传感器到云应用中的超低功耗Sub-1GHz RF收发方案

在ism和srd(短距离无线电设备)应用中,高性能和长电池寿命至关重要。本方案采用s2-lp sub-1ghz超低功耗的低数据率,可实现+27dbm(500mw)的输出功率,可使电池寿命从几个月延长为十年以上,适用于搭建面向全球监管标准的系统,如传感器到云、智能照明系统、智能家居、无线警报系统、家庭能源管理系统、智能计量、楼宇自动化、工业监控和控制。
方案特点
方案采用s2-lp超低功耗、无线、sub-1ghz专用rf收发器,以及se2435l外部功率放大器,具有出色的rf性能、能量效率和10年以上的电池寿命。其中,se2435l是一款高性能rf功放模块,具有50路tx和rx及天线输出,输出功率高达30dbm,快速开启/关闭时间<1微秒,2.0-4.8v睡眠模式电流<1μa,fem噪声系数低于2db。
s2-lp收发器为方案核心,具有可编程rx数字滤波器、电池指示灯和低电量检测器和4线spi接口,可用于免许可ism和srd 433mhz、512mhz、868mhz和920mhz等频段,还可通过设置工作于其他频率,例如413mhz至479mhz、452mhz至527mhz、826mhz至958mhz以及904mhz至1055mhz等频段,空中数据速率编程调节范围为0.1kbps至500kbps。
除了高达+16dbm的输出功率外,本方案还能确保具有超过145db的链路预算,可用于远距离通信链路,如wireless m-bus、6lowpan和ieee 802.15.4g网络连接,简化了iot应用的设计。用户无需本地网关,即可使远程传感器直接连接到云端。
方案主要特性包括:
- 超低功耗:睡眠模式600na,接收模式下为7ma,发射模式下为10ma @ +10dbm。
- rf链路预算超过145db。
- 高达+16dbm的输出功率。
- 频段:430至470mhz,860至940mhz。
- 调制方案:2(g)fsk、4(g)fsk、ook、ask。
- 片上dc/dc降压转换器和线性调节器。
- 完全集成的超低功耗rc振荡器。
- 基于“先听后说”系统的稳健csma/ca引擎。
- 灵活的嵌入式分组处理器。
- 适用于搭建面向全球监管标准的系统。
芯齐齐bom分析
作为一款高性能rf系统,本方案采用了109个rf元器件,电容器选择具有良好频率特性的一类瓷介电容器(np0),采用0欧姆电阻作为跳线,避免寄生干扰。
芯齐齐bom分析工具显示,核心器件s2-lp收发器工作温度范围-40°c至+105°c,采用4 x 4 x 1mm qfn-24l封装,可用于信道间隔低至1khz的系统,支持窄带运行。
se2435l可在2.0-4.8v范围工作,采用镀nipdau涂层的24引脚4 x 4mm四方扁平无铅(qfn)封装。
高频晶振nx1612sa是专为可穿戴和短距离无线通信应用开发的小巧型基频元件,标称频率50mhz,频差为+-10ppm,驱动电平小于10μw,典型负载电容为8pf。nx1612sa频率随温度的变化小于+-15ppm,外形尺1.6×1.2×0.3mm,满足无铅焊料回流焊工艺。


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