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1、 短距離高可靠無線數(shù)據(jù)通訊裝置1.前言目前,0100米內(nèi)的短距離無線通訊裝置的應(yīng)用非常廣泛,例如汽車遙控門匙、無線抄表、ID卡、計算機無線數(shù)據(jù)通訊等。世界各大芯片制造商如TI、MOTOROLA、DIGITAL-WIRELESS等公司,根據(jù)需求,研制開發(fā)出了各種新式射頻芯片,使短距離無線數(shù)據(jù)通訊裝置的設(shè)計開發(fā)趨于更加容易、方便、周期短、成本低。本文通過對常用調(diào)制模式誤碼率的計算和比較,選擇了OOK模式,并用RFM公司先進的ASH(Amplifer-SequencedHybrid)式接收器1,1.前言 目前,0100
2、米內(nèi)的短距離無線通訊裝置的應(yīng)用非常廣泛,例如汽車遙控門匙、無線抄表、ID卡、計算機無線數(shù)據(jù)通訊等。世界各大芯片制造商如TI、 MOTOROLA、DIGITAL-WIRELESS等公司,根據(jù)需求,研制開發(fā)出了各種新式射頻芯片,使短距離無線數(shù)據(jù)通訊裝置的設(shè)計開發(fā)趨于更加容易、方便、周期短、成本低。 本文通過對常用調(diào)制模式誤碼率的計算和比較,選擇了OOK模式,并用RFM公司先進的ASH(Amplifer-Sequenced Hybrid)式接收器1,研制了一套短距離高可靠無線數(shù)據(jù)通訊裝置,給出了測試和應(yīng)用結(jié)果。2.FSK、ASK、OOK三種調(diào)制模式誤碼率的計算
3、160; 無線通訊常用的調(diào)制模式有FSK(Frequency-Shift-Key)、ASK(Amplitude-Shift-Key)、OOK(On-Off-Key)2等,評價調(diào)制模式的重要指標是誤碼率。三種模式的誤碼率理論計算公式如下: 從圖可得如下結(jié)論:三種模式中FSK模式抗干擾能力雖最強,但當信噪比大于15dB后,三種模式的誤碼率基本相同??紤]到實際應(yīng)用中信噪比大的環(huán)境特點,且由于三種模式中OOK模式具有低成本、易開發(fā)、最省電等特點,本文選取OOK模式作為短距離無線數(shù)據(jù)通訊調(diào)制模式。3.ASH接收器
4、0; 在設(shè)計短距離無線通訊裝置時,必須遵守無線電管理委員會的各項規(guī)定。為免除無線信道申請,只有在發(fā)射功率受限條件下,增加通訊之間距離,RFM公司提供了一種分時放大ASH式接收器1, 可滿足這一要求,其原理圖見圖2。 由圖2可見,ASH式接收器由脈沖發(fā)生器、SAW帶通濾波器、兩級射頻放大器3、SAW延遲線等組成。脈沖發(fā)生器控制兩級射頻放大器,使它們分時工作。當接收的信號經(jīng)過帶通濾波器后,脈沖發(fā)生器打開第一級放大器并關(guān)閉第二級放大器,使信號放大后送入延遲線;當信號通過延遲線后,脈沖發(fā)生器打開第二級放大器并關(guān)閉第一級放大器,使信號再次放大后輸出。
5、60; 同利用分頻放大原理的Superheterodyne式接收器2相比較,ASH式接收器有以下特點:1)體積小,僅為10.2×7.06× 2.03mm;2)耗電量小,可使用電池供電,便于設(shè)計手持裝置4;3)不使用高穩(wěn)定的振蕩器,完全消除了本地振蕩器的輻射;4) 完全消除了混頻器噪聲;5)外圍電路設(shè)計簡單、便于開發(fā);6)支持高速數(shù)據(jù)通訊,波特率達100kb/s;7)成本低。4.設(shè)計實例 根據(jù)上述計算和分析,本文選用RFM公司的無線收發(fā)器ASH式TR3001芯片5和OOK模式設(shè)計了一個短距離無線數(shù)據(jù)通訊裝置。圖3為裝置原理框圖,其中TR3001主要完成無線收發(fā)接口,MAX202完成標準RS232接口轉(zhuǎn)換, 80C51CPU主要完成DC平衡編碼與解碼、無線數(shù)據(jù)收發(fā)控制、串行通訊等任務(wù)。圖4為TR3001芯片應(yīng)用電路圖。本裝置主要性能指標如下:1)體積小,85×50×5mm;2)支持半雙工,波特率為9.6kb/s的串行數(shù)據(jù)通訊;3)最大通訊距離為20米;4)使用315M頻點。由于發(fā)射功率低,不需要向無線電管理委員會申請執(zhí)照。5.結(jié)果 使用5211型誤碼儀在戶外空地5至25米距離對本
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