式 支持自动应答及自动重传支持RSSI检测功能 带自动扰码和CRC校验功能应用方案Babymonitor 无线图像传输玩具可视门铃 监控版本 修订时间 更新内容 相关文档V1.0 2017. 12目录1 命名规则 (4)1.1 PAN2418命名规则 (4)1.2 PAN2418系列产品选择 (4)2 主要电特性 (4)3 极限最大额定值 (3)4 系统结构方框图 (3)5 引脚定义 (4)6 芯片工作状态 (5)6.1 休眠模式 (6)6.2 待机模式-I(STB1) (6)6.3 待机模式-III(STB3) (7)6.4 待机模式-II(STB2) (7)6.5 接收模式 (7)6.6 发射模式 (7)7 数据通信模式 (8)7.1 普通模式 (9)7.2 增强模式 (9)7.3增强发送模式 (10)7.4 增强接收模式 (11)7.5 增强模式下的数据包识别 (11)7.6 增强模式下的PTX和PRX的时序图 (11)7.7 增强模式下的接收端一对多通信 (12)7.8 DATA FIFO (14)7.9 中断引脚 (14)8 SPI控制接口 (14)8.1 SPI指令格式 (15)8.2 SPI 时序 (17)9 控制寄存器 (18)10 数据包格式描述 (43)10.1 普通模式的数据包形式 (43)10.2 增强模式的数据包形式 (43)10.3 增强模式的ACK包形式 (43)11 典型应用电路(参考) (44)12 封装尺寸 (44)13 联系方式 (45)1 命名规则1.1 PAN2418命名规则DR 码率3 6 Mbps M f 6∆调制频偏@6Mbps 1.5 2 MHz M FCH 6频道间隔@6Mbps9 MHz 发射模式指标PRF 典型输出功率 0 17 20 dBm PRFC 输出功率范围-30 20 dBm 1PBW发射带数据调制的20dB 带宽(6Mbps)9MHz接收模式指标(注1)maxRX误码率<0.1%时的最大接收幅度 0 dBm 1RXSENS 接收灵敏度(0.1%BER)@6Mbps-81 dBm 2RXSENS接收灵敏度(0.1%BER)@3Mbps-84dBm接收模式邻道选择性CO C Ι/同频的通道选择性@6Mbps 10 dBc STC 1/Ι第1相邻道选择性@6Mbps 0 dBc ND C 2/Ι第2相邻道选择性@6Mbps -18 dBc RDC 3/Ι第3相邻道选择性@6Mbps -19 dBc 4/TH C Ι 第4相邻道选择性@6Mbps-32 dBc 接收机镜像抑制Image镜像抑制30 dBc 操作条件VDD 供电电压 2.2 3 3.3 V VSS 芯片地 0 V OH V 高电平输出电压 VDD-0.3 VDD V OLV 低电平输出电压 VSS VSS+0.3 V IH V高电平输入电压 VDD-0.3 VDD V IL V低电平输入电压VSSVSS+0.3V3 极限最大额定值表3 PAN2418系列芯片极限最大额定值 特 性条件参数值 单位最小典型最大最大额定值DD V 供电电压 -0.3 3.6 V I V 输入电压 -0.3 3.6 V O V输出电压VSS VDD Pd 总功耗(TA=-40℃~85℃)600 mW OP T 工作温度 -40 85 ℃ STG T存储温度-40125℃* 注1:使用中强行超过一项或多项极限最大额定值会导致器件永久性损坏。
2.4G芯片
Si24R1超低功耗高性能 2.4GHz GFSK 无线收发芯片主要特性工作在 2.4GHz ISM 频段 调制方式:GFSK/FSK 数据速率:2Mbps/1Mbps/250Kbps 超低关断功耗:<0.7uA 超低待机功耗:<15uA 快速启动时间: <130uS 内部集成高 PSRR LDO 宽电源电压范围:1.9-3.6V 数字 IO 电压: 3.3V/5V 低成本晶振:16MHz±60ppm 接收灵敏度:<-83dBm @2MHz 最高发射功率:7dBm 接收电流(2Mbps) :<15mA 发射电流(2Mbps):<12mA(0dBm) 10MHz 四线 SPI 模块 内部集成智能 ARQ 基带协议引擎 收发数据硬件中断输出 支持 1bit RSSI 输出 极少外围器件,降低系统应用成本 QFN20 封装或 COB 封装应用范围无线鼠标、键盘 无线遥控、体感设备 有源 RFID、NFC 智能电网、智能家居 无线音频 无线数据传输模块 低功耗自组网无线传感网节点封装图结构框图Si24R1术语缩写术语 ARQ ART ARD BER CE CRC CSN DPL GFSK IRQ ISM LSB Mbps MCU MHz MISO MOSI MSB PA PID PLD RX TX PWR_DWN PWR_UP RF_CH RSSI RX RX_DR SCK SPI TX TX_DS XTAL 描述 Auto Repeat-reQuest Auto ReTransmission Auto Retransmission Delay Bit Error Rate Chip Enable Cyclic Redundancy Check Chip Select Dynamic Payload Length Gaussian Frequency Shift Keying Interrupt Request Industrial-Scientific-Medical Least Significant Bit Megabit per second Micro Controller Unit Mega Hertz Master In Slave Out Master Out Slave In Most Significant Bit Power Amplifier Packet Identity Payload RX TX Power Down Power UP Radio Frequency Channel Received Signal Strength Indicator Receiver Receive Data Ready SPI Clock Serial Peripheral Interface Transmitter Transmit Data Sent Crystal 中文描述 自动重传请求 自动重发 自动重传延迟 误码率 芯片使能 循环冗余校验 片选 动态载波长度 高斯频移键控 中断请求 工业-科学-医学 最低有效位 兆位每秒 微控制器 兆赫兹 主机输入从机输出 主机输出从机输入 最高有效位 功率放大器 数据包识别位 载波 接收端 发射端 掉电 上电 射频通道 信号强度指示器 接收机 接收数据准备就绪 SPI 时钟 串行外设接口 发射机 已发数据 晶体振荡器Si24R1目 录1、简介.................................................. 4 2、引脚信息 .............................................. 5 3、工作模式 .............................................. 6 4、寄存器映射表 .......................................... 9 5、主要参数指标 ......................................... 10 6、封装................................................. 12 7、典型应用原理图 ....................................... 14 8、订单信息 ............................................. 17 9、技术支持与联系方式 ................................... 18 附: 典型配置方案 ....................................... 19Si24R11、简介Si24R1 是一颗工作在 2.4GHz ISM 频段,专为低功耗无线场合设计,集成嵌 入式 ARQ 基带协议引擎的无线收发器芯片。
si4754芯片手册
SI4754芯片手册概述SI4754是一款高性能的无线射频芯片,主要用于无线音频传输。
该芯片具有低功耗、高接收灵敏度、易于集成等特点,适用于各种音频无线传输应用场景。
本篇文章将围绕SI4754芯片的功能、特点、应用以及相关注意事项进行介绍。
一、功能SI4754芯片是一款双频无线射频收发器,支持2.4GHz和5GHz频段。
它具有射频调制和解调功能,可以将音频信号通过无线方式传输。
芯片内部集成有微控制器,可以控制音频数据的传输和处理。
此外,该芯片还具有功率控制功能,可以根据不同的传输环境调整发射功率,以提高传输距离和稳定性。
二、特点1. 高性能:SI4754芯片具有高接收灵敏度,可以捕获微弱的无线信号,确保音频数据的稳定传输。
2. 宽频段:支持2.4GHz和5GHz两个频段,可以根据应用场景选择合适的频段。
3. 低功耗:芯片采用低功耗设计,可以大幅延长音频设备的使用时间。
4. 易于集成:芯片内部集成有微控制器和射频模块,可以方便地集成到各种音频设备中。
5. 强大的软件支持:芯片提供了丰富的API接口,方便开发人员编写应用程序,实现音频数据的传输和处理。
三、应用SI4754芯片适用于各种音频无线传输应用场景,如蓝牙音箱、无线耳机、智能家居等。
开发人员可以利用该芯片的API接口,实现音频数据的传输、控制和调试等功能。
四、注意事项1. 确保电源电压稳定,避免电压波动对芯片造成损坏。
2. 合理设置发射功率,避免对其他设备造成干扰。
3. 根据应用场景选择合适的频段,避免与其他无线设备的频段冲突。
4. 定期检查芯片的工作状态,及时发现并处理异常情况。
总之,SI4754芯片是一款高性能、易于集成的无线射频芯片,适用于各种音频无线传输应用场景。
开发人员应该根据芯片的特点和应用场景,合理使用该芯片,确保音频数据的稳定传输。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理nRF24L01是一款低功耗的2.4GHz无线收发器,广泛应用于无线通信领域。
它采用射频芯片nRF24L01+和微控制器相结合的方式,可以实现无线数据传输和接收功能。
本文将详细介绍nRF24L01的工作原理及其相关技术参数。
一、nRF24L01的基本结构nRF24L01由射频芯片和微控制器组成,射频芯片负责无线通信的收发功能,而微控制器则负责控制和处理数据。
1. 射频芯片nRF24L01射频芯片是一款集成度高、性能稳定的射频收发器。
它支持2.4GHz 频段,采用GFSK调制方式,具有快速的数据传输速率和较低的功耗。
射频芯片包含了射频收发器、调制解调器、频率合成器等功能模块,能够实现无线通信的基本功能。
2. 微控制器nRF24L01通常与微控制器相结合使用,常见的微控制器有Arduino、STM32等。
微控制器负责控制射频芯片的工作模式、发送和接收数据的处理,以及与其他设备的交互等功能。
二、nRF24L01的工作模式nRF24L01具有多种工作模式,包括发送模式、接收模式和待机模式等。
下面将详细介绍每种工作模式的特点和工作原理。
1. 发送模式在发送模式下,nRF24L01将数据发送给接收端。
发送模式的工作原理如下:- 设置发送端的地址和通信频道。
- 将待发送的数据写入发送缓冲区。
- 发送端开始发送数据,nRF24L01将数据通过射频信号发送出去。
- 发送完毕后,发送端等待接收端的应答信号。
2. 接收模式在接收模式下,nRF24L01接收来自发送端的数据。
接收模式的工作原理如下:- 设置接收端的地址和通信频道。
- 接收端开始监听射频信号,并等待发送端发送数据。
- 当接收端接收到数据时,nRF24L01将数据写入接收缓冲区。
- 接收端可以通过读取接收缓冲区中的数据进行进一步处理。
3. 待机模式在待机模式下,nRF24L01处于低功耗状态,仅保持最基本的功能。
待机模式的工作原理如下:- nRF24L01关闭射频发送和接收功能,以降低功耗。
nRF24L01的工作原理
nRF24L01的工作原理引言概述:nRF24L01是一种低功耗2.4GHz无线收发器,广泛应用于物联网、无线传感器网络和家庭自动化等领域。
本文将详细介绍nRF24L01的工作原理。
一、发送和接收模块1.1 发送模块nRF24L01的发送模块由微控制器、射频前端和天线组成。
微控制器负责控制数据的发送,通过SPI接口与nRF24L01通信。
射频前端将数字信号转换为射频信号,并将其发送到天线。
1.2 接收模块接收模块由天线、射频前端和微控制器组成。
天线接收到射频信号后,射频前端将其转换为数字信号,并将其传输给微控制器进行处理。
1.3 通信协议nRF24L01使用2.4GHz的ISM频段进行通信,并采用GFSK调制方式。
它支持多种通信协议,如SPI、I2C和UART等。
通过设置相应的寄存器,可以实现不同的通信方式和数据传输速率。
二、工作频率和通道2.1 工作频率nRF24L01工作在2.4GHz的ISM频段,这个频段被分为多个频道。
不同的国家和地区有不同的频段规定,因此在使用nRF24L01时需要根据所在地区的规定选择合适的频率。
2.2 通道设置nRF24L01提供了多个通道供用户选择。
通过设置相应的寄存器,可以选择不同的通道进行通信。
通道的选择可以避免与其他设备的干扰,并提高通信的可靠性。
2.3 频率调谐nRF24L01支持频率调谐功能,可以根据环境和应用需求进行调整。
通过设置寄存器中的频率调谐字节,可以微调nRF24L01的工作频率,以适应不同的场景。
三、数据传输和调制方式3.1 数据传输nRF24L01支持点对点和广播两种数据传输方式。
在点对点模式下,发送模块将数据发送给接收模块,实现设备之间的直接通信。
在广播模式下,发送模块将数据广播给所有接收模块。
3.2 调制方式nRF24L01采用GFSK调制方式进行数据传输。
GFSK是一种高斯频移键控调制技术,通过改变载波频率的相位来传输数字信号。
这种调制方式具有抗干扰能力强、传输速率高的优点。
2.4GHz无线传输芯片
BK2411是由博通(BEKEN)推出的一款国产 2.4G无线收发芯片,和nRF24L01硬件引脚兼容,软件上和nRF24L01也是基本相同,可以说是nRF24L01的国产纺织品,针对工业控制、门禁、考勤、监控、安防等行业应用特点推出。
BK2411采用QFN-20封装,其尺寸为4*4mm。
2.4GHz全球开放ISM频段免许可证使用,其FSK调制使其灵敏度更好,GFSK调制使其频率更有效率,拥有1Mbps或者2Mbps的空中数据传送速率。
BK2411的可编程输出功率有:-35,-25,-15,-5,0,5dBm。
在0dBm的输出功率下,发送模式消耗14mA的功耗,在1Mbps的数据传送速率下,接受模式消耗21mA的功耗。
它具有自动数据处理功能,适合于1:6星形网络的6数据通道,供应电压为 1.9V到 3.6V。
在POWERDOWN模式下为3uA的直流电流,在standby-I模式下为410uA直流电流。
UM2455是一款低成本,高集成度的2.4GHz无线收发芯片,主要应用于低功耗的无线传输,针对ISM频段(2.405 – 2.4835GHz)的短距离通讯以及控制。
芯片采用先进的0.18 RFCMOS工艺,内部集成接收机、发射机、频率合成器、DSSS基带、MAC调制解调器。
DSSS调制解调器支持O – QPSK调制方式,传输速率250Kbps 或625Kbps可选。
UM2455底层硬件支持收发数据缓冲(TX/RX FIFO), 防碰撞机制(CSMA-CA), 加密机制(Security engine), MAC 功能, 空闲信道评估(Clear Channel Assessment), 链路质量指示(link quality indication), 外部MCU或寄存器睡眠唤醒.。
其灵敏度为-92dBm。
MCU可通过SPI口控制UM2455工作参数以及128字节发送接收FIFOs。
外围电路简单,只需搭配MCU以及少数外围被动器件。
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2.4GHz无线收发器IC及其应用黄一鸣贾波徐群山博通集成电路(上海)有限公司概述随着信息技术的飞速发展和人们对高速率无线通讯的需求,无线应用产品的工作频率已经从低频段跨入高频段。
作为全球均无需授权即可使用的2.4 GHz ISM频段成为众多无线高端产品首选频段,譬如蓝牙,WLAN,ZigBee等。
博通集成电路公司的2.4GHz无线收发器BK2421采用高达2Mbps的通讯速率和独特的通讯协议,不但保持了 2.4 GHz 频段其他通讯协议优良的射频性能,而且简化了产品设计,节省了产品开发成本,降低了产品功耗,是国内唯一一颗达到世界先进水平的2.4GHz无线收发器。
本文详细介绍了这一收发器产品性能和特点并在最后给出了基于BK2421所完成的PC周边设备方案(包括无线鼠标键盘、无线遥控等),汽车无线防盗和马达自动起动方案和移动支付RFID子系统方案。
BK2421性能和特点BK2421基本性能和特点BK2421是一颗工作在全球开放2.4GHz ISM频段的单芯片无线收发器,集成了无线射频收发前端、频率综合器、数字调制解调器、1对6 星形通信协议以及电源管理。
相比其他2.4GHz短距离无线通信技术(如蓝牙,WiFi等),它以非常低的功耗实现高速率无线传输(最高可以达到2Mbps),接收器正常工作电流为17mA,发射器输出功率0dBm的电流为14mA,关机状态电流为3uA。
BK2421集成两种调制方式,分别为CPGFSK调制(Continuous Phase Gaussian Frequency Shift Key,相位连续高斯频移键控)和CPFSK调制(Continuous Phase Frequency Shift Key,相位连续频移键控)。
其频谱如图1所示,其中BT为3dB 带宽和传输速率的乘积(3-dB bandwidth-symbol time)。
Frequency (MHz)Po w e r /f r e q u e n c y (d B /H z )PSD Comparison of GFSK and FSK图 1 :CPFSK 和CPGFSK 调制频谱CPFSK 调制方式可以显著提高芯片灵敏度。
另外BK2421还支持调制频偏可调节,从而便于用户根据具体情况调节这些参数来提高通信距离。
下面通过模型仿真和测试结果验证这种功能。
模型和测试条件:BT =0.5,fb=1Mbps ,两种调制频偏分别为160KHz 和300KHz ,接收器中频带宽1.1MHz 。
仿真了两种不同调制频偏下各自的BER (Bit Error Rate ,误码率)与SNR (Signal Noise Rate ,接收器输入信噪比)关系,如图 2所示:BER Vs. SNR for different deviationSNR (dB)BE R图 2 :两种调制频偏下的BER 和SNR 关系从上图我们可以得出,输出几乎相同BER (0.0025),频偏300KHz 所需要的SNR 比频偏160KHz 小5dB ,也就是说接收器接收频偏300KHz 的调制信号时的灵敏度比接收频偏160KHz 的调制信号好5dB 。
测试了BK2421在两种不同调制频偏下的灵敏度(对应BER =1e-3),如表格 1所示。
表格 1 BK2421在两种不同调制频偏下的灵敏度BT 频偏(KHz) fb (Mbps) 灵敏度(dBm)1 300 1 -88.7 1 160 1 -82.8从上表我们可以看出,测试结果跟仿真结果基本一致。
由于FCC 15.247、249和ETSI 300 328规范了2.4GHz 的频谱要求,我们不能无限增加调制频偏。
BK2421根据一般应用情况优化调制方式和频偏,达到最佳灵敏度,同时满足上述两个规范要求。
BK2421抗干扰性能2.4 GHz频段上存在众多的无线应用产品,如何确保信息发送接收在干扰状态下保持连续性就很重要。
我们以常用无线鼠标为例,假定每个包长度为150bits,鼠标按键响应时间为10ms,通讯速率为1Mbps。
每个包传输时间为150us。
为了详细分析BK2421如何在干扰下仍然保持通讯连续性,我们按照干扰特点将干扰源分为如下四种:采用直序列扩频技术的产品(如WLAN)采用跳频技术的产品(如Bluetooth)采用低速率的产品采用BK2421 1对6 星形通信协议的产品(如采用BK2421 组网系统)抗WLAN干扰由于WLAN采用直序列扩频技术,根据FCC规范其在偏离载波22MHz以外的发射功率小于-30dBm,考虑到BK2421一般发射功率为0dBm,偏离载波22MHz 以外的WLAN不影响BK2421的通讯,这样我们至少有125 - 2*22=81MHz 不受WLAN干扰影响。
BK2421内部集成干扰检测功能可以在81个信道选择一个信道正常通讯。
抗Bluetooth干扰Bluetooth工作频率范围为2.4~2.4835MHz,采用跳频技术,每次在一个信道占用时间为625us。
BK2421内部集成自动重发丢失的数据包的功能,用户可以设置重发等待时间,为了避开Bluetooth干扰,我们可以设置重发时间大于625us,如图3所示,可以避开Bluetooth的干扰,保证数据传输连续性。
1001Time(ms)图3: BK2421抗Bluetooth干扰数据传输图抗低速率无线产品干扰由于低速率无线产品占用信道时间很长,BK2421内部集成干扰检测功能从而可以切换到没有干扰的信道上继续通讯。
另外BK2421每个包传输时间为125us,远低于10ms鼠标切换时间,受到低速率干扰的概率变得非常小。
抗BK2421 组网系统中的干扰BK2421支持1对6 星形通信协议,可以同时接收六路无线设备数据,这样的一个典型应用是个人PC配有无线键盘、无线鼠标、无线遥控器、无线耳机、无线游戏手柄和无线音箱。
PC和无线鼠标的通讯会受到其他5个设备的干扰,考虑一次重发,受到干扰的概率为5*2*150us/10ms=15%。
如果通讯速率提高到2Mbps,受到干扰的概率降低一半(7.5%),显然受干扰概率远低于传统低速率的无线方案(如采用9.6Kbps)。
另外BK2421内部集成异步搜索频率,即当检测到干扰后,组网内不同设备重新选择频率的步长不一样,保证各个设备之间都能够找到没有干扰的频率进行通讯。
抗干扰性能总结从上面分析我们可以得出,BK2421的高速率通讯大大降低受到干扰的概率,同时内部集成干扰检测功能和异步搜索频率等算法进一步降低干扰的概率。
一般情况下,采用BK2421的无线产品能够不受干扰的影响,完全保持通讯连续性。
BK2421与采用另外三种2.4 GHz 通讯协议的产品性能比较BK2421内部集成1对6 星形通信协议,简化了协议和软件设计,它与采用另外三种通讯协议的产品基本性能对比如下表所示:表格 2 BK2421与采用另外三种通讯协议的产品基本性能比较BK2421 Bluetooth WLAN(2.4GHz) ZigBee Units Frequency 2.4 2.4 2.4 2.4 GHz Modulation FSK/GFSKGFSK/DQPSK FSK/DQPSKQPSK NA Data Rate 1/2 1 1/2/11 0.25 Mbps ChannelNumber125 79 11/13 16 NASupported Network Types StarPear-to-PearPear-to-PearStarPear-to-PearStarPear-to-PearNACommunicationRange10~100 10~100 10~100 10~50 m MCU resources 0 250 >250 28 Kb从上表我们可以看出,BK2421无线通讯性能如通讯速率,通讯距离等跟采用另外三种通讯协议的产品性能不相上下,甚至某些性能更优。
由于BK2421采用自己独特的通讯协议,无须为了满足特定的协议而增加额外的设计,所以它根据实际需求而优化了整个芯片设计,降低了产品复杂度,另外高达2Mbps 的通讯速率大大减小了每个数据包的发射时间,从而降低了功耗,同时BK2421采用低中频接收架构和锁相环发射架构,进一步降低产品功耗。
相比采用另外三种协议的产品,基于BK2421所完成的短距离无线产品实现简单,成本低廉,功耗极低。
图 4 给出了BK2421与采用另外三种协议的产品功耗和复杂度比较,显然BK2421在功耗和复杂度都具有明显的优势,更加符合短距离无线产品市场对功耗和实现复杂度越来越低的要求。
Cost/ComplexityP o w e r C o m s u m p a t i o n图 4: BK2421与采用另外三种协议的产品功耗和复杂度比较图BK2421在无线短距离产品中的应用PC 周边设备方案PC 周边设备的丰富,满足了人们的休闲需求,连接线的繁杂和PC 的插口过多被占用却成了美中不足,使用BK2421就可以解决这些问题。
由于每一块BK2421都可以设置6个接收地址,使其具有6发1收的能力,图5中,在PC上连接BK2421接收设备可以收到带有BK2421发射器的外设键盘、鼠标、写字板、遥控器等的数据。
图5:PC周边设备从有线到无线PC周边设备的无线化实现框图如图6(TX端)、图7(RX端)所示。
BK24211M/2MbpsBurstdata图6:PC周边设备TX端(鼠标、键盘、遥控器手写板、MIC、音源……)PC周边设备TX端包括鼠标、键盘、手写板、遥控器,其主要数据为光电感应、按键矩阵、触摸板矩阵,MCU将收到的数据填入BK2421 FIFO,BK2421将数据通过FSK调制到2.4G,以Burst的形式发出。
接收机收到数据后,会对发射机进行反馈(Acknowledge),当发射机没有收到Acknowledge时,对前面所发的数据进行重发。
SpeakerBK2421MCUdata图 7:PC 周边设备RX 端(USB Dongle 、Speaker )PC 周边设备RX 端为USB Dongle ,BK2421将收到的不同地址TX 端的数据解调,发送给MCU ,并同时发送Acknowledge 给TX 端,MCU 在通过USB 来控制PC 做出响应。
图 6、图 7中蓝色通路为音频通路,TX 端需要将音源(PC 、音响、CD 机、MP3、收音机……)通过ADC 转化为数字信号传输给BK2421,而RX 端BK2421接收到的数据通过DAC 将模拟信号发送给Speaker 、earphone 来发声。
BK2421在PC 周边设备的应用中,电流消耗相比传统协议要低数百倍,因此电车无线防盗和自动马达启动方案池寿命可以提高15到200倍。