隨著電子設(shè)備和電器品種逐步增加無(wú)線控制和通信功能，無(wú)線連接的使用范圍迅速擴(kuò)大。這種射頻無(wú)線功能的增加方便了消費(fèi)者使用。然而，實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接并不容易。射頻方面需要考慮諸多的問(wèn)題，如天線設(shè)計(jì)和調(diào)制的設(shè)置，這和傳統(tǒng)的車載控制要求非常不同。此外，監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和消費(fèi)者預(yù)期是實(shí)現(xiàn)良好的無(wú)線性能的關(guān)鍵。便宜的無(wú)線解決方案，使用非?；镜脑?，性能很差，這些簡(jiǎn)單的解決方案通常沒(méi)有良好的性能所需要的靈活性，為了提高靈活性所做的其他設(shè)計(jì)又會(huì)使得這種解決方案變得非常昂貴。幸運(yùn)的是，我們幫您找到了既具備高性能、易用性又兼顧成本的無(wú)線解決方案。

　　硬件設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

　　如何簡(jiǎn)單的讓諸多要求都實(shí)現(xiàn)在無(wú)線應(yīng)用上，一定程度上取決于解決方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)給定的無(wú)線產(chǎn)品，更高的集成度有助于滿足要求。集成范圍水平從需要晶體管偏置和匹配的完全離散的解決方案到完全獨(dú)立的集成解決方案。許多設(shè)計(jì)方案選擇部分離散的解決方案，如圖1所示的系統(tǒng)。這種方法提供一個(gè)已知的發(fā)射機(jī)的優(yōu)勢(shì)，但仍需要一些外部元件的操作。一個(gè)完全集成的解決方案，如圖2所示，基于世強(qiáng)代理的Silicon Labs Si4010無(wú)線芯片的高集成方案則幾乎不需要外部元件，大部分的濾波和調(diào)諧工作在芯片內(nèi)部進(jìn)行。

　　圖1：傳統(tǒng)的射頻方案

　　圖2：基于SiliconLabs Si4010無(wú)線芯片的高集成方案

　　天線選擇：在無(wú)線系統(tǒng)中使用的最常見的天線是一個(gè)小的PCB天線，但高增益單極和螺旋天線有時(shí)會(huì)被用在高性能的應(yīng)用程序。PCB天線在四分之一波長(zhǎng)的中心頻率上使用，但產(chǎn)品的形狀通常限制了可用天線的大小，并且對(duì)匹配造成更大的負(fù)擔(dān)，從而降低天線增益。

　　天線匹配和附加濾波取決于所使用的天線與無(wú)線IC的性能。如果發(fā)射器具有良好的諧波性能或具有良好的選擇性時(shí)，可能需要一點(diǎn)額外的濾波。然而，如果無(wú)線設(shè)備帶外的性能差，則需要特別注意要將帶外的頻率過(guò)濾掉。此外，匹配的質(zhì)量會(huì)影響到系統(tǒng)的損失。選擇具有良好的靈敏度的接收器可以減少匹配誤差幅度，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

　　芯片配置的考慮

　　無(wú)線設(shè)備還必須校正發(fā)送和接收的信息。調(diào)制方式、數(shù)據(jù)速率、頻率偏差和接收機(jī)帶寬等一些基本參數(shù)都需要配置以確保該設(shè)備能夠正常工作。數(shù)據(jù)率的選擇通常是可以優(yōu)化范圍的低數(shù)據(jù)率或可以優(yōu)化電池壽命的高數(shù)據(jù)速率之間的平衡。數(shù)據(jù)傳輸速率也受數(shù)據(jù)量的影響，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，如音頻或視頻的傳輸，需要更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　無(wú)線IC的性能和頻率源（晶體）的精度影響頻率偏差和接收機(jī)帶寬。接收機(jī)的帶寬決定了系統(tǒng)中允許多少噪聲，從而對(duì)系統(tǒng)的靈敏度和整體范圍有重大影響。如果頻移鍵控（FSK）調(diào)制用于計(jì)算發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的振蕩器容差誤差和頻率偏差的距離時(shí)，它必須足夠大。無(wú)線IC的功能，如自動(dòng)頻率校準(zhǔn)，可以幫助保持接收機(jī)帶寬較窄的產(chǎn)品，即使在選擇了更便宜的，不準(zhǔn)確的結(jié)晶的情況下。為了確保良好的性能，優(yōu)化這些參數(shù)是非常重要的。

　　一些無(wú)線設(shè)備，可以通過(guò)內(nèi)設(shè)寄存器進(jìn)行配置。然而，寄存器的設(shè)置是很困難的，因?yàn)橐粋€(gè)單一的配置參數(shù)可能影響多個(gè)寄存器的設(shè)置。一些設(shè)備包括應(yīng)用程序編程接口（API）代碼轉(zhuǎn)換器可以將單一寄存器編碼設(shè)置成更易于管理和更容易理解的命令。這些命令，通過(guò)無(wú)線IC和微控制器（MCU）之間的接口（通常為SPI或I2C接口）發(fā)送到設(shè)備。

　　無(wú)線解決方案的實(shí)例

　　無(wú)線系統(tǒng)有很多的性能要求，實(shí)施起來(lái)也具備一定的復(fù)雜性。設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)該是找到一個(gè)簡(jiǎn)單及廉價(jià)的解決方案。理想的無(wú)線解決方案需要采用廉價(jià)的且高性能的無(wú)線設(shè)備與易于開發(fā)的應(yīng)用程序。例如，世強(qiáng)代理的Silicon Labs Si4455 EZRadio?收發(fā)機(jī)具有高輸出功率和超過(guò)行業(yè)其他產(chǎn)品的諸多性能，如電流消耗，靈敏度，選擇性和阻塞。同時(shí)它也具備行業(yè)內(nèi)其他產(chǎn)品不多見的一些功能，諸如自動(dòng)頻率控制及負(fù)責(zé)處理通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部包處理程序。

　　此外，Silicon Labs提供了一個(gè)示范板（參見圖5），可以用來(lái)作為評(píng)價(jià)工具，并作為硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。該演示板分為兩部分，RF部分和MCU部分。這種配置使得Demo板可以直接進(jìn)行測(cè)試或是去掉RF部分針對(duì)應(yīng)用本事進(jìn)行測(cè)試。Silicon Labs公司還提供完整的原理圖和PCB布局文件，可聯(lián)系世強(qiáng)索取，該主板可以作為一個(gè)參考設(shè)計(jì)。

　　圖3：Si4455 EZRadio開發(fā)板

　　一個(gè)易于使用的配置工具為Ezradio芯片簡(jiǎn)化了開發(fā)過(guò)程（如圖6所示），該工具可以幫助開發(fā)者確定每個(gè)應(yīng)用程序的優(yōu)化設(shè)置。配置向?qū)Вㄒ妶D7）有助于確保設(shè)計(jì)保持在監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)并提供了一系列可能的配置，您也可以選擇提供所需的頻率和振蕩器容差，讓軟件決定接收機(jī)的帶寬，確保提供最佳的性能。以上工作完成以后，該軟件就可以提供所需配置的全部代碼，甚至可以提供應(yīng)用程序初始狀態(tài)下的演示代碼。

　　圖4? 射頻芯片EZconfig配置步驟

　　圖5 無(wú)線開發(fā)套件軟件的EZconfig配置步驟向?qū)?/p>

　　總體而言，這種類型的無(wú)線產(chǎn)品可以滿足許多設(shè)計(jì)不同的產(chǎn)品，大大簡(jiǎn)化了在應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接的難度。高性能、易于使用，有用的支持工具確保更多的設(shè)計(jì)裕量及更易實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)。此外，由于無(wú)線IC價(jià)格相對(duì)低廉，額外支持組件的成本較小，該解決方案的系統(tǒng)級(jí)成本通常會(huì)減少。這當(dāng)然歸功于設(shè)備的高性能和高集成性。