P O D Z E S P O A
Y
Jest nam coraz Å‚atwiej! Nam - elektronikom, o ktÛrych
producenci podzespoÅ‚Ûw pÛÅ‚przewodnikowych dbajÄ… w stopniu
trudnym do wyobraÅ‚enia jeszcze kilka lat temu. WiÍkszośĘ
z naszych CzytelnikÛw juÅ‚ nie pamiÍta, z jakimi trudnoÅ›ciami
wiÄ…zaÅ‚o siÍ wykonanie prostego toru radiowego (nadajnik-
odbiornik), ktÛry umoÅ‚liwiÅ‚by niezbyt szybkie przesyÅ‚anie
cyfrowych danych na niewielkie odlegÅ‚oÅ›ci, rzÍdu dziesiÄ…tek
czy teÅ‚ setek metrÛw.
Nie pamiÍtamy juÅ‚ pokonywania promowaĘ na naszym rynku trzy
trudnoÅ›ci piÍtrzÄ…cych siÍ przed kon- produkowane przez siebie jedno-
struktorami prostego toru radiowego, układowe, programowane trans-
poniewał od wielu lat dbają o nich ceivery. Nie omieszkaliśmy
wyspecjalizowane w tej dziedzinie wykorzystaĘ okazji - w artykule
firmy. Naleły do nich m.in.: włoska przedstawiamy niewątpliwy hit
firma Telecontrolli, oferująca całą ro- w tym elitarnym gronie, układy:
dzinÍ rÛÅ‚nego rodzaju nadajnikÛw CC400, CC900 oraz nowośĘ na
i odbiornikÛw radiowych. NiegdyÅ› fu- skalÍ Å›wiatowÄ… ukÅ‚ad CC1000.
rorÍ zrobiÅ‚ norweski Gran-Jansen Wymienione ukÅ‚ady sÄ… produko-
(obecnie BlueChip) ze swoimi jedno- wane w awangardowej technologii
ukÅ‚adowymi transceiverami na pasmo - SmartRF - ktÛrÄ… opracowaÅ‚a fir-
433MHz. CiÄ…gle prÛbuje swoich siÅ‚ na ma Chipcon w poÅ‚owie lat '90.
naszym rynku amerykaÒski Micrel, Pierwsze dwa ukÅ‚ady sÄ… produ-
a interesujÄ…cÄ… ofertÍ pokazaÅ‚a niedaw- kowane w nowoczesnej technolo-
no w Polsce firma NordIC. Wszystkie gii BiCMOS 0,8µm (SmartRF01),
te ukÅ‚ady (czy teÅ‚ rodziny ukÅ‚adÛw) natomiast ukÅ‚ad CC1000 jest
ìna gorÄ…coî opisywaliÅ›my w EP. technologicznym ìprototypemî
Przyszedł czas na opisanie wyro- wykonanym w niezwykle zaawan-
bÛw kolejnego producenta scalonych sowanej technologii BiCMOS
transceiverÛw radiowych - firmÍ 0,35µm (SmartRF02). ZmianÍ
Chipcon - ktÛra w ostatnich tygo- technologii wykonania uzasadnia
dniach ubiegÅ‚ego roku postanowiÅ‚a znaczne skomplikowanie wewnÍt-
rznej budowy tego układu i związany
z tym wysoki koszt wykonania ukła-
dÛw w ìgrubejî technologii wymaga-
jącej stosunkowo duło cennego miej-
sca na płytce krzemowej.
Chipcon ciÄ…gle rozwija technologiÍ
SmartRF, poniewał jest ona platfor-
mÄ… do produkowania ukÅ‚adÛw na za-
mÛwienia (ASIC). Z myÅ›lÄ… o klientach
indywidualnych Chipcon wdrołył
technologiÍ SmartRF03, ktÛra jest tak-
Å‚e oparta na elementach BiCMOS,
lecz o wymiarach kanału poniłej
0,18µm, czyli porÛwnywalnych m.in.
z wymiarami stosowanymi w nagłaś-
nianej przez Intela technologii pro-
dukcji pierwszych procesorÛw Pen-
Rys. 1.
Elektronika Praktyczna 1/2002
67
P O D Z E S P O A
Y
pomiÍdzy sygnaÅ‚ami przypisa-
nymi logicznym wartościom
ì0î i ì1î (w zakresie
2...100kHz).
Projektanci układu CC400
przewidzieli takłe mołliwośĘ
programowego ustalania klasy
pracy wyjściowego wzmacnia-
cza mocy nadajnika. Do wybo-
Rys. 2.
ru sÄ…: ìczystaî klasa A, klasa
AB, klasa B oraz klasa C, dla
Rys. 3.
tium 4. Technologia SmartRF03 po- ktÛrej - ze wzglÍdu na wyso-
zwala produkowaĘ układy integrujące ką sprawnośĘ - są dopuszczalne naj- trwania transmisji kompletnej ramki
w jednej strukturze bloki cyfrowe wyłsze wartości mocy przekazywanej danych. Układ CC400 wyposałono
i analogowe tory radiowe pracujące do anteny. Niezalełnie od wybranej w programowo włączany blok umołli-
z sygnaÅ‚ami o czÍstotliwoÅ›ci 2,5GHz. klasy pracy wzmacniacza, jego moc wiajÄ…cy skrÛcenie tego czasu do za-
Zestawienie podstawowych paramet- wyjÅ›ciowÄ… moÅ‚na takÅ‚e ustalaĘ pro- ledwie 5 taktÛw zegarowych przesyÅ‚a-
rÛw ukÅ‚adÛw firmy Chipcon przedsta- gramowo, co oczywiÅ›cie wymaga nego sygnaÅ‚u, co umoÅ‚liwia znaczne
wiono w tab. 1. zmodyfikowania zawartoÅ›ci odpowied- skrÛcenie ìmartwegoî czasu transmi-
niego rejestru. sji (500µs dla prÍdkoÅ›ci 9,6kbd), tak-
CC400 - transcevier na PoniewaÅ‚ pÍtla PLL zintegrowana Å‚e podczas korzystania z protokoÅ‚Ûw
pasma 413/433MHz w ukÅ‚adzie CC400 ma krÛtki czas za- z przeskokami czÍstotliwoÅ›ci.
Jest to ukÅ‚ad najstarszy w ofercie skoku, nadaje siÍ on doskonale do UkÅ‚ad CC400 jest oferowany
firmy Chipcon, przeznaczony do sto- stosowania w torach radiowych z dy- w obudowie jednego typu - SSOP28 -
sowania w urzÄ…dzeniach ISM (Indust- namicznie modyfikowanÄ… czÍstotliwoÅ›- przystosowanej do pracy w otoczeniu
rial, Scientific, Medical) oraz dwukie- cią nośną, co oczywiście wymaga za- o temperaturze z przedziału -
runkowych systemach zdalnego stero- stosowania odpowiednio oprogramo- 30...+85oC.
wania. Schemat aplikacyjny tego wanego mikrokontrolera. Na barki
ukÅ‚adu w minimalnej konfiguracji jest mikrokontrolera wspÛÅ‚pracujÄ…cego CC900 - transceiver dla
bardzo prosty, co jest widoczne na z układem przerzucono takłe koniecz- lubiących wyłsze pasma
rys. 1. nośĘ zakodowania przesyÅ‚anych da- Jest to ukÅ‚ad bliüniaczo podobny
W torze odbiorczym CC400 zasto- nych zgodnie z algorytmem Manches- do CC400, niemal identyczne sÄ… tak-
sowano heterodynowe przetwarzanie ter, w ktÛrym logicznemu ì0î odpo- Å‚e ich aplikacje. Podstawowa rÛÅ‚nica
sygnaÅ‚u wejÅ›ciowego, dziÍki czemu wiada zmiana sygnaÅ‚u ì0î->ì1î, na- pomiÍdzy tymi ukÅ‚adami polega na
moÅ‚na zapewniĘ wysokÄ… selektywnośĘ tomiast logicznej ì1î odpowiada zoptymalizowaniu parametrÛw toru
bez koniecznoÅ›ci stosowania strojone- zmiana sygnaÅ‚u z ì1î->ì0î, jak radiowego CC900 do transmisji
go filtru. Zrezygnowano takłe z ze- to pokazano na rys. 2. w wyłszym pasmie ISM/SRD (Short
wnÍtrznego filtru poÅ›redniej czÍs- PoniewaÅ‚ podstawowym Range Device), czyli okoÅ‚o 869MHz.
totliwoÅ›ci. Jak moÅ‚na zauwa- obszarem aplikacyjnym Druga istotna rÛÅ‚nica jest zwiÄ…zana
Å‚yĘ, klucz doÅ‚Ä…czajÄ…cy ukÅ‚adu CC400 sÄ… bez- ze zmodyfikowaniem budowy pÍtli
do anteny tory na- przewodowe urzÄ…dze- PLL syntezera czÍstotliwoÅ›ci, dziÍki
dajnika i odbior- nia przenoÅ›ne, jego czemu o ok. 20% skrÛcono czas jej
nika wbudowano projektanci zadbali zaskoku. DziÍki temu - w zaleÅ‚noÅ›ci
w ukÅ‚ad. Pozwoli- o moÅ‚liwośĘ zasilania od konfiguracji ukÅ‚adu - czÍstotliwośĘ
Å‚o to na znaczne go niskim napiÍciem przeskokÛw pomiÍdzy kanaÅ‚ami moÅ‚e
uproszczenie podsta- (pracuje juł od 2,7V), prze- wynosiĘ nawet do 100Hz.
wowego schematu apli- widzieli takłe mołliwośĘ pro- Układ CC900 jest oferowany takłe
kacyjnego. gramowego przełączania, w dowolnie tylko w jednej obudowie - SSOP28 -
Parametry układu zop- wybranym momencie, w stan obniło- przystosowanej do pracy w otoczeniu
tymalizowano pod kÄ…tem aplika- nego poboru mocy, podczas ktÛrego o temperaturze z przedziaÅ‚u -30...+85oC.
cji pracujących w pasmach 413/ układ pobiera od 200pA (z wyłączo-
433MHz, przy czym czÍstotliwośĘ nym oscylatorem) do 23µA (z wÅ‚Ä…- CC1000 - gwiazda nowej
nośną mołna programowaĘ z krokiem czonym oscylatorem). W klasycznych technologii
250Hz w zakresie 300...500MHz. Pro- ukÅ‚adach czas ìbudzeniaî siÍ ukÅ‚adu UkÅ‚ady CC1000 powstaÅ‚y, po
gramowanie wszelkich nastaw układu po przełączeniu w stan aktywności znacznej modyfikacji koncepcyjnej
CC400 jest moÅ‚liwe poprzez 4-linio- jest dośĘ dÅ‚ugi - typowo wynosi i technologicznej (0,35µm) wczeÅ›niej
wy interfejs szeregowy, ktÛrego mak- 20...80 taktÛw zegarowych przesyÅ‚ane- opisanych ukÅ‚adÛw, a dziÍki znacznie
symalna czÍstotliwośĘ taktowania wy- go sygnaÅ‚u, co czÍsto przekracza czas bardziej elastycznemu, wbudowanemu
nosi 2MHz. W interfejsie zastosowano
niezalełne wejście dla danych wpi-
sywanych do rejestru konfiguracji
oraz wejście-wyjście danych przesyła-
nych torem radiowym.
OprÛcz czÍstotliwoÅ›ci Å›rodkowej
ìkanaÅ‚uî transmisyjnego, uÅ‚ytkownik
moÅ‚e programowaĘ takÅ‚e odstÍpy miÍ-
dzykanaÅ‚owe i wartośĘ czÍstotliwoÅ›ci
pośredniej (60/200/455kHz). Mołna
takÅ‚e okreÅ›laĘ odstÍp czÍstotliwoÅ›ci
Rys. 4.
Elektronika Praktyczna 1/2002
68
P O D Z E S P O A
Y
niej czÍstotliwoÅ›ci do Oprogramowanie narzÍdziowe
zewnÍtrznego demodula- PoniewaÅ‚ konfigurowanie prezento-
tora. wanych w artykule ukÅ‚adÛw jest wy-
Programowana, mak- magane kałdorazowo po włączeniu
symalna szybkośĘ trans- zasilania, producent udostÍpniÅ‚ free-
misji danych wynosi wareowy program - SmartRF Studio
19,2kbd, a moÅ‚liwa (tak- - ktÛry procedurÍ konfiguracji spro-
Å‚e ustalana programo- wadza do wybrania szeregu opcji
wo) dewiacja mieÅ›ci siÍ z rozwijanych menu. Program ten nie
w przedziale 1...65kHz. wymaga instalacji i ma niewielkie
W zaleÅ‚noÅ›ci od wyma- wymagania sprzÍtowe. Do przeprowa-
gaÒ projektanta, przesy- dzenia konfiguracji ukÅ‚adÛw CCxxx
Å‚any sygnaÅ‚ moÅ‚e byĘ niezbÍdny jest prosty interfejs doÅ‚Ä…-
kodowany nastÍpujÄ…cymi czany do portu rÛwnolegÅ‚ego PC, ktÛ-
sposobami: NRZ (Non rego opis jest dostÍpny w dokumen-
Return to Zero), Man- tacji zestawÛw ewaluacyjnych. Na
chester (podobnie jak rys. 5 pokazano widok okna progra-
Rys. 5.
w CC400/900), mołna mu SmartRF Studio.
syntezerowi czÍstotliwoÅ›ci mogÄ… pra- takÅ‚e wykorzystaĘ ukÅ‚ad CC1000 jako
cowaĘ w bardzo szerokim zakresie bezprzewodowy interfejs typu UART. Podsumowanie
czÍstotliwoÅ›ci 300...1000MHz. MoÅ‚li- Ostatni tryb pracy wydaje siÍ byĘ WydawaĘ by siÍ mogÅ‚o, Å‚e firma
wy do osiÄ…gniÍcia odstÍp miÍdzyka- najbardziej atrakcyjny dla typowych produkujÄ…ca trzy typy ukÅ‚adÛw sca-
nałowy wynosi 25kHz, przy czym do aplikacji mikrokontrolerowych, naleły lonych nie ma szans przełycia na
aplikacji przewidzianych do pracy jednak pamiÍtaĘ, Å‚e wbudowany wspÛÅ‚czesnym rynku elektronicznym.
w ìtrudnymî elektromagnetycznie Å›ro- w ukÅ‚ad CC1000 blok synchronizacji Jak jednak pokazuje przykÅ‚ad Chip-
dowisku Chipcon zaleca stosowanie i ekstrakcji sygnału zegarowego nie cona, implementacja w krzemie dob-
ukÅ‚adÛw CC400/900. jest w nim wykorzystywany. rego pomysÅ‚u moÅ‚e staĘ siÍ ürÛdÅ‚em
Podobnie jak w układach CC400/ Projektanci układu zastosowali sukcesu. Parametry i mołliwości ukła-
900, jest moÅ‚liwe programowanie w nim nietypowy mechanizm spowal- dÛw oferowanych przez firmÍ Chip-
czÍstotliwoÅ›ci z krokiem 250Hz, do niania zmian czÍstotliwoÅ›ci noÅ›nej na con - przede wszystkim faktyczna in-
czego sÅ‚uÅ‚y nieco zmodyfikowany, 3- wyjÅ›ciu nadajnika. DziÍki niemu tegracja nadajnika z odbiornikiem
liniowy interfejs szeregowy. Za jego w przybliÅ‚eniu skokowa zmiana czÍs- w jednej strukturze - powodujÄ…, Å‚e
pomocÄ… uÅ‚ytkownik ma dostÍp do 36 totliwoÅ›ci sygnaÅ‚Ûw przypisanych stanowiÄ… one silnÄ… konkurencjÍ dla
rejestrÛw, kaÅ‚dy o dÅ‚ugoÅ›ci 8 bitÛw. wartoÅ›ciom logicznym ì0î i ì1î mo- wszelkich dotychczas oferowanych
Maksymalna czÍstotliwośĘ sygnaÅ‚u ze- Å‚e zostaĘ zastÄ…piona pÅ‚ynnymi przej- ukÅ‚adÛw tego typu.
garowego synchronizujÄ…cego wpis do Å›ciami, przez maksymalnie 16 czÍs- Piotr ZbysiÅ„ski, AVT
rejestrÛw wejÅ›ciowych wynosi 10MHz. totliwoÅ›ci poÅ›rednich. Na rys. 4 po- [e-mail]
Synchroniczny interfejs szeregowy kazano efekt działania włączonego
do dwukierunkowej transmisji danych mechanizmu spectrum shaping. Ko-
zostaÅ‚ wydzielony i skÅ‚ada siÍ w ukÅ‚a- rzystanie z niego pozwala ograni-
dzie CC1000 z dwÛch linii. Schemat czyĘ poziom zakÅ‚ÛceÒ elektro-
ilustrujÄ…cy sposÛb poÅ‚Ä…czenia mikro- magnetycznych emitowanych
kontrolera z układem CC1000 pokaza- przez nadajnik do otoczenia.
no na rys. 3. NiezaleÅ‚nie od kierun- NaleÅ‚y takÅ‚e zwrÛciĘ uwagÍ
ku transmisji danych, szybkośĘ trans- na fakt, łe układ CC1000 jest
misji bitÛw wyznacza sygnaÅ‚ DCLK wyposaÅ‚ony w dwa zestawy rejes-
generowany przez ukÅ‚ad CC1000. trÛw ustalajÄ…cych czÍstotliwośĘ
Opcjonalnie, moÅ‚na takÅ‚e wyko- pracy toru radiowego. DziÍki te-
rzystaĘ dwa dodatkowe sygnały wy- mu jest mołliwe m.in. ustalenie
stÍpujÄ…ce na wyjÅ›ciach ukÅ‚adu odrÍbnych kanaÅ‚Ûw dla nadawa-
CC1000: nia i odbioru, co w układach
- LOCK - sygnał cyfrowy informujący CC400/900 wymagało kałdorazo-
o stabilnej pracy (zaskoku) pÍtli PLL, wo przeprogramowywania odpo-
- RSSI/IF (Received Signal Strenght wiednich rejestrÛw.
Indicator/Intermediate Frequency) - Układ CC1000 jest oferowa-
analogowy sygnał informujący ny tylko w jednej obudowie -
o poziomie sygnału odbieranego. TSSOP28 - przystosowanej do
Opcjonalnie przez wyjście RSSI/IF pracy w otoczeniu o temperatu-
mołna wyprowadziĘ sygnał pośred- rze z przedziału -40...+85oC.
Tab. 1. Zestawienie podstawowych parametrów radiowych transceiverów firmy
Chipcon.
Dodatkowe informacje
Typ Zakres Maksymalna Rodzaj Maksymalna Maksymalna
Dystrybutorem układów firmy Chipcon jest Soyter,
układu częstotliwości szybkość modulacji czułość moc
tel. [phone], www.soyter.com.pl.
pracy transmisji odbiornika wyjściowa
Dodatkowe informacje i noty katalogowe układów
CC400 300...500MHz 9,6kbd FSK -112dBm 25mW
prezentowanych w artykule są dostępne na płycie
CC900 800...1000MHz 9,6kbd FSK -110dBm +4dBm
CD-EP1/2002B oraz w Internecie pod adresem:
CC1000 300...1000MHz 19,2kbd FSK -109dBm +10dBm www.chipcon.com.
Elektronika Praktyczna 1/2002
69