單片射頻收發(fā)芯片a7105的原理與應(yīng)用

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1、單片射頻收發(fā)芯片A7105的原理與應(yīng)用摘要:本文對短距離RF的主流幾種通信方式作了介紹，比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以及采用低價RF專有方案的優(yōu)點(diǎn)。同時基于無線發(fā)射芯片A7105(SH38L05)的RF短距離通信方案做了較為詳細(xì)的介紹。一:主流的三種RF方案及其優(yōu)缺點(diǎn)比較1）：藍(lán)牙方案（IEEE802.15）藍(lán)牙協(xié)議允許數(shù)據(jù)在1個主設(shè)備和最多7個從設(shè)備，最高傳輸速率為723kbit/s。不過，實(shí)際實(shí)際的速率會比這個數(shù)值小。高斯頻移鍵控（GFSK）調(diào)制模式，在2.4G頻段內(nèi)使用83個1Mbps的頻道。在送到載

2、波之前，GFSK在基帶信號上使用高斯過濾?？梢云交唠娖剑?1"）低電平（"0"）。與頻移鍵控（FSK）的直接方法相比，可以給傳輸信號提供一個較狹和"更干凈"的頻譜。藍(lán)牙設(shè)備有三種基本功率電平：1級（100米線視距）、2級（10米）和3級（2-3米）。目前常用的設(shè)備為2級。在藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)中的每一個設(shè)備都有一個獨(dú)一無二的48比特識別號碼。第一個識別設(shè)備（通常在2秒鐘內(nèi)）成為主設(shè)備，接著設(shè)定為在頻段中每秒使用1600次，所有網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備將與這個主設(shè)備鎖定并與其同步。主設(shè)備以偶時隙傳送，從設(shè)備以奇時隙響應(yīng)

3、。網(wǎng)絡(luò)中的從設(shè)備將被分配一個地址，并收聽屬于自己的時隙和地址信息。從設(shè)備也可以進(jìn)入低功耗的可能進(jìn)入功率"探測"，"保持"和"停止"模式。在探測模式中，設(shè)備僅僅在指定的探測時隙中靜聽，但是保持同步。在保持模式中，設(shè)備進(jìn)行收聽來確定自身是否需要激活。在停止模式中，設(shè)備放棄它的地址。雖然在保持和停止模式下可以延長電池壽命省電，但這也這意味著，設(shè)備失去同步，同時重新建鏈將需要等待時間，這將耗時幾秒鐘，如果用戶要求快速響應(yīng)，這無疑是一個缺點(diǎn)。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)包括一系列的應(yīng)用領(lǐng)域可供選擇。不過，所有藍(lán)牙的應(yīng)用，都必須得

4、到認(rèn)可，并符合藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，同時，所有用戶必須是藍(lán)牙特別的成員。由于來自藍(lán)牙專業(yè)組的商業(yè)壓力，大部分應(yīng)用領(lǐng)域都適用于移動電話上的媒體和文件的傳輸應(yīng)用。因此，應(yīng)用藍(lán)牙來開發(fā)一些較為簡單的應(yīng)用是價值不高并且沒有實(shí)用價值的。2）：ZigBee（IEEE802.15.4）ZigBee是最近推出的RF標(biāo)準(zhǔn)，為大量多節(jié)點(diǎn)、低功耗、低速率的無線監(jiān)控應(yīng)用而開發(fā)。本標(biāo)準(zhǔn)定義為IEEE802.15.4,也是可靠性很高的一種簡單數(shù)據(jù)協(xié)議。這包括通知每次傳輸?shù)膽?yīng)答機(jī)制以及其他技術(shù)以保持信息的可靠性。ZigBee無須藍(lán)牙的同步功

5、能，因此在一定程度上降低功耗。像藍(lán)牙那樣，ZigBee工作在ISM2.4GHz頻段（5MHz16頻道）內(nèi)。本標(biāo)準(zhǔn)也提供在歐洲868MHz（單頻道）和US915MHz(2MHz10頻道)頻段的版本。它保證250kbit/s的最高速率。3）：專有方案（A7105方案，與nRF方案類似）專有方案采用藍(lán)牙的信道模式。專有方案將2.400~2.483GHz之間頻帶分成166個500KHz帶寬的頻道，而藍(lán)牙分成83個頻道，ZigBee為16頻道相比（參見圖2），與藍(lán)牙與ZigBee相比，這使A7105專有方案在

6、遭遇從擁擠的頻段帶來的干擾的時候有更多可用頻率。干擾處理所有三種無線技術(shù)，即藍(lán)牙、ZigBee和專有方案，都有減少在相同頻段工作的RF設(shè)備干擾的機(jī)制。藍(lán)牙具有頻率跳躍擴(kuò)頻（FHSS）機(jī)制，能確保79個1MHz頻道均勻覆蓋以避免不斷的頻道干擾。ZigBee利用它的16個頻段對付窄帶干擾，因此當(dāng)如果有其他802.11b/g設(shè)備的存在時，就更容易受到干擾，這就可能需要等待其他設(shè)備終止發(fā)送。專有方案采納一種更靈活的混合做法。由于它的輸出功率適度，干擾不太可能發(fā)生。為了最低限度減少電流消耗和復(fù)雜性，專有方案不

7、采用擴(kuò)頻模式，碰到干擾，只是簡單地以單一頻率傳送，直至數(shù)據(jù)包到達(dá)為止。如果在發(fā)射的過程中需改變頻率，則只需簡單地通過SPI發(fā)送一個單字節(jié)命令即可。有了166個500KHz頻道，就可以避開其他設(shè)備應(yīng)用上的傳送頻率而重新分配頻率，即使在機(jī)場那樣的"熱點(diǎn)"，在幾分鐘乃至幾個小時內(nèi)，頻率的重新分配頻率也并不頻繁。至于無線鼠標(biāo)，鄰頻抑制的典型值是-6dBm。因此只要鼠標(biāo)（TX）到USB接收器（RX）的距離是從干擾源算起的一半，一般就不會產(chǎn)生干擾。這是因?yàn)楦鶕?jù)RF理論，6dB的衰減等同于雙倍的距離。專有方案與其

8、它兩種方案的比較首先，采用藍(lán)牙方案與ZigBee方案的缺點(diǎn)：第一，為了符合標(biāo)準(zhǔn)，您得達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這將使您付出高昂的NRE費(fèi)用，用來開始設(shè)計(jì)和測試兼容性。第二，由于它的特性，標(biāo)準(zhǔn)必須是"一個尺碼天下通用"的解決方法--在競爭日益激烈的全球化市場上，您的競爭者擁有與您一樣的技術(shù)，很難分辨您的產(chǎn)品的優(yōu)勢。最后，標(biāo)準(zhǔn)提供的設(shè)計(jì)靈活性很?。焕缭谠谀腞F產(chǎn)品上進(jìn)行降低功耗的工作將會受到限制。專有方案的優(yōu)點(diǎn)：成本低,在要求一種產(chǎn)品需要電池壽命長和通信可靠以及實(shí)現(xiàn)低占空比方面，nR