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無線電子工学および電気工学の百科事典 スペクトラム拡散デバイスを構築するためのチップセット。 参照データ
さまざまな外国企業が製造するブロードバンド データ伝送システム (スペクトラム拡散) は、主にデータ伝送の方法と速度、変調タイプ、伝送範囲、サービス機能などの点で互いに異なります。 著者は用途に応じてスペクトラム拡散用のチップセットを検討しています。 使用される略語 ASK-パルス振幅変調 BPSK-位相変調 CDMA-符号分割多元接続 DPSK-差動パルス位相変調 DSP-デジタルシグナルプロセッサ DSSS（直接シーケンススペクトラム拡散）-直接シーケンス法によって取得されたブロードバンド信号 FHSS (周波数ホッピングスペクトラム拡散) - 周波数ホッピング方式 FSK（周波数シフトキーイング）-周波数シフトキーイング GMSK-ガウス周波数変調 MBOK-M-ary双直交変調 QPSK-直交位相変調 RSSI（受信信号強度表示）-受信信号のレベルの表示 SOIC、TQFP-表面実装パッケージタイプ スペクトラム拡散デバイス用のチップセット（チップセット）の開発と製造には、20社以上が関わっています。 チップセットの適用範囲は非常に広いです。 これに応じて、スペクトラム拡散デバイスは非常に条件付きでXNUMXつのカテゴリに分類できます。 •ワイヤレスローカルネットワークを構築するための無線モデム。 •オフィスの無線電話（無線管）。 •テレメトリ、盗難警報機などのさまざまな低速デバイス。 CDMA符号分割システムとGPS全地球測位システムをこの分類に追加する必要がありますが、それらの要素ベースの検討はこのレビューの範囲を超えています。 使用されるマイクロ回路のセットを説明するとき、最終的な機器のメーカーは明らかな理由で、デバイスで使用されるコンポーネントを宣伝していないため、著者は完全なレビューのふりをしません。 インターネットの時代にあって、今でも一部のチップメーカーの情報にアクセスするのは難しい。 無線モデムを構築するためのチップセット スタンフォードテレコムによって開発され、現在はZilogによって商品名Z2000でライセンス供与されているSTEL-87200Aチップからレビューを始めましょう。 このチップは、直接シーケンスを使用するプログラム可能なスペクトラム拡散トランシーバーです。 Z87200は、広範囲のデータレートとスペクトラム拡散パラメータにわたって、ビットあたり2〜64チップのノイズのようなコード長をサポートします。 トランシーバーの最大速度は2Mbpsです。 Z87200 には 25 つのバージョン (40 MHz と 4 MHz) があり、送信データのエンコードと配信、受信とデコードに必要なすべてのデジタル処理を実行します。 このトランシーバーは変調として差分符号化された BPSK および QPSK 変調を使用します。さらに、受信機セクションは差分符号化された pi / XNUMX QPSK で動作します。 Z87200は、一部のAironetWirelessCommunicationsモデムで使用されています。 さらに、ZilogはUtilicom Inc.と提携しており、UtilicomInc.はZ87200と互換性のあるRFセクションを製造しています。 ロシアでのZ87200の費用は約25ドルです。 FHSSテクノロジーキットはMitelから提供されています。 キットのイデオロギーとその最初のサンプルの開発の始まりは、その後Mitelによって買収されたGECPlesseySemiconductorsの業績に属しています。 Mitelは、プロジェクトのさらなる開発を独自に実施しました。 新しいチップセットは、次のXNUMXつのデバイスで構成されています。 •WL102B-ノイズのようなコントローラー。 •WL600C-RFチップ。 •WL800-周波数シンセサイザ。 これらのチップは、GEC Plessey SemiconductorsのDE6000ファミリの第6038世代に属し、まとめてDE25と呼ばれます。 セット全体は現在1000ドル未満で入手可能です。 （XNUMX個用）。 このキットを詳しく見てみましょう。 WL102B-CMOS 内部アーキテクチャ 8051 と外部フラッシュ メモリを備えた SPS マイクロコントローラ。PCMCIA インターフェイスの情報シンボルを「ジャンプ」周波数信号に変換する手順全体を実行します。 最大情報速度は2Mbpsです。 WL600Cは、2,4〜2,5Vで動作する2,7〜3,6 GHzのRFトランシーバーです。これには、低ノイズアンプ、不要なスペクトル成分フィルタリングを備えたミキサー、IFリミッターアンプ、直交復調器、制御回路を備えたアンプパワー、RSSI回路が含まれます。受信機で。 XNUMXレベルのFSK変調が使用されます。 WL800は、2,7〜3,6 Vで動作し、最大周波数が2,5 GHzで、従来の3線式バスを介してプログラム可能な低電力周波数シンセサイザです。 機能には、スプリアス変調抑制回路が組み込まれています。 より高速なスペクトラム拡散キット、商品名 PRISMTM が Harris Semiconductor から入手可能です。 このセットは、HFA3860 NPS プロセッサー、HFA3724 直交変復調器、HFA3524 デュアル周波数シンセサイザー、HFA3624 受信機および送信機ミキサー ユニット、HFA3424 低ノイズ アンプ、送信機用最終パワー アンプを備えた HFA3925 アンテナ スイッチで構成されます。 このキットが興味深いのは、Harris Semiconductor がプロジェクトの両方の部分 (プロセッサと無線周波数の両方) を提供しているためです。 ちなみに、同社は無線周波数パスのさまざまな超小型回路を製造しているため、用途に応じて最適なソリューションを選択できます。 DSSS 対応の HFA3860 BPA プロセッサには、11 Mbps での全二重または半二重動作に必要な機能がすべて含まれています。 NPS プロセッサには、アナログ I 入力および Q 入力用の XNUMX つの ADC /オープン略語/が含まれています。 使用される変調のタイプは、差動 BPSK と QPSK、および MBOK です。 プロセッサーの機能は、(RSSI スキームによる) 入力信号レベル制御機能です。これにより、有用な信号の存在をより正確に判断し、競合を回避して、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させることができます。 このプロセッサは 48 ピン TQFP パッケージで提供され、-45 ～ +850 C の温度範囲で動作できます。 セットの残りのマイクロ回路は古典的に構築されており、詳細な説明は必要ありません。 オフィスの無線電話を構築するためのキット Zilog は、スペクトラム拡散無線電話用に 87000 つのチップ、Z87010 - コントローラ、Z87000 - オーディオ エンコーダ/デコーダを提供しています。 Z900 は、87000MHz コードレス電話専用に設計された周波数ホッピング トランシーバー/コントローラーです。 Z16 には、XNUMX ビット デジタル シグナル プロセッサ (DSP) と RF セクションを制御するコントローラーが含まれています。 このトランシーバーは FSK 変調と送受信時分割を使用します。 トランシーバーは、-20〜+700°Cの温度範囲で使用するように設計されたXNUMXつのバージョンで製造されています。 •Z87000-供給電圧5V; •Z87L00-3Vの供給電圧。 Z87010は、音声をデジタル信号にエンコードしてからZ16プロセッサに転送し、Z87000からのデジタル信号を変換するように設計された87000ビットDSPです。 完成した無線電話 (ウェアラブル ハンドセットと基地局の両方) は、前述の Z87000 と Z87010、および 900 MHz RF セクションの 6190 つの部分で構成されます。 後者は、Zilog とアナログ デバイスの緊密な協力の結果としてシングルチップ ADXNUMX トランシーバとして登場しました。 必要なすべてのコンポーネントが含まれています。つまり、次のとおりです。 -低ノイズアンプ; -レシーバーミキサー; -送信機ミキサー; -送信機パワープリアンプ; -VCO; -分周器; -RSSI回路を備えたリミッティングアンプ。 - 電圧レギュレーター。 AD6190トランシーバーは、Zilogキットとインターフェイスするように特別に設計されていますが、コードレス電話またはスペクトラム拡散無線のRFセクションとして独立して動作することもできます。 900 MHz帯域でコードレス電話を構築するための同様のキットは、1998年にAMDによって提案されました。 最終機器の顧客の要件を考慮して、AMDは最小限のチップセットで優れた設計の柔軟性を備えたキットを開発しました。 このキットは、DSSSAm79C440スペクトラム拡散トランシーバーとAm79RF440RFトランシーバーで構成されています。 Am79C440コントローラーは、電話プロトコルをサポートし、データフォーマット、サウンド処理、およびRFトランシーバー制御を実行するハイテクマイクロ回路です。 そのコアは8ファミリと互換性のある8051ビットマイクロコントローラです。さらに、コントローラには、低バッテリ表示、低消費電力モードへの切り替え機能など、最新の機器に非常に馴染みのある多くのサービス機能があります。 。 Am79RF440 は、変調として GMSK (ガウス周波数変調) を使用し、902 ～ 928 MHz 帯域で信号を送受信するために必要なすべての機能を組み合わせています。 キットの量産は1998年79月に予定されていました。Am440C79とAm440RF100（5,95万個）の価格は3,95ドルとXNUMXドルです。 それぞれ。 テレメトリ、盗難警報用の低速デバイス マイクロンコミュニケーションズ株式会社は、リモート アクセス システム用に設計された MSEM256X105G チップを提供します。 このチップは 20 ピンの SOIC パッケージに収められており、DSSS 技術に基づく完全なトランシーバーです。 その動作原理は興味深いものです。送信信号は 2,44175 GHz の周波数 (振幅パルス変調 - ASK を使用) で送信され、信号は 596,1 kHz の第 31 搬送周波数で、すでに差動パルス位相変調によって変調されています。 (DPSK)、受信機入力で受信されます。 コード長は変わらず 3 チップです。 電源電圧が 5 または 5 V の場合、平均消費電流はわずか 15 mA です。 このようなトランシーバーの範囲は狭く、17フィート、受信デバイスの感度は189,3 dBm、送信電力は示されていません。 最大情報速度は XNUMX kbps です。 このデバイスは、車両が検問所を通過するときなど、移動物体を識別するために特別に設計されています。 チップとともに、メーカーは基地局、マイクロアンテナ、および独自の物理的相互作用プロトコルである MicroStamp EngineTM を提供し、単一システムで少なくとも 4 億のユーザー ユニットを保証します。 もう 400 つの分散スペクトル方式である周波数ホッピングは、ノルウェーの企業 Gran Jansen AS のマイクロ回路の基礎となっています。 GJRF300 チップは、データ シンボルのすべてのデジタル処理、ノイズのような信号への変換、および 500 ～ XNUMX MHz の範囲の RF 信号への変換を実行する完全なトランシーバーでもあります。 使用される変調のタイプは FSK です。 この超小型回路は、送信出力が 5 mW、受信感度が 110 dBm、最大情報速度が 19 bps で、電源電圧が 200 V の場合、消費電流は約 3 mA です。 40 ピン TQFP パッケージで製造されており、-44 ～ + 40C の温度範囲で動作できます。 GJRF850 の価格は約 400 ドルです。 (13個用)。 マイクロサーキットは、ワイヤレスローカルネットワーク、リモートアクセスデバイス、アラーム、セキュリティシステムに適用できます。 まとめ 上記に加えて、スペクトラム拡散技術用のチップは、Alfa Inc.、The American Microsystems Inc.、Atmel、Axxon、Cylink、Diablo Research Corporation、Digital Ocean、FreeWave Technologies、Intellon、Motorola、OKISemiconductorによって製造されています。 、Proxim、Pulse Engineering、Rockwell WCD、Lucent Technologies、Texas Instruments、Mitsubishi、Samsung、Sonyなど。 無線周波数部品用のマイクロ回路を製造している企業の中で、最も有名なのは、ヒューレットパッカード、モトローラ、フィリップス、RFマイクロデバイス、トライクイントセミコンダクターなどです。 そのようなマイクロ回路の製造業者の傾向は、複合部品を単一のチップ上にますます統合することであることに留意されたい。 しかし、これまでの最新技術では、機能のセットが限られている、低速などの最も単純なシステムのみをXNUMXつのチップに組み合わせることができます。 この問題は、デジタル処理中に発生する信号の高調波成分が無線周波数部分とうまく調和しないことが多く、今日のスペクトル周波数要件にも十分な問題があるという事実によって複雑になっています。 しかし、それでも、近い将来、チップのセットではなく、現代の標準で要求される速度で説明された機能を実行する個々のマイクロ回路の出現を期待する必要があります。 文学
著者：Malygin Ivan Vladimirovich; 出版物：library.espec.ws
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