小型，低成本，低功耗無線電一次性(第2部分)：FM，FSK和PSK

在這一系列的小型，低成本的第1部分，一次性無線電設計，我們看著AM技術，從單晶體管解決方案，最多被很好地提供可靠的，單向通信集成的SoC。在第2部分，我們考察了一些低成本的解決方案，FM以及相移鍵控(PSK)，頻移鍵控(FSK)，和簡單的運營商開/關鍵控(OOK)。所有部件，數據表，教程，開發套件。

開，關帶FM

以節省電力，并保持氣道清晰，FM廣播芯片可以用作載體上，載波關閉來傳輸數據。就像一個框UART數據包，由于沒有信號的無效狀態和信號的存在開始一個起始位。此后，每個位的位置是由活性的載體或無載體的持續時間來表示。這個異步技術可以很好地工作并且由于發送信號不需要用于關時間和邏輯零位可以節省一些能量。

調頻傳輸方案的另一個好處是，像調幅，它們可以是非常小的尺寸和成本非常低，特別是在單晶體管實現(圖1a和1b)。直到啟用振蕩分立元件可以在幾乎零功耗狀態完全關閉的場效應管。該使能信號實際上可以是數據線在純數字開/關鍵控(OOK)模式。

簡單的單晶體管，低成本窄帶FM發射器的設計圖片

圖1a(左)和1b(右)：許多簡單的單晶體管，低成本窄帶FM發射器的設計是在公共領域一應俱全使用標準的現成的，現成的零件。固定頻率或可調版本都很小，低功耗，以及非常低的成本。

還要注意的是線性模式，可以讓模擬控制信號的頻率。這是在兩個方面是有利的。首先，傳感器輸出可以直接驅動調制信號像一個壓控振蕩器(VCO)，以提供未經微控制器的模擬元件的模擬功能，A / D轉換，和。這是完美的超小型解決方案，而微。定時的發送間隔也可以被控制，在這種情況下，由一個非常低頻振蕩器，可以打開和關閉設備為短的持續時間(圖2)。

低功率FET定時開關電源的圖像

圖2：傳感器驅動的VCO可以調節運營商直接一旦衰減或放大拿整個動態范圍的優勢。采用了低功耗定時FET電源開關延長電池壽命。

第二個好處是，當微控制器存在時，或者它可以驅動調制器以從由D / A的模擬信號，或簡單地使用兩個比特與電阻分壓器提供的頻移鍵控(FSK)通信。單個PWM或相移鍵控也可以使用與由微的內部驅動。有線或場景可用于啟動振蕩器，或者從微第三I / O線可以啟用振蕩器。

這里的一個好處是，發射頻率可以非常穩定和窄帶。這意味著許多單位可以是相當接近而不互相和接收站僅“曲調”要監視的信道干擾。相反，多個接收器;每個調諧到一個窄和特定頻帶可以同時操作。這使得接收站使用鋒利的切口型的過濾功能，嚴重歧視噪聲和干擾，提高了整體可靠性。

更多的功能

雖然單個晶體管和分立式設計看似最小的解決方案，有些芯片可媲美這些小尺寸的同時提供附加的特性和功能。舉個例子來說，從Silicon Labs的純FM的SoC;該SI4713-B30-GM或SI4710-B30-GM是良好的76 MHz至108 MHz頻段。而封裝在一個20引腳QFN封裝，占位面積僅為3毫米x 3毫米，以實現整個無線電發射器只需要兩個外部元件。兩者都使用數字音頻輸入和串行控制，使小微是需要用數據給它(見技術專區的文章“在您的處置：丟掉Micros公司”)。

其他優點配備了更先進的發射器解決方案。首先，數據可以在立體聲模式中傳輸。這可以提供兩個獨立的通道，或者，可以靈活地實現時鐘傳輸方案。注意，這些操作中的標準表無線電76兆赫至108兆赫模式和被限制為10微瓦的功率，但會很好地工作的短距離，視線的設計，和可互操作的設計。

為了節省時間和測試可行性，模塊化的解決方案可以是一個工程師的最佳選擇。相反紡自己的設計，然后有表征，并證明它，你可以簡單地獲取經過全面測試，鑒定，認證和(通常為國際標準)的OEM模塊。

因為廠商是最新的關于區域需要和版本針對特定國家這是ISM頻段FM發射器特別有用。考慮，例如，在RF解QFM-TX1-433通用FM發射模塊中一個非常方便的6針表面安裝外形(圖3)。射頻解決方案QFM-TX1-433的圖像

圖3：模塊允許相同的外形進行編程即可實現不同國家和地區。這可以讓你做一個主板，可在所有國家中使用。

它工作在433兆赫的ISM頻段，這將允許更高的功率水平時跳頻的未經許可的一部分。這導致視線更長范圍線，但仍然具有墻壁和對象良好滲透性。數據傳輸速率高達4800波特可發送使用CMOS / TTL邏輯信號，從2.2到3.5 V與電流一般為15毫安時主動。

該部分較大的16.8 x12.5毫米×2.5 mm尺寸可允許其安裝在正確的外置天線，以創建一個密封，堅固耐用的設備。這可以用來，例如，遠程發送增量軸編碼器的數據為電機定位于無人駕駛車輛。

類似的，315 MHz的部分是射頻解決方案FMRTFQ1-315(圖4)。注意這里甚至更低7毫安發射電流，并支持9600波特的數據傳輸速率。這兩個射頻解決方案部分采用數字數據傳輸。

射頻解決方案FMRTFQ1-315圖片

圖4：可從315 MHz到868 MHz的，這些非常穩定的FM發射模塊沒有可調元件和可傳輸高達250米。

FSK數字調制

而FM可無級變速模擬，因為它是與音頻，FSK數字調制可以使用高度調諧濾波器以保證信號的完整性。通過限制傳輸振蕩器非干擾頻率，優化濾波器表現良好，并區分色調。

一個相當高的速度(600千位/秒)數據率的一部分，可以在FSK以及GFSK，GMSK，MSK操作和OOK模式是RF解RFM67W-868S2，它可以在操作微控或獨立模式。

在獨立模式下，無線電參數被下載并使用外部串行EEPROM配置發生。這可以允許更低的成本和更小的尺寸。使用串行接口為SPI風格的外設可以添加無線連接到現有的有線解決方案時使其成為理想的解決方案。

新設計也可受益于歐洲，美國和日本的標準配置和監管標準，這些部件堅持。更重要的是，高輸出功率(17 dBm的)可以簡化放大器和天線的需求。支持的頻段是315兆赫，433兆赫，868兆赫和915兆赫。

下一頁：添加微

正如我們所看到的，許多解決方案都需要在船上微做主。低成本一次性無線電數據需要傳輸。盡管串行接口到發射器有助于保持尺寸小，把微在同一芯片上的發射機可以允許甚至更小的和更可靠的解決方案。

在本系列的第3部分，我們將著眼于單芯片發射器嵌入了專用的微控制器在同一芯片上或同一封裝內。這可以使我們一次性收音機更強大，并且可以添加諸如允許更高的功率水平，跳頻和擴頻技術，數據加密和同步操作的好處。