CC BY
64Компоненты и технологии, № 8'2004
Однокристальные радиотрансиверы CHIPCON
Однокристальные радиотрансиверы с ограниченной выходной мощностью для передачи данных на короткие расстояния получают самое широкое распространение в системах промышленного контроля и слежения, системах безопасности, голосового ввода данных и многих других областях. Одним из ведущих производителей радиотрансиверов в диапазонах до 1 и 2,4 ГГц является норвежская компания созданная
в 1996 году. Продукция CHIPCON отличается высокой степенью интеграции, малым энергопотреблением, гибкостью и невысокой ценой.
Компоненты
Юлия Роговая,
Михаил Родионов
michael@electrosnab.ru
Трансиверы СС400 и СС900 благодаря применению в них технологии FHSS (метод частотных скачков, который в отечественной специальной литературе иногда называется ППРЧ — псевдослучайная перестройка рабочей частоты) и других аппаратных функций, способствующих повышению защиты передаваемых данных, могут быть использованы в системах беспроводной сигнализации и системах безопасности. Эти трансиверы предназначены для работы в диапазонах частоты 300-500 МГц (СС4000) и 800-1000 МГц (СС900). На одном кристалле интегрированы все основные компоненты радиотрансивера: передатчик, приемник, генератор напряжения и управляющий интерфейс. Для создания законченной радиосистемы необходим минимум пассивных компонентов. Благодаря большой выходной мощности и высокой чувствительности приемника обеспечивается качественная связь на расстоянии до 500 м при выходной мощности 4 дБм (CC900), и до 2000 м при 10 дБм выходной мощности (CC400). Рабочие частоты трансиверов, выходная мощность и другие параметры сигнала задаются с управляющего контроллера по трехпроводному интерфейсу. Низкое потребление тока в режиме standby и встроенные режимы пониженного энергопотребления увеличивают продолжительность срока службы батарей.
Таблица
Наименование Тип продукта Программируемая частота Скорость передачи Модуляция Корпус
CC400 Transceiver 300-500 МГц 9,6 кбит/с FSK SSOP-28
CC900 Transceiver 800-1000 МГц 9,6 кбит/с FSK SSOP-28
CC1000 Transceiver 300-1000 МГц 76,8 кбит/с FSK/ASK TSSOP-28
CC1050 Transmitter 300-1000 МГц 76,8 кбит/с FSK/ASK TSSOP-24
CC1010 Transceiver 300-1000 МГц 76,8 кбит/с FSK/ASK TQFP-64
CC1020 Transceiver 402-470/804-940 МГц 153,6 кбит/с FSK/ASK/GFSK QFN-32
CC1070 Transmitter 402-470/804-940 МГц 153,6 кбит/с FSK/GFSK/ASK/00K QFN-20
CC1021 Transceiver 402-470/804-940 МГц 153,6 кбит/с FSK/GFSK/ASK/00K QFN-32
CC2400 Transceiver 2400-2483 МГц 1,0 Мбит/с GFSK/FSK QLP-48
CC2420 Transceiver 2400-2483,5 МГц 250 кбит/с GFSK/FSK QLP-48
146
Трансивер СС1020 и трансмиттер СС1070 по своим характеристикам отвечают всем самым строгим стандартам для многоканальных узкополосных приложений, способных работать в диапазонах 402-470 МГц и 804-940 МГц при ширине канала 12,5 кГц в соответствии с EN 300 220 (или 12,5/25 кГц в соответствии с ARIB STD-T67). Эти микросхемы выполнены по разработанной CHIPCON 0,35-микронной КМОП-технологии SmartRF, которая позволяет достичь высокой степени интеграции, производительности и гибкости при небольшой цене. Основные рабочие параметры могут быть загружены через SPI-совместимый интерфейс. Также программно задается тип модуляции FSK/GFSK или ASK/00K. Расстояние связи между двумя трансиверами может превышать 2000 м, а скорость — достигать 153,8 кбит/с. Компенсация ухода частоты из-за нагрева кристалла (термокомпенсация) производится без использования внешнего генератора. Генератор, управляемый напряжением, находится на кристалле и позволяет производить подстройку частоты с шагом 300 Гц без дополнительного внешнего фильтра. Существует оптимизированная по цене версия CC1020 — трансивер СС1021, предназначенный для расширенных узкополосных приложений с шириной канала 50 кГц и выше. При его использовании (по сравнению с трансиверами, использующими каналы шириной 12,5 и 25 кГц) возможны более низкие требования к отклонениям характеристик кристалла и более высокие скорости передачи.
Трансивер СС1000 и трансмиттер СС1050 разработаны для недорогих приложений с низким потреблением в диапазоне частот 300-1000 МГц. Напряжение питания (2,6-3,1 В) идеально подходит для устройств с батарейным питанием, например, с одной литиевой батареей 3 В. Высокая скорость передачи данных до 78,6 кбит/с позволяет эффективно работать с несколькими устройствами. Исключительно низкое потребление тока (5,5-23,3 мА в зависимости от выходной мощности и 0,2 мА в режиме standby) значительно продлевает срок службы батарей. Компания CHIPCON разработала
-------www.finestreet.ru-------------------------
Компоненты и технологии, № 8'2004
очень интересное решение класса «система-на-кристалле». Это микросхема СС1010, объединяющая трансивер СС1000 и оптимизированное ядро 8051 (производительность ядра в 2,5 раза выше стандартного ядра MCS51) рассчитанное для работы на частотах от 3 до 24 МГц. СС1010 имеет встроенную Flash-память на 32 кбайт, 3-канальный 10-битный АЦП, два UART, master SPI и другую периферию. Разработчиков также может заинтересовать аппаратно реализованная возможность производить отладку программ с помощью популярного пакета Keil ^Vision IDE, используя последовательный интерфейс.
Трансиверы CC2400 и 2420 предназначены для передачи данных по радиоканалу на частоте 2,4 ГГц и выполнены по разработанной CHIPCON 0,18-микронной КМОП-техноло-гии SmartRF 03. Они обеспечивают аппаратную поддержку функций, связанных с приемом данных в буфер и передачей данных из буфера, кодированием и обработкой пакетов, что разгружает управляющий микропроцессор, снижает к нему требования и упрощает разработку новых систем. Область применения этих трансиверов очень широка — от промышленных систем контроля и управления до бытовой электроники.
Компоненты
СС2400 обеспечивает скорость передачи данных до 1 Мбит/с, позволяя находить оптимальное соотношение между скоростью и расстоянием передачи. Благодаря встроенному быстродействующему синтезатору частоты и эффективному интерфейсу обмена данных, CC2400 наилучшим образом подходит для создания многоканальных систем и систем на основе технологии FHSS. Эти характеристики особенно важны при производстве оборудования, действующего в сложных условиях при одновременной работе с другими генераторами радиосигналов, таких, как беспроводные локальные сети, устройства Bluetooth, а также с источниками радиопомех (СВЧ-печи и прочее).
Трансивер СС2420 соответствует стандарту IEEE 802.15.4. Он работает в диапазоне частот 2,4 ГГц, не требующем лицензирования, и отвечает требованиям технологии ZigBee. Аппаратная поддержка шифрования данных AES-128 обеспечивает очень высокий уровень безопасности и поддерживается на уровне MAC.
Компания CHIPCON предлагает для каждой серии трансиверов все необходимые отладочные средства. Комплект разработчика (Development Kit), включающий в себя отладочные платы, модули и интерфейс с ПК,
позволяет быстро оценить возможности трансиверов и создавать собственные устройства на основе входящих в комплект отладочных плат и модулей. Недорогие модули с установленными на них трансиверами и всеми необходимыми для работы компонентами (Demonstration Board Kit) могут быть использованы в качестве готовых блоков аппаратуры. Бесплатно распространяемый программный пакет SmartRF Studio генерирует конфигурационные данные для микроконтроллера и рассчитывает номиналы внешних пассивных компонентов по параметрам, задаваемым разработчиком.
Обеспечение низкого потребления и высокой интеграции при хорошей чувствительности приемника, гибких возможностях выбора скорости и надежной связи на расстоянии в сотни, а то и тысячи метров — вот основные тенденции в развитии радиочастотных систем с переменной скоростью передачи, открывающие широкие перспективы для использования в различных областях. Разработки компании CHIPCON отвечают самым строгим требованиям современных RF-приложений, позволяя в короткие сроки создавать недорогие, высокоэффективные и экономичные изделия.
www.finestreet.ru
147
