Весь діапазон радіочастот від одиниць кілогерц до сотень гігагерц нині поділений на піддіапазони, призначені для радіомовлення, телебачення, службової та аматорського радіозв’язку і т. Д.

Правилами Міжнародної комісії з електрозв’язку для дистанційного керування моделями відведені ділянки радіодіапазону 13,56; 27,12; 28,0-28,2; 35,01- 35,91; 40,68; 53,1-53,5; 72,08-75,64; 144-146; 420-435 і 464-465 МГц.

Для обміну даними між комп’ютерами і підключення їх до комп’ютерних мереж, об’єднання таких мереж при організації доступу в Інтернет, організації систем управління технологічними процесами радіоустаткування передачі даних повинне працювати в діапазонах частот 146-174; 390-500; 902-928; 2300-2400; 2400- 2500: 5150-5350; 5470-5725; 5725-5850 МГц.

У зв’язку з бурхливим розвитком інформаційних технологій питання про розширення можливості обміну даними в радіохвильове діапазоні придбав пріоритетне значення. Цей діапазон використовують для прийому / передачі даних з часів зародження радіоелектроніки. Потреба забезпечення високих швидкостей обміну інформацією при високому помехозащищенности каналу зв’язку визначили вибір частотного діапазону технічного втілення пристроїв подібного призначення.

Передачі / одержання повідомлень по радіоканалу використовують в бездротових дистанційних системах управління та регулювання, наприклад, в комп’ютерних технологіях – клавіатура, миша, графічні планшети, бездротові навушники / мікрофони, пристрої типу «Hand Free», мережеві технології, пристрої охоронної сигналізації, системи радіоуправління і контролю, радіочастотної ідентифікації та реєстрації об’єктів, системи збору телеметричної інформації, іграшки і т. д. Для бездротових систем передачі даних використовують компоненти стандартів GSM / GPRS, GPS, Bluetooth, WiFi, Zigbee та ін.

Вже в даний час для будь-якого комп’ютеризованого приміщення характерна насиченість його технічними засобами радіообміну, що зумовлює специфічні вимоги до таких пристроїв. Це мінімальна випромінювана в ефір енергія (дотримання санітарних норм і мінімізація витоку даних) і перешкодозахищеність при одночасній роботі декількох пристроїв на близьких частотах. Гранично допустиме значення щільності потоку енергії електромагнітного поля на робочих місцях при використанні таких пристроїв в діапазоні частот вище 300 МГц не повинна перевищувати 10 мкВт / см2 [43.1].

Примітка.

Обмін інформацією по радіоканалу може здійснюватися як по повітряній / безповітряному середовищі, у тому числі крізь струмонепровідних стіни і перекриття, як правило, на відстань не більше 10-20, рідше 50-1 00 м, або, якщо в якості провідника високочастотного сигналу використовують низькочастотні силові ланцюга або лінії передачі даних, в межах десятків – сотень метрів.

Мікросхеми для бездротових приемопередающих систем випускають фірми Analog Device, Atmel, Coronis Systems, Fujitsu, Gran-} ansen AS, Honeywell Infineon Technologies AG, Inova, Maxim, Microchip, NEC Electronics, Radiocrafts, RF Monolithics Inc., STMicroelectronics, SunRay, Telecontrolli, Texas Instruments, Wavecom, Xemics та ін. [43.2-43.8]. До складу цих мікросхем зазвичай входить приймач (трансивер), керований мікроконтролером.

Зокрема, мікросхеми трансиверів ADF7022 і ADF7023 (фірма Analog Device) призначені для передачі даних на невеликі відстані (вихідна потужність -20-12 дБм) для систем промислового контролю і вимірювань, в бездротових мережах і телеметричних системах, в системах охорони та медичних пристроях [43.3].

Мікросхема ADF7022 (рис. 43.1) являє собою FSK / GFSK- трансивер для роботи на частотах 968,25, 868,95, а також 869,85 МГц в що не вимагає ліцензування діапазоні ISM; ADF7023 працює в діапазонах 433, 868 і 915 МГц. Напруга живлення мікросхем 1,8-3,6 В, швидкість передачі інформації до 250 кбіт! С при модуляції 2FSK / GFSK / ООК. Мікросхеми виконані в корпусах 32-LFCSP (5×5 мм) і здатні працювати в діапазоні температур -40- + 85 ° С [43.2, 43.3].

Мікросхема ADF7022 споживає струм 11,9-12,8 мА в режимі прийому;

24,1 мА в режимі передачі (вихідна потужність 10 дБм); 0,75 мкА в режимі пробудження від RC-генератора, 1,25 мкА в режимі пробудження від кварцового резонатора (32 кГц) і середній струм в режимі зниженого енергоспоживання 65 мкА (при скануванні протягом 2 мс з періодом 0,5 с). Чутливість приймача (10 ~3 BER) становить 108,5 дБм при прийомі сигналів FSK 38,4 кбіт / с з девіацією частоти 20 кГц. Програмований рівень потужності вихідного сигналу – до 13,5 дБм [43.2].

Мікросхема ADF7023 – приймач сигналів 2FSK / GFSK / OOK / MSK / GMSK з високим ступенем інтеграції і дуже малим енергоспоживанням, призначена для роботи в діапазонах частот 862-928 і 431-464 МГц, включаючи міжнародні, які не потребують ліцензування діапазони ISM на частотах 433, 868 і 915 МГц. Трансивер підтримує швидкість передачі даних від 1 до 300 кбіт / с.

ВЧ синтезатор приемопередатчика (рис. 43.1,43.2) містить генератор, керований напругою, і малошумящих схему фазового автопідстроювання частоти з дробовим коефіцієнтом ділення, комбінація яких дає дозвіл установки частоти вихідного каналу 396,7 Гц. Потужність вихідного сигналу передавача програмується в діапазоні від -20 до +13,5 дБм з підтримкою автоматичної зміни потужності в підсилювачі за лінійним законом.

Приймач має виняткову лінійністю, забезпечуючи рівні ΙΡ3 і ΙΡ2, рівні -12,2 і -11,5 і 18,5 і 27,0 дБм при максимальному і мінімальному коефіцієнтах посилення, відповідно. Рівень блокування перешкодою в приймальнику підтримується рівним 66 дБ при відбудові ± 2 МГц і 74 дБ при відбудові ± 10 МГц [43.2].

Мікросхема ADF7025 – трансивер на частотні діапазони 431-464; 862-870 і 902-928 МГц, призначений для передачі даних зі швидкістю від 9,6 до 384 кбіт / с при модуляції FSK. Напруга живлення 2,3-

3,6 В, програмований рівень вихідної потужності від -16 до +13 дБм (63 ступені). Чутливість приймача -104,2 дБм при 38,4 кбіт / с; -100,0 ДБм при 178,8 кбіт / с; -95,8 ДБм при 384 кбіт / с. Споживаний при прийомі струм 19 мА, на передачу 28 мА (10 дБм) [43.2].

Мікросхеми для бездротового зв’язку фірми Telecontrolli (табл. 43.1) побудовані на основі товстоплівкових гібридних збірок [43.4,43.6].

Основні характеристики мікросхем для бездротового зв’язку фірми Telecontrolli Таблиця 43.1

Пристрій

Напря

ються

літанія,

В

Робочі частоти, МГц

Струм

споживання в активному режимі, мА

Чутливість / вихідна потужність, дБм

RRQ2-XXX Супергетеродинний приймач з синтезатором частотою кварцовим генератором

4,5—5

315; 433,92; 868,35

Близько 6

-100

RRS3-XXX Супергетеродинний приймач

4,5—5

315; 418; 433,92

5

-106

RR3-XXXСверхрегенератівний приймач

4,5—5

200-450 або на стандартні частоти: 315; 418; 433,92

2,5

-105

RT6-XXX

Радіопередавальний модуль з фільтром на ПАР

2,7—12

315; 418; 433,92

3—7

7—12

RTQ1-XXX

Радіопередавальний модуль з кварцовим генератором і синтезатором частоти

2,2—4

315; 433,92; 868,35

7

1-5 (залежно від частоти)

XXX – частота.

Рис. 43.1. Функціональна схема мікросхем ADF7022 і ADF7023

Рис. 43.2. Типова схема включення мікросхеми ADF7023

Основні характеристики ВЧ-модулів фірми Radiocrafts Таблиця 43.2

Сімейство модулів

Тип

Частота, МГц

Макс, вихідна потужність,

дБмВт

Чутливість приймача, дБм

Кількість

каналів

Макс, швидкість передачі в ефірі, кбіт / с

Примітка

Найпростіші з найменшим енергопотре- Блено

RC1040

433,05—434,79

9

-95

5

19,2

Протокол RC232 ™

RC1081

868—870

3

-106

17

19,2

RC1090

902—928

-1

-95

9

19,2

Вузькосмугові з збільшенні дальністю зв’язку до 2-4 км

RC1210

418,72—419,45

8

-112

30

4,8

Протокол RC232 ™

RC1230

426,025 —429,925

10

-115

71

2,4

Протокол RC232 ™

RC1240

433,05—434,79

8

-115

69

4,8

Протокол RC232 ™

RC1250

424,7—447,99

10

-117

80

2,4

Протокол RC232 ™

RC1280

868—870

3

-110

80

4,8

Протокол RC232 ™

RC1280HR

868—870

500

-115

3/10

4,8

Збірка: RC1280 + підсилювач потужності

RC1290

902—928

2

-110…-106

90

19,2

-110 ДБм при 4,8 кбіт / с -106 дБм при 19,2 кбіт / с

Модулі для побудови Mesh-ceieiA

RCI380-

S-LP

869,40—869,65

10

-110

5

4,8

Ведене пристрій [slave) малопотужне

RC1380-

S-HP

17

-110

5

4,8

Ведене пристрій підвищеної потужності

RC1380-

М-НР

17

-110

5

4,8

Майстер мережі

Модулі для високо- швидкісної передачі даних

RC2000

2400—2483

-3

-101…-91

83

1024

FSK, -87 дБм (при 1 Мбіт / с)

RC2100

0

-94

250

DSSS

Апаратна платформа для ZigBee

RC2200

2400—2483

0

-94

16, по IEEE 802.15.4 (Silicon MAC на СС2420)

250

128 кб Flash

RC2202

250

32 кб Flash

RC2204

250

64 кб Flash

Готовий модуль зі стеком ZigBee

RC2200AT-

SPPIO

2400—2483

0

-94

16, по IEEE 802.15.4

250

З профілем «Serial Port Profile and I / O mapping» (SPPIO)

Апаратна платформа для ZigBee

RC2300

2400—2483

0

-94

16, по IEEE 802.15 4

250

П8кб Flash

RC2301

128 кб Flash, визначення координат в мережі

RC2302

32 кб Flash

RC2304

64 кб Flash

Однокристальний WiMAX трансивер МАХ2837 (фірма Maxim) для діапазону 2,3-2,7 ГГц виконаний за схемою прямого перетворення з нульовою ПЧ і містить тракт приймача, тракт передавача, генератор, керований напругою, синтезатор частоти, кварцовий генератор і інтерфейс управління [43.7]. Мікросхема виконана в 48-вивідному корпусі Thin QFN (6x6x0,8 мм).

Компанія Radiocrafts AS (Норвегія) виробляє готові радіочастотні модулі для роботи в частотних діапазонах 315; 433; 429; 868; 915 і 2450 МГц в неліцензованому ISM (Industrial Scientific Medical) діапазоні, табл. 43.2 [43.7].

Шустов М. А., Схемотехніка. 500 пристроїв на аналогових мікросхемах. – СПб .: Наука і Техніка, 2013. -352 с.