Semtech射頻集成電路在家電遙控器中的應用
1.引言
隨。射頻遙控由于具有距離遠、無障礙、低功耗、支持更為復雜的協議等優點,將會逐步取代傳統的紅外遙控方式。
2.從紅外遙控到射頻遙控
紅外遙控(IR Remote)有超過二十五年的歷史了,它簡單且很容易設計,一直以來是控制電子設備尤其是家用電器的一種經濟有效的方法。
紅外遙控的原理是用電信號控制或稱為調制紅外發光二極管(IR LED)產生肉眼不可見的紅外光,由一個塑料透鏡將紅外光聚焦成很窄的光束發射出去。在接收電路中的紅外接收器件則是一個光敏二極管,把接收到的紅外線轉換成電流,然后由接收器中的單片機對它解碼。
紅外遙控有很多缺點。首先,紅外線有很強的方向性,不能穿透墻壁、家具、人體等障礙物,也就是說,在遙控器和設備之間不能有上述的這些障礙物的阻擋;其次,紅外線只適于單向的通訊,雙向通訊很難實施且成本很高。用戶在使用紅外遙控時,都會碰到過以下的問題:
-遙控距離不能過遠
-遙控角度有限制,遙控器偏離接收器角度過大就無法遙控。而現代家庭里越來越多的遙控家電,它們分散布置在房中,用戶要遙控時需要先想一想該設備在哪里
-紅外沒有穿透性,如果家電在關著門的柜子里或被別的物體遮擋,將無法遙控
現在有了新一代的射頻遙控(RF Remote),它使用數百兆赫茲的無線電波取代紅外光作為遙控信息的載體,由于它具有無方向性,可以穿透或繞過障礙物,傳輸距離遠,抗干擾能力強等優點,上述使用紅外遙控存在的種種限制便蕩然無存。例如家電的擺設將不再受遙控角度的制約,而完全由用戶的喜好決定,現在看來機頂盒可以不放在機頂上了。
射頻技術的遙控距離也遠大于一般的紅外遙控距離(數米到十米)。在同樣的操控條件下,射頻遙控的距離可以輕松達到數十米。根據不同應用需求,可以通過加大射頻輸出功率來進一步延長遙控距離。
與紅外遙控相比,射頻遙控還有一個十分明顯的低功耗優勢。紅外遙控器一般使用兩節五號或七號電池,通常每年要更換一次電池。而射頻遙控器則可以做到四年更換一次電池。由于功耗低,射頻遙控器甚至可以用紐扣電池供電,有利于產品小型化,外觀更時尚。
使用射頻,也可以輕易地實現單向或雙向遙控功能。更重要的是,半導體廠商提供成熟的射頻收發器集成電路,并提供詳盡的參考設計,用戶無需涉及射頻方面的專業知識,就可以設計自己的射頻遙控器。
在消費電子產品領域,射頻遙控器會被作為一個很酷很時尚的賣點很快被消費者接受。也許若干年后,當你對孩子們說你小時候的電視機遙控器要對著電視機才能遙控時,他們會覺得很驚訝。
3.射頻遙控的市場狀況
隨著低能耗射頻芯片逐步進入市場,根據市場調研公司ABI Research最近的研究報告,從現在到2014年,預計射頻遙程控器市場的年增長率將達到55%,射頻遙控最終可能在五年內淘汰有幾十年歷史的紅外遙控。
4.Semtech射頻芯片產品
Semtech Corporation是總部位于美國的全球性模擬與混合信號半導體器件供應商,產品廣泛應用電源管理、保護、高級通信、人機界面、測試和檢測、無線和傳感等商業和工業領域。
Semtech 于2005年收購了瑞士的XEMICS。XEMICS一直致力于研究和生產低電壓、低功耗芯片,在射頻領域有超過20年的經驗,提供各種無線短距離傳輸、微控制器、傳感器、音頻芯片的解決方案。
Semtech的射頻芯片包括單發、單收和收發3個系列,為個人區域網絡和家庭及建筑物自動化網絡提供集成的、小范圍的無線連接解決方案。通過小范圍的無線連接,實現包括家庭自動化、遠程測量和控制、無線耳機等應用。
5.SX1230發送器
SX1230是Semtech的集成ISM頻段(315, 434, 868 和915 MHz)窄帶/寬帶發送器,可提供兩種工作模式:獨立模式和單片機控制模式。該發送器采用Semtech的TrueRF技術設計,將所有無線電元件集成于一個CMOS芯片上,最大程度減少了其他無源元件的使用。SX1230具有雙功率放大器,射頻輸出功率從-18dBm 到17dBm可編程,比特速率高達600kbps。支持FSK, GFSK, MSK, GMSK 和 OOK調制方式。在整個工作電壓1.8 到 3.7 V范圍內均可提供穩定的射頻性能。
SX1230在免許可證的315、434、868和915MHz ISM頻段下工作,采用MLPQ- 24 (4x4)封裝,具有自動化PLL校準功能并完全集成了VCO和環路濾波器。
SX1230可用在RKE,遙控和安全系統,語音和數據RF通信鏈接,過程以及建筑物/家庭控制、RFID和自動抄表等。
圖 1:SX1230 簡化框圖
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