ערכות שבבים לבניית התקני Spread Spectrum. נתוני התייחסות

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ערכות שבבים לבניית התקני Spread Spectrum. נתוני התייחסות

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חומרי עזר

מערכות העברת נתונים בפס רחב, או Spread Spectrum, המיוצרות על ידי חברות זרות שונות נבדלות זו מזו בעיקר בשיטה ובמהירות העברת הנתונים, סוג האפנון, טווח השידור, יכולות השירות וכדומה. המחבר סוקר ערכות שבבים עבור Spread Spectrum בהתאם ליישום שלהן.

השתמשו בקיצורים

ASK - אפנון משרעת הדופק

BPSK - אפנון פאזה

CDMA - גישה מרובה לחלוקת קוד

DPSK - Differential Pulse Phase Modulation

DSP - מעבד אותות דיגיטלי

DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - אותות פס רחב המתקבלים בשיטת הרצף הישיר

FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) - שיטת קפיצות התדר (בספרות המקצועית המקומית היא נקראת לפעמים FRFC - כוונון פסאודו אקראי של תדר ההפעלה)

FSK (Frequency Shift Keying) - מפתוח העברת תדר

GMSK - אפנון תדר גאוסי

MBOK - אפנון דו-אורתוגונלי M-ary

QPSK - אפנון פאזה נבוע

RSSI (Received Signal Strength Indication) - חיווי רמת האות המתקבל

SOIC,TQFP - סוגי חבילות להרכבה על פני השטח

יותר מ-20 חברות עוסקות בפיתוח וייצור של ערכות שבבים (Chipset) עבור התקני Spread Spectrum.

טווח היישום של ערכות שבבים הוא די רחב. בהתאם לכך, ניתן לחלק את מכשירי Spread Spectrum לשלוש קטגוריות:

• מודמי רדיו לבניית רשתות מקומיות אלחוטיות;

• רדיו טלפונים משרדיים (צינורות רדיו);

• מכשירים שונים במהירות נמוכה לטלמטריה, אזעקות פריצה וכו'.

יש להוסיף מערכות חלוקת קוד CDMA ומערכות מיקום גלובליות GPS לסיווג זה, אך ההתחשבות בבסיס האלמנטים שלהן היא מעבר להיקף סקירה זו.

כאשר הם מתארים את קבוצות המיקרו-מעגלים המשמשים, המחברים אינם מתיימרים להיות סקירה מלאה, שכן יצרני הציוד הסופי, מסיבות ברורות, אינם מפרסמים את הרכיבים המשמשים במכשיריהם. המידע של חלק מיצרני המיקרו-שבבים קשה לגישה גם עכשיו, בעידן האינטרנט.

ערכות שבבים לבניית מודמי רדיו

בואו נתחיל את הסקירה עם שבב STEL-2000A, שפותח על ידי Stanford Telecom וכעת מורשה על ידי Zilog תחת השם המסחרי Z87200. השבב הוא משדר בספקטרום מפוזר הניתן לתכנות באמצעות רצפים ישירים. ה-Z87200 תומך באורכי קוד דמוי רעש בין 2 ל-64 שבבים לביט על פני מגוון רחב של קצבי נתונים ופרמטרים של ספקטרום מפוזר. מהירות מקלט המשדר המרבית היא 2 Mbps.

ה-Z87200 זמין בשתי גרסאות (25 מגה-הרץ ו-40 מגה-הרץ) ומבצע את כל העיבודים הדיגיטליים הנדרשים כדי לקודד ולהפיץ נתונים משודרים ולקבלתם ולפענוחם. מקלט משדר זה משתמש במודולציות BPSK ו-QPSK המקודדות בצורה דיפרנציאלית כאפנון, בנוסף, קטע המקלט יכול לעבוד עם פי / 4 QPSK המקודד דיפרנציאלי.

ה-Z87200 משמש בחלק מהמודמים של Aironet Wireless Communications. בנוסף, זילוג שיתפה פעולה עם Utilicom Inc., המייצרת קטעי RF התואמים ל-Z87200. עלות ה-Z87200 ברוסיה היא כ-$25.

ערכת הטכנולוגיה FHSS מוצעת על ידי Mitel. תחילת הפיתוח של אידיאולוגיית הערכה והדגימות הראשונות שלה שייכות להישגים של GEC Plessey Semiconductors, שנרכשה לאחר מכן על ידי Mitel. מיטל ביצעה פיתוח נוסף של הפרויקט באופן עצמאי. סט השבבים החדש מורכב משלושה מכשירים:

• WL102B - בקר דמוי רעש;

• WL600C - שבב RF;

• WL800 - סינתיסייזר תדרים.

שבבים אלו שייכים לדור השלישי של משפחת DE6000 של GEC Plessey Semiconductors ונקראים ביחד DE6038. הסט כולו זמין כרגע בפחות מ-$25. (עבור 1000 חתיכות).

בואו נסתכל מקרוב על ערכה זו.

WL102B - CMOS מיקרו-בקר ShPS עם ארכיטקטורת 8051 פנימית וזיכרון פלאש חיצוני, המבצע את כל ההליך של המרת סמלי מידע של ממשק PCMCIA לאות קפיצת תדר. מהירות המידע המרבית היא 2 Mbit/s.

WL600C הוא מקלט RF RF 2,4-2,5 GHz הפועל ב-2,7-3,6 V. הוא כולל מגבר בעל רעש נמוך, מיקסר עם סינון רכיבים ספקטרליים לא רצויים, מגבר מגביל IF, מפזר נצב, הספק מגבר עם מעגל בקרה, מעגל RSSI במקלט. נעשה שימוש באפנון FSK בשתי רמות.

WL800 הוא סינתיסייזר בעל הספק נמוך הפועל ב-2,7-3,6 וולט עם תדר מקסימלי של 2,5 גיגה-הרץ וניתן לתכנות באמצעות אפיק 3-חוטים קלאסי. התכונות כוללות מעגל דיכוי אפנון מזויף מובנה.

ערכת Spread Spectrum מהירה יותר עם השם המסחרי PRISMTM מוצעת על ידי Harris Semiconductor. הערכה מורכבת ממעבד פס רחב HFA3860, מאפנן-מפה-מרובע HFA3724, סינתיסייזר כפול תדרים HFA3524, יחידת מיקסר מקלט ומשדר HFA3624, מגבר HFA3424 בעל רעש נמוך, ומגבר אנטנה סופי עם מתג HFA3925 סופי. מַשׁדֵר. הערכה מעניינת מכיוון שהריס סמיקונדקטור מציעה את שני חלקי הפרויקט – גם את המעבד וגם את תדר הרדיו. אגב, החברה מייצרת מגוון מיקרו-מעגלים בתדר רדיו, המאפשרים לבחור את הפתרונות האופטימליים ביותר בהתאם ליישום שלהם.

מעבד הפס הרחב התומך HFA3860 DSSS מכיל את כל התכונות הנדרשות לפעולה מלאה וחצי דופלקס במהירות 11 Mbps. מעבד ה-NPS כולל שני ADCs /הרחבת קיצור/ עבור כניסות I- ו-Q אנלוגיות. סוג האפנון המשמש הוא BPSK ו-QPSK דיפרנציאלי, כמו גם MBOK. תכונה מיוחדת של המעבד היא הפונקציה של ניטור רמת אות הכניסה (באמצעות מעגל RSSI), המאפשר לך לקבוע בצורה מדויקת יותר את נוכחותו של אות שימושי, למנוע התנגשויות ובכך לשפר את ביצועי הרשת כולה.

המעבד זמין באריזת TQFP בעלת 48 פינים ומסוגל לפעול בטווח טמפרטורות שבין -45 ל-+850 C.

המיקרו-מעגלים הנותרים של הסט בנויים בצורה קלאסית ואינם זקוקים לתיאור מפורט.

ערכות לבניית רדיו טלפונים משרדיים

Zilog מציעה שני מעגלים מיקרו לרדיוטלפון Spread Spectrum: Z87000 - בקר, Z87010 - מקודד/מפענח שמע. ה-Z87000 הוא מקלט משדר/בקר מסוג Hopping תדר שתוכנן במיוחד עבור טלפונים אלחוטיים של 900 מגה-הרץ. ה-Z87000 מכיל מעבד אותות דיגיטלי של 16 סיביות (DSP) ובקר לשליטה בקטע ה-RF. מקלט משדר זה משתמש במצבי קבלה-שידור של FSK וחלוקת זמן.

המשדר מיוצר בשתי גרסאות, המיועדות לשימוש בטווח הטמפרטורות שבין -20 ל- +700C:

• Z87000 - עם מתח אספקה 5 V;

• Z87L00 - עם מתח אספקה של 3V.

ה-Z87010 הוא DSP של 16 סיביות שנועד לקודד קול לאות דיגיטלי ולאחר מכן להעביר אותו למעבד Z87000, כמו גם להפוך את ההמרה של האות הדיגיטלי המגיע מה-Z87000.

רדיו טלפון מוגמר, גם מכשיר לביש וגם תחנת בסיס, צריך להיות מורכב משלושה חלקים: Z87000 ו-Z87010 שכבר תוארו לעיל וקטע 900 מגה-הרץ RF. האחרון הופיע כתוצאה משיתוף פעולה הדוק בין Zilog ו-Analog Devices בצורה של משדר AD6190 עם שבב יחיד. הוא מכיל את כל הרכיבים הדרושים, כלומר:

- מגבר רעש נמוך;

- מערבל מקלט;

- מערבל משדר;

- משדר קדם מגבר כוח;

- VCO;

- מחלק תדרים;

- מגבר מגביל עם מעגל RSSI;

- ווסת מתח.

מקלט המשדר AD6190 תוכנן במיוחד להתממשק עם ערכת Zilog, אך יכול לפעול גם באופן עצמאי כחלק RF של טלפון אלחוטי או רדיו Spread Spectrum.

ערכה דומה לבניית טלפון אלחוטי בפס 900 מגה-הרץ הוצעה בשנת 1998 על ידי AMD. בהתחשב בדרישות הלקוחות של הציוד הסופי, AMD פיתחה ערכה עם ערכת שבבים מינימלית, בעלת גמישות עיצובית רבה. הערכה מורכבת ממקלט משדר DSSS Am79C440 עם ספקטרום רחב ומשדר Am79RF440 RF.

הבקר Am79C440 הוא מיקרו-מעגל היי-טק התומך בפרוטוקול הטלפון ומבצע עיצוב נתונים, עיבוד קול ובקרת מקלט RF. הליבה שלו היא מיקרו-בקר של 8 סיביות התואם למשפחת 8051. בנוסף, לבקר יש מספר פונקציות שירות שהפכו מוכרות למדי לציוד המודרני: חיווי סוללה חלשה, אפשרות לעבור למצבי צריכת חשמל נמוכה ועוד. .

Am79RF440 משלב את כל הפונקציות הדרושות לקליטת והעברת אותות בטווח 902-928 מגה-הרץ, תוך שימוש ב-GMSK - אפנון תדר גאוסי - כאפנון.

ייצור סדרתי של הערכה תוכנן לאוגוסט 1998. העלות של Am79C440 ו-Am79RF440 (עבור 100 אלף חתיכות) היא 5,95 ו-3,95 דולר. בהתאמה.

מכשירים במהירות נמוכה לטלמטריה, אזעקות פריצה

Micron Communications, Inc. מציעה את השבב MSEM256X105G המיועד למערכות גישה מרחוק. השבב נמצא באריזת SOIC של 20 פינים והוא מקלט משדר שלם המבוסס על טכנולוגיית DSSS.

עיקרון פעולתו מעניין: אות המשדר נפלט בתדר של 2,44175 גיגה-הרץ (משמשת אפנון משרעת הדופק - ASK), וכניסת המקלט מקבלת אות בתדר נושא שני של 596,1 קילו-הרץ, המאופנן על ידי פאזה דופק דיפרנציאלית. אפנון (DPSK). אורך הקוד ללא שינוי והוא 31 שבבים. עם מתח אספקה של 3 או 5 וולט, צריכת הזרם הממוצעת היא רק 5 mA. הטווח של מקלט משדר כזה קטן - 15 רגל, רגישות המכשיר המקבל היא 17 dBm, והספק המשדר לא מצוין. מהירות המידע המקסימלית היא 189,3 kbit/s.

המכשיר תוכנן במיוחד לזיהוי עצמים נעים, למשל, כאשר רכב כלשהו עובר במחסום. יחד עם המיקרו-מעגל, היצרן מציע תחנת בסיס, מיקרואנטנה, וכן פרוטוקול אינטראקציה פיזית משלו - MicroStamp EngineTM, ומבטיח לפחות 4 מיליארד יחידות משתמש של מערכת נפרדת.

שיטה נוספת של ספקטרום מבוזר - Frequency Hopping - היא הבסיס למיקרו-מעגל של חברת Gran Jansen AS הנורבגית. שבב GJRF400 הוא גם מקלט משדר שלם שמבצע את כל העיבוד הדיגיטלי של סמלי נתונים, הממיר אותם לאות דמוי רעש ולאחר מכן לאות RF בטווח של 300-500 מגה-הרץ. סוג האפנון בו נעשה שימוש הוא FSK.

למיקרו-מעגל הספק מוצא של משדר של 5 mW, רגישות מקלט של 110 dBm, מהירות מידע מרבית של 19 bps, ועם מתח אספקה של 200 V, צריכת הזרם היא כ-3 mA. הוא מיוצר באריזת TQFP בעלת 40 פינים ויכול לפעול בטווח הטמפרטורות שבין -44 ל-+40C. ה-GJRF850 עולה כ-$400. (עבור 13 חתיכות).

המיקרו-מעגל ישים ברשתות מקומיות אלחוטיות, התקני גישה מרחוק, מערכות אזעקה ואבטחה.

מסקנה

בנוסף לאמור לעיל, שבבים לטכנולוגיית Spread Spectrum מיוצרים על ידי החברות הבאות: Alfa Inc., The American Microsystems Inc., Atmel, Axxon, Cylink, Diablo Research Corporation, Digital Ocean, FreeWave Technologies, Intellon, Motorola, OKI Semiconductor , Proxim, Pulse Engineering, Rockwell WCD, Lucent Technologies, Texas Instruments, Mitsubishi, Samsung, Sony ואחרות.

מבין החברות המייצרות מיקרו-מעגלים עבור חלק תדרי הרדיו, המפורסמות ביותר הן Hewlett Packard, Motorola, Philips, RF Micro Devices, TriQuint Semiconductor ואחרות.

יש לציין שהמגמה של יצרני מעגלים מסוג זה היא לאינטגרציה רבה יותר של רכיבים מרוכבים על שבב בודד. עם זאת, הטכנולוגיה המודרנית עד כה מאפשרת לשלב רק את המערכות הפשוטות ביותר עם סט מוגבל של פונקציות, מהירות נמוכה וכו' בשבב בודד. העניין מסובך בשל העובדה שהרכיבים ההרמוניים של האות המתרחשים במהלך עיבוד דיגיטלי לרוב אינם מסתדרים היטב עם החלק בתדר הרדיו, שגם לו יש מספיק בעיות עם דרישות תדר הספקטרום של היום. אבל עדיין, בעתיד הקרוב, אנחנו צריכים לצפות להופעה של לא סטים של שבבים, אלא מיקרו-מעגלים בודדים המבצעים את הפונקציות המתוארות במהירויות הנדרשות על פי הסטנדרטים המודרניים.

ספרות

Sudovtsev V.A., Sudovtsev A.V. טרמינולוגיה של טלקומוניקציה. - מ.: רדיו ותקשורת, 1994.
משדרים של Feher K. FQPSK מכפילים את היעילות הספקטרלית של מערכות אלחוטיות וטלמטריה. שימוש במיקרוגל ואלחוטי. יוני 1998
Sklar B. הגדרה, עיצוב והערכה של מערכת תקשורת דיגיטלית // מגזין תקשורת IEEE. נובמבר 1993. ר' 92-101.
Wireless Databook, Zilog, Q4/96, DB96WRL0101.

מחבר: מליגין איבן ולדימירוביץ'; פרסום: library.espec.ws

ראה מאמרים אחרים סעיף חומרי עזר.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מסכי מגע יהיו זולים יותר 15.03.2013

Fujifilm מפתחת טכנולוגיה כדי להפוך את מסכי המגע למחשבים ניידים ולמכשירים ניידים לזולים יותר, לפי בלומברג. במקום תחמוצת פח אינדיום יקרה (ITO), המשמשת במסכי מגע קיבוליים מודרניים ליצירת שכבת התנגדות, פוג'יפילם מציע להשתמש בהליד כסף זול יותר.

נציגי החברה, לעומת זאת, לא ציינו מתי ניתן יהיה להשיק את ייצור המסכים על בסיס החומר החדש וכמה זולים יותר יעלו לוחות מגע כאלה.

בנוסף ל-Fujifilm, משתתפות בפרויקט יצרנית המוליכים למחצה Atmel וחברת רכיבי התצוגה Uni-Pixel. Uni-Pixel מתכוונת להשתמש בנחושת עבור חיישני מגע, מה שמצביע על כך שניתן להשתמש בחומר זה גם בצגים גמישים.

הליד כסף הוא אחד המרכיבים של תחליב צילום. שכבת האמולסיה מעניקה לסרט הצילום את היכולת להגיב לאור. Fujifilm היא אחת מהיצרניות הגדולות בעולם של חומרי צילום.

עוד חדשות מעניינות:

▪ הערכה מחדש של זמן מסך

▪ דם מיידי

▪ ביודיזל מעצמות עוף

▪ קצף במקום מרכך

▪ כלבים חשים בפיזיקה לא נכונה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ מדור טלפוניה באתר. מבחר מאמרים

▪ מאמר לא ניתן לנו לחזות כיצד תגיב המילה שלנו. ביטוי עממי

▪ מאמר מדוע תרנגולים מחקים לפעמים גשם? תשובה מפורטת

▪ מאמר ראש מחלקת הפקת פרסום. תיאור משרה

▪ מאמר מתרס לחיקוי של סיסם. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר Sim-Reader v.3. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר