|
|
|
APCO project 25
|
Приемники и передатчики УВЧ-диапазона корпорации Atmel
|
|
Беспроводная связь становится необходимостью для современных встраиваемых приложений, например, для связи с датчиком, к которому невозможно протянуть провода. В настоящее время существует множество различных решений для организации беспроводной связи, например, стандарты 802.11b или Bluetooth для высокоскоростного обмена данными. Для систем, не требующих такой сложности и высоких скоростей, используются другие решения. Особенности низкоскоростных приемников и передатчиков корпорации Atmel Corp. для высокочастотного диапазона расматриваются в данной статье. Приемники и передатчики Корпорация Atmel предлагает ряд приемников и передатчиков, работающих в паре на частотах 300–928 МГц. Большую часть этой продукции составляют устройства бывшей компании Temic (в названии первая буква «T»). Все приемники и передатчики Atmel используют узкополосную передачу на одном канале, позволяющую снизить влияние паразитных сигналов. Благодаря узкополосному фильтру промежуточной частоты (ПЧ) с крутым срезом и высокостабильному генератору удается достигнуть избирательности 60 дБ по соседнему каналу. Эти приемники и передатчики применяются в приложениях с низкой скоростью передачи данных (до 32 кбод), таких, как измерение температуры, давления, в датчиках движения, телеметрии, разнообразных счетчиках, бесконтактных ключах, системах сигнализации и безопасности, радиомодемах и т. д. Дальность связи — до 100 м. Используются: передача сигнала с амплитудным и частотным манипулированием, с манчестерским и двухфазным кодированием сигнала, ШИМ-протоколы. Передатчики Передатчики работают на частотах 300–928 МГц с различной выходной мощностью, со встроенным или внешним микроконтроллером (МК) (см. табл. 1). Таблица 1. Передатчики фирмы Atmel | Наименование | Встроенный МК | Частота передачи, МГц | Ток потребления/
sleep | Скорость передачи данных, кбод | Напря-жение питания, В | Выходная мощность, дБм | Корпус | Темпера-турный диапазон, °C | | U2741B | – | 300–450 | 10 мА/350 нА | 20 | 2,2–5,5 | 3 | SSO16 | –20...+70,
–40...+85 | | U2745B | - | 310–440 | 10 мА/2 мкА | 20 | 2–4 | 3 | SSO16 | –40...+85 | | T5750 | - | 868–928 | 8,5 мА/350 нА | 32 | 2–4 | 5,5 | SO8 | –40...+85 | | T5753 | - | 310–330 | 9 мА/350 нА | 32 | 2–4 | 8 | TSSOP8L | –40...+85/+125 | | T5754 | - | 429–439 | 9 мА/350 нА | 32 | 2–4 | 7,5 | TSSOP8L | –40...+85/+125 | | AT86RF401 | AVR 8-разрядн.,
2K Flash,
128 байт EEPROM,
128 байт SRAM, ISP | 264–456 | 23 мА/100 нА | 10 | 2–5 | 6 | TSSOP20 | –40…+85 | | ATAx862-3 | MARC 4-разрядн.
T44C862, 4K ROM,
128 байт SRAM,
I2C, 3-wire | 310–330 | 9,5 мА/1 мкА | 32 | 2–4 | 10 | SSO24 | –40…+125 | | ATAx862-4 | MARC 4-разрядн.,
T44C862, 4K ROM,
128 байт SRAM,
I2C, 3-wire | 429–439 | 9,5 мА/1 мкА | 32 | 2–4 | 10 | SSO24 | –40…+125 | | ATAx862-8 | MARC 4-разрядн.,
T44C862, 4K ROM,
128 байт SRAM,
I2C, 3-wire | 868–928 | 9,5 мА/1 мкА | 32 | 2–4 | 10 | SSO24 | –40…+125 |
В качестве внешнего МК фирма Atmel предлагает использовать, например, 4-разрядные МК серии MARC, имеющие низкий ток потребления. В передатчик AT86RF401 встроен 8-разрядный МК AVR. Анонсирована также новая серия передатчиков ATAх862 на базе 4-разрядного МК T44C862 семейства MARC. Передатчик T5750 Для частот 868–870 МГц и 902–928 МГц Atmel предлагает передатчик T5750, работающий в паре с приемниками T5760/61 (рис. 1). Передатчик и приемники содержат генератор, управляемый напряжением (ГУН), и предварительный делитель частоты. 
Благодаря узкой полосе частот приемник имеет высокую чувствительность и хорошее соотношение сигнал-шум. В передатчик T5750 входят блок фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), усилитель мощности и кварцевый генератор. В режиме передачи ток потребления составляет 8,5 мА. При отсутствии передачи подачей на выводы ENABLE (вход разрешения) и PA_ENABLE (вход разрешения усилителя мощности PA) (см. рис. 2) сигнала низкого уровня осуществляется переключение микросхемы в режим sleep, ток потребления при этом снижается до 0,35 мкА. Таким образом, литиевый элемент, обычно служащий источником питания в автономных системах, может служить много лет и позволяет использовать такие передатчики, например, в шинах автомобилей для мониторинга давления. 
Передатчик имеет тактовый выход для синхронизации работы внешнего микроконтроллера, который используется для кодирования сигналов. T5750 поддерживает амплитудное и частотное манипулирование, имеет одиночный вывод с открытым коллектором для подключения внешней петлевой или l/4 антенны. Амплитудная и частотная манипуляции Если на вывод ENABLE передатчика подан высокий уровень, выводы PLL (ФАПЧ) и CLK активизируются. Сигнал тактирования с вывода CLK подается на МК. Подачей соответствующего сигнала на вывод PA_ENABLE осуществляется включение и выключение усилителя мощности PA, то есть реализуется амплитудная манипуляция (АМн) на частоте f1 или манипуляции включение-выключение (OOK, On-Off-Keying) (рис. 3). Для стабилизации кварцевому генератору и ФАПЧ требуется обычно около 1 мс после подачи сигнала высокого уровня на вывод ENABLE, поэтому вывод PA_ENABLE следует удерживать на низком уровне более 1 мс после подачи сигнала ENABLE. 
T5750 содержит полностью интегрированную ФАПЧ, из внешних компонентов необходим только внешний резонатор 13,567187 МГц для передачи данных на частоте 868,3 МГц, или 14,296875 МГц — для частоты 915 МГц (см. рис. 3). Конденсатор С3 — разделительный конденсатор по питанию. Постоянное напряжение на выход с открытым коллектором подается через дроссель L1. Для АМн конденсатор С2 не требуется, для частотной манипуляции (ЧМн) требуются оба конденсатора С1 и С2. После стабилизации кварцевого генератора и ФАПЧ на вывод PA_ENABLE подается высокий уровень для включения усилителя мощности PA (рис. 4). 
Передатчик готов для частотной манипуляции. Изменение частоты достигается подключением и отключением конденсатора С2 параллельно нагрузочному конденсатору С1 путем подачи на управляющий вывод МК низкого уровня или переключением его в высокоимпедансное состояние, изменяя таким образом частоту на выходе антенны с f1 на f2 и обратно. Для уменьшения энергопотребления после окончания передачи на вывод PA_ENABLE должен быть подан сигнал низкого уровня. Сигнал CLK отключается после подачи на вывод ENABLE сигнала низкого уровня. Усилитель мощности имеет выход с открытым коллектором, обеспечивающий импульсный ток, практически не зависящий от импеданса нагрузки. Таким образом, уровень выходной мощности определяется импедансом подключаемой нагрузки, и для получения максимальной выходной мощности (5,5 дБм) импеданс антенны должен быть согласован с выводом передатчика. Для приложений с небольшой дальностью связи рекомендуется использовать печатную петлевую антенну. Основное требование, которому должны соответствовать такие антенны, — это способность возбуждать сильные токи для создания электромагнитного поля. Выходная мощность антенны определяется значением ее сопротивления излучения: Rrad = 31 кОм (A/l2)2, где А — внутренняя площадь петлевой антенны, l — длина волны передаваемого сигнала. Мощность излучения антенны Prad = Rrad х ILoop2. Расстояние передачи зависит также от корпуса передатчика, ориентации антенны, конфигурации пространства, в котором происходит передача (открытое, замкнутое), а также типа антенны (печатная, проводная). Например, при выходной мощности передатчика около 3 дБм (U2741B) печатной антенне на плате передатчика и проводной антенне на плате приемника передача может осуществляться в открытом пространстве до 100 м. В других условиях может быть удобнее использовать T5743 или T5754, имеющих большую выходную мощность 8,0 и 7,5 дБм, соответственно. Передатчик AT86RF401 AT86RF401 представляет собой интеллектуальный миниатюрный передатчик с высокой степенью интеграции на базе 8-разрядного RISC-микроконтроллера AVR. Для организации законченной радиосистемы с манипуляцией включение-выключение (OOK) необходим только кварцевый резонатор, литиевый элемент, три конденсатора, дроссель и петлевая антенна (рис. 5). 
AT86RF401 может быть переключен в режим sleep, ток потребления в этом режиме составляет 0,5 мкА. AT86RF401 имеет программируемый регистр детектора снижения напряжения батареи. При поступлении сигнала на любую линию ввода-вывода микросхема переходит в режим передачи, при этом происходит активизация цепи генератора синхросигналов для микроконтроллера AVR. Несущая радиосигнала синтезируется с помощью ГУН. Оптимальная настройка ГУН поддерживается с помощью допусков на элементы схемы через использование программно управляемой матрицы на переключаемых конденсаторах. Внутрисхемно программируемые энергонезависимая память программ (2 кбайт), выполненная по технологии Flash, и память данных (128 байт), выполненная по технологии EEPROM, позволяют осуществлять разработку за короткое время. Имеется также внутреннее статическое ОЗУ объемом 128 байт (SRAM). Как и во всех микроконтроллерах AVR, короткая команда выполняется за один машинный цикл, который составляет один период тактовой частоты 1,25 МГц. Система команд насчитывает 114 различных инструкций. Для реализации функций передатчика и некоторых дополнительных функций встроенный МК AT86RF401 имеет отличные от стандартных AVR регистры ввода-вывода (таблица 2). Таблица 2. Регистры ввода-вывода AT86RF401 | Адрес (Hex) | Наименование регистра | Функции | | $3F | SREG | Status Register | | $3E | SPH | Stack Pointer High Register (program to 0.00) | | $3D | SPL | Stack Pointer Low Register | | $35 | BL_CONFIG | Battery Low Configuration Register | | $34 | B_DET | Button Detect Register | | $33 | AVR_CONFIG | AVR Configuration Register | | $32 | IO_DATIN | I/O DATA IN Register | | $31 | IO_DATOUT | I/O DATA OUT Register | | $30 | IO_ENAB | I/O Enable Register | | $22 | WDTCR | Watchdog Timer Control Register | | $21 | BTCR | Bit Timer Control Register | | $20 | BTCNT | Bit Timer Count Register | | $1E | DEEAR | Data EEPROM Address Register | | $1D | DEEDR | Data EEPROM Data Register | | $1C | DEECR | Data EEPROM Control Register | | $17 | LOCKDET2 | Lock Detector Configuration Register 2 | | $16 | VCOTUNE | VCO Tuning Register | | $14 | PWR_ATTEN | Power Attenuation Control Register | | $12 | TX_CNTL | Transmitter Control Register | | $10 | LOCKDET1 | Lock Detector Configuration Register 1 |
Встроенный таймер микроконтроллера AVR с работой по прерываниям упрощает применение ШИМ или манчестерского кодирования для модуляции несущей. Радиосигнал передается на настроенную петлевую антенну, которая может быть реализована медным проводником на печатной плате. Усилитель мощности генерирует дифференциальный сигнал, который передается с выхода ФАПЧ на внешнюю антенну. Выходная мощность передатчика может изменяться программно в пределах 36 дБ с шагом 1 дБ путем конфигурирования усилителя мощности. Генератор с подкачкой (номинальное значение 1,2 В) обеспечивает работу в широком диапазоне питающих напряжений. В устройстве имеются встроенные аппаратные функции brown-out protection и контроля уровня напряжения батареи. Цепь brown-out protection определяет, когда напряжение питания опускается ниже минимального значения, обеспечивающего нормальную работу (обычно 1,8 В). При значении напряжения питания ниже указанного происходит аппаратный сброс микроконтроллера. Пороговое напряжение, при котором индицируется разряд батареи, задается программно. Источником прерывания в AT86RF401 могут быть события «регистр данных пуст» и «передача данных окончена». Таймер также поддерживает режим, при котором вместо прерывания используется опрос, позволяющий получить большую скорость передачи. Этот таймер также может быть использован для декодирования сигнала, полученного внешним приемником. AT86RF401 имеет несколько источников сброса: Power-on Reset — по включению питания, внешний сброс, сброс от сторожевого таймера, Brown-out Reset — при снижении напряжения батареи ниже установленного, Button Reset (программный сброс). Передатчики ATAxR862 Новые передатчики ATAxR862 на базе МК T44C892 семейства MARC4 (рис. 6) подходят для применения как на стороне приемника, так и на стороне передатчика (для декодирования данных). ATAx862 содержит ROM, RAM, 16 линий ввода-вывода, два 8-разрядных многофункциональных таймера-счетчика с функцией модуляции и демодуляции, супервизор напряжения питания, сторожевой таймер и сложный генератор тактовых импульсов с внешним выводом (встроенный RC-генератор, кварцевый генератор 32 кГц и 4 МГц). 
Программное ПЗУ выполняется по технологии EEPROM (ATAM862 — Flash-версия) или по маске (ATAR862 — ROM-версия). Кроме микропроцессорного и радиочастотного блока, передатчик ATAx862 имеет дополнительный блок последовательной памяти данных емкостью 512 бит, выполненной по технологии EEPROM. Плата передатчика T5750 Фирма Atmel выпускает отдельно плату передатчика T5750 V1.1 на базе передатчика T5750 и 4-разрядного МК T48C893N семейства MARC (рис. 7), предназначенную для частотной и амплитудной манипуляций. 
Плата питается от одного литиевого элемента 3 В (например, CR2032). Ток потребления покоя составляет менее 1 мкА, ток потребления при передаче данных — около 8,5 мА. Плата может работать на частотах 868,3 МГц и 915 МГц, переход с одной частоты на другую осуществляется сменой резонатора и конденсаторов С5, С6, С7 цепи согласования импеданса печатной антенны. По умолчанию, плата настроена на частотную манипуляцию со скоростью передачи данных 1 кбод. Для ЧМн девиация частоты составляет около 30 кГц. На плате имеется программный адаптер JP1, через который реализуется внутрисхемное программирование памяти EEPROM микроконтроллера T48C893N. Для разработки программного обеспечения может использоваться стартовый набор разработчика TMEB893 для МК MARC4. Приемники Приемники фирмы Atmel поддерживают скорость приема данных в режиме АМн до 10 кбод и в режиме ЧМн до 3,2 кбод, различаются частотой приема данных и шириной полосы промежуточной частоты (ПЧ) (таблица 3). Таблица 3. Приемники фирмы Atmel | Наименование | Частота передачи, МГц | Полоса ПЧ, кГц | Напряжение питания, В | Ток потребления, мА | Корпус | Температурный диапазон, °C | | U3741BM | 300–450 | 300/600 | 4,5–5,5 | 7 | SO20 | –40...+105 | | U3742BM | 300–450 | 600 | 4,5–5,5 | 7 | SO20 | –40...+105 | | U3745BM | 310–440 | 600 | 4,5–5,5 | 7 | SO20 | –40...+85 | | T5743N | 300–450 | 600 | 4,5–5,5 | 7,5 | SO20 | –40...+105 | | T5760 | 868–870 | 950 | 4,5–5,5 | 7,4 | SO20 | –40...+105 | | T5761 | 902–928 | 600 | 4,5–5,5 | 7,4 | SO20 | –40...+105 | | T5744 | 300–450 | 600 | 4,5–5,5 | 7,1 | SSO20, SO20 | –40...+105 |
Приемники поддерживают протоколы ЧМн, АМн, ШИМ, манчестерское и двухфазное кодирование. Чувствительность приемников в среднем составляет –110, –114 дБм (в режиме АМн, низкая скорость передачи данных) и –106 дБм (для ЧМн). Приемники имеют электростатическую защиту 4 кВ (кроме T5760/61 — 2 кВ) согласно MIL-STD-883. Принцип построения приемников одинаков, рассмотрим его на примере U3741BM. U3741BM предназначен для работы на частотах 300–450 МГц, в технической документации Atmel приводятся параметры микросхемы и ее «обвязка» только для двух частот: 315 МГц (стандартный диапазон в США) и 433,92 МГц (стандартный диапазон для Европы). Переход с одной частоты на другую осуществляется с помощью смены нескольких внешних компонентов (резонатора и конденсаторов). Входной каскад РЧ-приемника U3741BM представляет собой супергетеродин с промежуточной частотой 1 МГц и состоит из малошумящего усилителя, гетеродина, смесителя с подавлением зеркального канала до 30 дБ и усилителя РЧ (рис. 8). Сигнал с входного каскада РЧ фильтруется интегрированным фильтром ПЧ 4-го порядка, поступает на RSSI-усилитель, демодулятор и затем на фильтр данных (ФВЧ 1-го порядка и ФНЧ 1-го порядка). Далее сигнал передается в схему обработки данных. 
Для повышения избирательности приемника до 40 дБ используют внешний ПАВ-фильтр. Для идентификации и фильтрации «шумов» в приемнике U3741BM может использоваться функция индикации уровня принимаемого сигнала RSSI (Receive Signal Strength Indication), позволяющая игнорировать фронты, которые случаются при отсутствии сильного радиосигнала. Недостатком использования RSSI является изменение условий приема (снижение чувствительности). Для снижения энергопотребления используется специальный режим опроса — polling. В этом режиме приемник находится попеременно в трех состояниях. В режиме sleep цепь обработки сигнала отключена на время Tsleep, и микросхема потребляет низкий ток. Во время запуска Tstartup цепь обработки сигнала запускается. Следующий режим — проверка количества битов в соответствии с установленным временным окном (bitcheck). Если полезный сигнал не обнаружен за время Tbitcheck, приемник переходит опять в режим sleep. То есть приемник включается на короткие промежутки времени и проверяет присутствие полезного сигнала на входе. Если сигнал обнаружен, приемник переходит в активный режим и передает данные во внешний МК. Приемник конфигурируется с помощью двух регистров разрядностью 12 бит, определяющих скорость передачи данных, интервалы и параметры различных режимов (Tsleep, Tstartup, Tbitcheck и т. д.). U3741BM доступен с двумя различными полосами ПЧ. U3741BM-M2 — версия с шириной ПЧ 300 кГц — хорошо подходит для систем с АМн, где используется передатчик с ФАПЧ U2741B. U3741BM-M3 имеет полосу ПЧ 600 кГц. Этот вариант может быть использован совместно с U2741B в режимах ЧМн и АМн. Использование U3741BM в режиме АМн дает более высокую точность частоты несущей. Отладочные комплекты Корпорация Atmel предлагает отладочные комплекты для разработки приемников и передатчиков, позволяющих осуществить разработку беспроводной системы до создания собственной платы. В отладочный комплект входит базовая плата с МК, плата приемника, плата передатчика и программное обеспечение (рис. 9). Отдельно могут поставляться платы приемника или передатчика. Для каждой пары «приемник — передатчик» предлагается свой отладочный комплект (таблица 4). 
Таблица 4. Отладочные комплекты приемников и передатчиков | Отладочный комплект | Приемник | Передатчик | Частота, МГц | Ширина полосы пропускания, кГц | Примечание | | TMEBx741A | U2741 | U3741 | 433 | 300 | | | TMEBx741B | U2741 | U3741 | 433 | 600 | | | TMEBx741C | U2741 | U3741 | 315 | 300 | | | TMEBx741D | U2741 | U3741 | 315 | 600 | | | TMEBx745A | U2745 | U3745 | 433 | 600 | | | TMEBx745B | U2745 | U3745 | 315 | 600 | | | TMEB57x0 | T5750 | T5760 | 868 | 600 | | | TMEB57x1 | T5750 | T5761 | 915 | 600 | | | | T5753 | | 315 | | планируется к выпуску в 2003 г. | | | T5754 | | 433 | | планируется к выпуску в 2003 г. | | TMEB5744S3 | | T5744 | 315 | 600 (saw) | плата приемника с ПАВ-фильтром | | TMEB5744N3 | | T5744 | 315 | 600 | плата приемника | | TMEB5744S4 | | T5744 | 433 | 600 (saw) | плата приемника с ПАВ-фильтром | ;| TMEB5744N4 | | T5744 | 433 | 600 | плата приемника | | AT86RF401U-EK1 | AT86RF401U | | 315 | | плата передатчика | | AT86RF401E-EK1 | AT86RF401E | | 433 | | плата передатчика | | ATAK4015744U | AT86RF401U | T5744 | 315 | | | | ATAK4015744E | AT86RF401E | T5744 | 433 | | | | AT86RF211-DK433107 | AT86RF211 | AT86RF211 | 433 | | | | AT86RF211-DK868107 | AT86RF211 | AT86RF211 | 868 | | | | AT86RF211-DK915107 | AT86RF211 | AT86RF211 | 915 | | |
Отладочный комплект TMEB57x0 Рассмотрим некоторые отладочные комплекты, приведенные в таблице 4. Отладочный комплект TMEB57x0 предназначен для ознакомления с приемником T5760 и передатчиком T5750, работающими на частоте 868 МГц. Он состоит из базовой платы на основе 4-разрядного микроконтроллера семейства MARC4, платы приемника и платы передатчика (рис. 10). Приемник и передатчик программируются через внешний компьютер под управлением программного обеспечения передатчика или приемника соответственно, поставляемого вместе с отладочным комплектом. 
Программное обеспечение передатчика позволяет устанавливать скорость передачи данных, тип модуляции, тестовое слово и т. д. После записи программного кода в передатчик плата передатчика работает независимо и может быть снята с базовой платы. Программное обеспечение приемника имеет средства оценки передачи данных (гистограммы, временные таблицы). Приемник работает только совместно с базовой платой. Соответствующие светодиоды индицируют включение питания, правильность тестового слова, соответствие телеграммы установленному временному окну. Отладочный комплект ATAK4015744 Отладочный комплект ATAK4015744 включает в себя платы приемника T5744 и передатчика AT86RF401, образцы AT86RF401 и T5744, необходимые программные средства для разработки двунаправленной передачи данных. Программное обеспечение позволяет передавать передатчику уникальный 8-битовый код, соответствующий одной из четырех кнопок платы передатчика. Он содержит идентификационный код кнопки и данные о состоянии батарейного элемента. Приемник T5744 демодулирует радиосигнал в цифровую форму и передает его для обработки в AT86RF401. 
После обработки сигнала двоичное представление кода нажатой клавиши и статус батарейного элемента отображаются с помощью трех светодиодов. В наборе используется манипуляция включение-выключение (OOK) для модуляции несущей и ШИМ для кодирования цифровой информации. Плата передатчика имеет в своем составе AT86RF401, кнопки, держатель батареи, печатную антенну, разъем, дискретные компоненты. Внутрисхемное программирование (ISP) возможно через интерфейс SPI с помощью 6-полосного ленточного кабеля, подсоединяемого к COM-порту PC. Плата приемника имеет в своем составе две микросхемы T5744 и AT86RF401, держатель батарейного элемента, печатную антенну, разъем, дискретные компоненты. Сохранена возможность реализации функции RSSI приемника T5744, которая не используется в отладочном комплекте. Три светодиода подсоединены к AT86RF401 и зажигаются при получении соответствующим образом промодулированного сигнала. T5744 имеет вывод для антенны с одним вхо-дом. Плата приемника содержит средства для согласования цепи с печатной антенной на плате или простой штыревой антенной l/4. Печатная антенна не согласована с импедансом 50 Ом цепи, она предназначена для демонстрации работы только на коротких расстояниях. Согласовать импеданс (и получить большее расстояние связи) возможно отсоединением печатной антенны и подключением антенны l/4. В наборе применено ШИМ-кодирование 1/3:2/3, которое может быть изменено программно. 1/3:2/3 означает, что «1» представляется первой 1/3 периода, содержащей радиосигнал, а последние 2/3 периода не содержат сигнала. Для «0», наоборот, первые 2/3 не содержат сигнала, а последняя 1/3 содержит. Сообщение состоит из 2 байт: преамбулы (0xFFFE) и байта данных (старшая половина байта содержит статус батареи, а младшая — идентификационный номер кнопки). Байт данных повторяется 3 раза. Идентификационные номера кнопок кодируются следующим образом: кнопка 0 — 0001, кнопка 1— 0011, кнопка 2 — 0111, кнопка 3 — 1111. Такие идентификационные номера позволяют однозначно идентифицировать каждую кнопку и при сдвиге одного бита ошибки идентификации не возникает. Бит-таймер выполняет функцию манипуляции передатчика, обеспечивая синхронность модуляции усилителем мощности. Приемник находится во включенном состоянии постоянно, поэтому он может реагировать на шум. Микроконтроллерная часть AT86RF401 должна проверять каждый фронт с помощью бит-таймера для определения полезного сигнала. При использовании ШИМ-кодирования бит может быть определен как «1» или «0» путем измерения интервала от переднего до заднего фронта (рис. 12). 
Приемопередатчик Отдельно в ряду радиочастотной продукции Atmel стоит приемопередатчик AT86RF211 (таблица 5), предназначенный для работы с внешним МК AVR. Это недорогое решение для беспроводных применений (телеметрия, датчики) для скоростей до 64 кбит/с и полудуплексной передачи. Расстояние передачи составляет до 30 метров в закрытом помещении и до 300 метров в открытом пространстве. Таблица 5. Приемопередатчик фирмы Atmel | Наименование | Частота передачи, МГц | Скорость передачи данных | Выходная мощность, дБм | Ток потребления | Напряжение питания, В | Корпус | Температурный диапазон, °C | | AT86RF211 | 915/868/433 | 64 кбит/с | 10/12/14 | 0,5 мкА–35 мА | 2,4–3,75 | TQFP48 | –40…+85 |
Для работы на частотах 433, 868 и 915 МГц используется один приемопередатчик, выбор частоты осуществляется подключением различных внешних элементов. Имеется функция цифровой подстройки частоты несущей с шагом 200 кГц. Из блок-схемы AT86RF211 (рис. 13) видно, что из внешних компонентов необходим только кварцевый резонатор, керамический фильтр, антенно-согласующие компоненты и фильтрующие компоненты питания. 
Все необходимые радиочастотные блоки интегрированы в AT86RF211, что позволяет упростить разработку платы приемопередатчика и позволяет сократить затраты на производство соответствующих компонентов. Конструкция AT86RF211 позволяет избежать типичных проблем, возникающих при моделировании устройств беспроводной связи, например, изменения частоты при электростатическом воздействии от рук пользователя или помещении устройства в корпус. Структура приемника супергетеродинная, двойного преобразования. AT86RF211 включает в себя переключатель режимов прием/передача (Rx/Tx) со временем переключения менее 200 мкс. Имеются также цифровая функция RSSI и функция контроля значения напряжения батарейного элемента. AT86RF211 содержит встроенный синтезатор, ФАПЧ, ГУН, имеет 8 цифровых уровней выходной мощности. Он поддерживает ЧМн, манчестерское кодирование сигнала не требуется. Приемопередатчик может работать в нормальном режиме приема-передачи, в независимом режиме «wakeup» и режиме энергосбережения «power down». В нормальном режиме микросхема конфигурируется через МК, устанавливаются частота и режим (прием или передача). Далее микросхема действует как конвейер: данные, поступающие на вывод DATAMSG, немедленно передаются в эфир (Tx), либо сигнал, поступающий с антенны, демодулируется и передается побитно в МК по тому же выводу DATAMSG (Rx). Данные в кристалле не хранятся и не обрабатываются. В режиме «wakeup» кристалл устанавливается в специальный режим передачи, называемый sleep. Кристалл периодически запускается по сигналу от внутреннего таймера (отдельная функция, не зависящая от МК, находящегося в режиме power-down) и ожидает данные в виде специального сообщения, формат которого определяется предварительно. При получении правильного сообщения данные сохраняются в AT86RF211 (до 32 бит), и на выводе WAKEUP генерируется сигнал прерывания. В противном случае процедура продолжается. AT86RF211 имеет несложный интерфейс подключения к МК, при котором его можно рассматривать как внешний периферийный узел МК. Обмен данными между AVR МК и РЧ-модулем AT86RF211 осуществляется через 3 регистра ввода-вывода общего назначения МК, которые используются для чтения и записи данных в 16 внутренних регистров AT86RF211. 8 регистров AT86RF211 используются для конфигурирования нормального режима обмена данными, 4 регистра для режима «wake-up», 4 регистра для реализации специальных функций, определяемых конечным приложением. Размеры регистров варьируются от 32 бит до 1 бита регистра RESET. Наиболее часто используемые биты расположены в старших разрядах регистров. Режимы чтения и записи позволяют осуществлять доступ к отдельным битам регистра. Сигналы SLE, SCK и SDATA МК формируют последовательный цифровой интерфейс для управления работой приемопередатчика и могут быть назначены на любые выводы общего назначения AVR. Сигнал SLE (enable/chip select) и SCK (clock) работают на выход, сигнал SDATA является двунаправленным. Сигнал DATAMSG используется для организации полудуплексной передачи между МК и РЧ модулем (рис. 14). 
При организации асинхронного интерфейса UART оба вывода RхD и TхD МК соединяются с двунаправленным вводом-выводом DATAMSG AT86RF211. Так как осуществляется полудуплексная передача, при отсутствии передачи данных вывод TхD должен находиться в высокоимпедансном состоянии. Вывод DATACLK используется для синхронной передачи и поэтому при использовании UART не задействован. Для организации синхронной передачи данных между AVR и AT86RF211 необходимо использовать либо интерфейс «bit banging», либо узел SPI. Интерфейс SPI используется для высокоскоростного обмена данными. Вывод DATACLK AT86RF211 подсоединяется к выводу SCK порта SPI МК (рис. 15). При приеме данных порт SPI работает в режиме slave. Вывод SCK работает в режиме входа и управляется выводом DATACLK AT86RF211. Вывод MOSI порта SPI подсоединяется к выводу DATAMSG AT86RF211. Так как обмен данных происходит в полудуплексном режиме, вывод MISO остается свободным. Вывод SS/ следует подсоединить к «земле». В режиме передачи вывод SCK порта SPI остается в неподключенном состоянии, чтобы избежать конфликта с выводом DATACLK AT86RF211. 
При такой организации обмена данными между AT86RF211 и МК следует учитывать скорость передачи по интерфейсу SPI, зависящую от тактовой частоты МК и предделителя. Если тактовая частота МК велика, может оказаться, что скорость SPI окажется слишком большой для AT86RF211 в режиме передачи, и AT86RF211 не будет успевать передавать данные в эфир. Скорость порта SPI в режиме приема будет всегда совместима с AT86RF211. Для получения требуемой скорости передачи данных, не накладывающей ограничения на выбор МК по скорости, возможно использование комбинации аппаратной реализации порта SPI для режима приема, имеющего жесткие требования по синхронизации, и аппаратно управляемых вводов-выводов приемопередатчика от таймера (bit banging) для режима передачи. Также удобно использовать режим аппаратно управляемых вводов-выводов, если МК не имеет периферийных узлов портов UART или SPI. Для реализации такого обмена вывод DATAMSG подсоединяется к любому выводу МК, вывод DATACLK к любому выводу, выполняющему функцию запроса прерывания из внешнего источника. Функция восстановления синхросигнала после сброса обеспечивает появление фронта тактового сигнала в середине получаемого бита данных, по которому инициализируется прерывание. Для всех вариантов последовательного подключения выводы SDATA, SCK и SLE AT86RF211 подключаются к вводам-выводам общего назначения МК. Если используется экономичный режим питания (standby), вывод WAKEUP должен быть подсоединен к выводу МК с функцией запроса прерывания из внешнего источника. Отладочный комплект AT86RF211 
Отладочный комплект AT86RF211-DKххх107 (рис. 16) предназначен для быстрой и простой разработки системы на базе AT86RF211 и AVR МК 8-бит AT90LS8535. Отладочный комплект содержит два одинаковых модуля. Каждый модуль состоит из базовой платы, имеющей в своем составе AVR МК, ЖКИ, кнопку, переключатель, датчик освещенности и несколько светодиодов, а также дочерней платы РЧ-модуля, состоящей из AT86RF211, соответствующей обвязки и гибкой штыревой антенны, которая может быть отсоединена для подключения тестового оборудования. МК AT90LS8535 поставляется с запрограммированной демо-версией, которая передает между двумя модулями данные об освещенности, полученные с помощью интегрированного АЦП МК. Исходные коды для этой и других программ на языке С поставляются вместе с комплектом. Отладочный комплект следует заказывать на конкретную частоту: 915 МГц, 868 МГц или 433 МГц. Базовая плата одинакова для всех комплектов, отличаются только дочерние платы РЧ-модуля. На РЧ-модуле отладочного комплекта имеется ПАВ-фильтр, фильтр первой ПЧ 10,7 МГц и фильтр второй ПЧ 455 кГц. Конструкция модуля обеспечивает узкополосную передачу, высокую избирательность и большую дальность связи. Из-за полосы фильтра второй ПЧ 455 кГц скорость передачи данных ограничена 20 кбит/с. Для применений, требующих скорости данных более 64 кбит/с и, соответственно, более широкой полосы, следует заменить на плате фильтр второй ПЧ на конденсатор. Отладочный комплект сопровождается необходимой документацией для разработки различных встроенных приложений. 
Отдельно поставляются дочерние платы РЧ-модулей для дальней связи со штыревой антенной (рис. 17) и для небольшой дальности связи с печатной антенной (рис. 18). 
Дочерние платы совместимы с отладочным комплектом. Gerber-файлы, список компонентов и принципиальные схемы поставляются вместе с дочерними платами. |
|
|
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТЕННЫХ СИСТЕМ
|
При проектировании и установке радиосредств, предусматривающих одновременную работу как на прием, так и на передачу, наиболее важной задачей является выбор правильной конфигурации антенно-фидерной системы, минимизирующей взаимное влияние передатчика и приемника. Один из способов ее решения и тем самым достижения требуемого качества приема – установка двух разнесенных в пространстве антенн.
В предлагаемой вниманию читателей статье рассматривается более надежный и перспективный способ – установка одной антенны с использованием дуплексного фильтра1.
Использование дуплексных фильтров в антенно-фидерных системах ретрансляторов
В большинстве систем радиосвязи в настоящее время используются расположенные на высоких точках местности (высотные здания, вышки, горные вершины) ретрансляторы, приемник и передатчик которых работают на разнесенных частотах.
Применение дуплексных фильтров в составе
ретрансляторов позволяет:
• уменьшить количество используемых антенн, что немаловажно при установке ретранслятора на небольшом пространстве либо при требовании владельцев здания (вышки) отдельной платы за каждую установленную антенну;
• экономить коаксиальный кабель или установить один более дорогой и высококачественный вместо двух обычных (что, в свою очередь, положительно сказывается на работе системы, особенно при значительной длине фидера);
• снизить вероятность появления помех интермодуляционной природы, уровень внеполосных излучений передатчика;
• улучшить подавление помех приему со стороны близко расположенных передатчиков, которые работают на частотах, достаточно далеких от приемной частоты.
... в антенно-фидерных системах дуплексных радиостанций
 Дуплексные радиостанции с использованием разнесенных частот приема и передачи также нуждаются в антенной системе, обеспечивающей одновременную работу приемника и передатчика без взаимных помех. Если для стационарных дуплексных радиостанций, как правило, сохраняется возможность установить раздельные антенны для приема и передачи, то для возимых (тем более носимых) применение дуплексного фильтра – единственный реальный способ работы в режиме полного дуплекса. Это связано с тем, что при допустимых для подвижного объекта габаритах и соответствующем разносе антенн невозможно обеспечить необходимую для нормальной работы изоляцию приемника и передатчика.
Преимущества использования дуплексных фильтров
Система из двух антенн и двух фидерных линий может использоваться и в работе ретранслятора при том условии, что антенны достаточно разнесены и обеспечивают изоляцию между передатчиком и приемником, достаточную для достижения приемлемого уровня качества приема (отсутствие «забития» приемника мощным сигналом собственного передатчика). Однако вследствие множества причин данная схема может быть применена далеко не всегда.
частот, разноса между приемной и передающей частотой, допустимого уровня «забития» приемника и др. Для широко распространенных систем УКВ-радиосвязи ее наиболее типичное значение в пределах 80–105 дБ.
Кроме того, на значение изоляции очень сильное влияние оказывают тип антенн, расстояние между ними (в вертикальной и горизонтальной плоскостях), их диаграмма направленности в обеих плоскостях и взаимная ориентация. Немаловажным фактором является качество кабеля фидерных линий. Совместная прокладка приемного и передающего фидеров с использованием дешевых кабелей с одинарной экранировкой нередко уже изначально приводит к неработоспособности системы, так как изоляция между фидерами оказывается неприемлемой для антенно-фидерной системы в целом.
Как правило, достижение параметров, обеспечивающих качественную работу системы связи с использованием двух раздельных антенн для ретранслятора, может быть проверено только практическим путем. В подобной ситуации целесообразно предварительно оценить стоимость работ и материалов, необходимых для постановки подобного «эксперимента», сопоставив ее с ценой дуплексного фильтра, гарантирующего достижение требуемых параметров. По опыту, использование именно дуплексного фильтра оказывается экономически оправданным.
При установке системы связи на здании или сооружении, где уже имеются какие-либо передающие системы, необходимо предусматривать меры по защите приемника от повреждения или «забития» мощными сигналами посторонних передатчиков. Грамотно подобранный дуплексный фильтр наряду с выполнением своей основной функции способен решить эту проблему.
Существует еще одна причина, которая может оказаться решающей при выборе между системой из двух антенн и системой с дуплексным фильтром, особенно если владелец системы связи не является собственником здания или сооружения, на котором устанавливаются антенны. Как известно, величина изоляции между двумя разнесенными антеннами может изменяться при появлении или исчезновении каких-либо предметов (например, антенны или проводной линии) в непосредственной близости от антенн и привести к ухудшению функционирования системы связи. Поэтому установка дуплексного фильтра, гарантирующего необходимые для нормального функционирования системы параметры, является дополнительной мерой по защите инвестиций в систему связи.
Существуют ситуации, когда для работы системы требуется совместное использование разнесенных антенн и достаточно сложной фильтровой системы. Обычно это связано с очень малым разносом между приемной и передающей частотой на низкочастотных
диапазонах. Подобные случаи требуют тщательного изучения опытными специалистами.
Основные типы дуплексных фильтров
В настоящее время существует множество типов дуплексных фильтров, отличающихся как по конструктивному исполнению и используемым материалам, так и по типам высокочастотных (ВЧ) фильтров, применяемых для достижения необходимых характтруктивным особенностям выглядит следующим образом.
Фильтры на объемных коаксиальных резонаторах (Cavity filters). Чаще всего используются для базового оборудования всех связных диапазонов частот и возимого оборудования UHF/SHF-диапазона. Обычно крупногабаритны, но обладают неплохим соотношением цена–качество.
Фильтры на спиральных резонаторах (Helical filters). Наиболее распространены в возимом оборудовании и как недорогая альтернатива для базового оборудования при большом разносе между частотами приема и передачи.
Фильтры на полосковых линиях и
керамических резонаторах. Обычно
применяются в носимой или компактной возимой аппаратуре при небольших мощностях передатчиков, а также в особых случаях, когда другие типы фильтров не удовлетворяют разработчика по своим характеристикам (как правило, массогабаритным).
Комбинация ФНЧ и ФВЧ на катушках индуктивности и дискретных конденсаторах. Иногда используется при значительных величинах разноса частот приема и передачи, как правило, при небольших мощностях передатчиков. Рассмотрение этой схемы ввиду специфичности ее применения выходит за рамки данной статьи.
По характеристикам использованных ВЧ-фильтров дуплексные фильтры подразделяются на следующие категории.
Полосовые (BandPass), пропускающие сигналы определенного частотного участка с минимальными потерями и ослабляющие сигналы вне этой полосы частот. Ослабление возрастает по мере удаления от центральной частоты, на которую настроен фильтр. Дуплексные фильтры полосового типа лучше всего подходят для систем со средним и большим разносом между частотами приема и передачи. При использовании на малых разносах частот может потребоваться установка дополнительных режекторных фильтров.
Режекторные, или заградительные (Notch или Band Reject), подавляющие сигналы определенной частоты и пропускающие остальные с минимальными потерями. Ослабление быстро уменьшается по мере удаления от центральной частоты.
Режекторный дуплексный фильтр обеспечивает защиту только собственного приемника от мощного сигнала собственного передатчика и практически не влияет на защиту других близко расположенных приемников от внеполосных излучений передатчика. Кроме того, он не предотвращает попадания на выход передатчика сигналов, наведенных другими близко расположенными передатчиками и обусловливающих появление интермодуляционных помех. В связи с этим при установке ретранслятора с режекторным дуплексером в непосредственной близости от других приемопередающих средств может потребоваться установка
дополнительных полосовых фильтров и (или) ферритового изолятора с гармониковым фильтром на выходе передатчика.
Комбинированные (Band Pass/Band Reject), сочетающие в себе характеристики полосовых и режекторных фильтров. Фильтры данного класса имеют несколько фирменных названий, являющихся торговыми марками конкретных производитеьтров этого типа могут использоваться как комбинации отдельных полосовых и режекторных фильтрующих элементов, так и специальные типы резонаторов, имеющие характерную амплитудно-частотную характеристику с ярко выраженными полосами пропускания и режекции, которые в определенных пределах могут независимо перестраиваться. На рис. 3, 4 приведены типичная амплитудно-частотная характеристика и пример конструкции данного типа резонаторов. Настройка частоты режекции производится перемещением диэлектрического плунжера в конденсаторе, а настройка центральной частоты полосы пропускания – центрального плунжера коаксиального резонатора.
Использование дуплексных фильтров комбинированного типа позволяет улучшить качество изоляции между приемником и передатчиком при неизменном количестве типоразмеров резонаторов, а также повысить уровень подавления нежелательных сигналов. Кроме того, по сравнению с дуплексерами полосового типа данный тип обладает лучшими характеристиками при малых разносах частот приемника и передатчика.
К сожалению, попытки производства данной категории изделий в России пока не привели к впечатляющим результатам как по ассортименту, так и по соотношению цена–качество. Все предложения отечественных изделий имеют тенденцию скатываться до двух «крайностей» – либо очень качественные, но непомерно дорогие заказные, выпускаемые на базе оборонных предприятий, либо мелкосерийные, производимые в полукустарных условиях. |
|
|
Однокристальная система для мобильных устройств связи (ISD5008)
|
|
В данной публикации речь пойдет о ChipCorder фирмы Integrated Storage Devices (ISD) — подразделения Winbond Electronics. Микросхема ISD5008 предназначена для использования в мобильных средствах связи и служит для согласования аналоговых сигналов звукового диапазона. В микросхеме предусмотрена прямая связь с элементами акустического преобразователя и обеспечивается преобразование сигнала при регулировке, мультиплексировании, фильтрации и смешении двух независимых сигналов. Система обеспечивает запись этих обработанных аналоговых сигналов в энергонезависимое флэш-ППЗУ для последующего использования. Управление ISD5008 осуществляется через последовательный интерфейс, который используется для конфигурирования и управления устройством. Как сама система, так и все необходимые ее компоненты реализованы непосредственно на кристалле, включая элементы аналоговой обработки, энергонезависимую память, схемы формирования высокого напряжения и опорный генератор. В любом мобильном устройстве связи, например в сотовом телефоне (рис. 1), обязательной является возможность обработки двух потоков информации: исходящего (от пользователя к удаленному абоненту) и входящего (от удаленного абонента к пользователю). Помимо этого, в системе мобильной связи желательна реализация таких функций, как полнодуплексная запись и воспроизведение голоса, авто- ответчик и отображение номера абонента. Важнейшим фактором, определяющим качество устройства связи, служит минимальное число внешних элементов и низкое энергопотребление. В данной статье описывается однокристальная система для обработки и хранения речевых сигналов, в которых реализованы все вышеупомянутые функции. Установленная между базовым модулем сотового телефона и акустическим преобразователем (динамик, микрофон), эта микросхема обеспечивает обработку нескольких аналоговых сигналов, значительно улучшая интеграцию на системном уровне.  Рис. 1. Системная конфигурация мобильного устройства связи
Предпосылки разработки
В существующих системах записи и воспроизведения речи [1–3] сигналы записываются с постоянной частотой выборки, что приводит к постоянному времени обработки. Ограниченный набор функций интерфейса, только один входной и один выходной каналы, отсутствие обработки сигнала — таковы возможности этих приборов. В результате для создания интерфейса мобильного устройства связи требуются дополнительные внешние элементы, что в итоге приводит как к увеличению потребляемой мощности, так и к росту стоимости всего устройства. В микросхеме ISD5008 все необходимые внешние элементы интегрированы на кристалле. Таким образом, она отличается от существующих приборов тем, что имеет следующие характеристики: несколько цепей передачи сигнала от входа к выходу, конфигурируемых пользователем; схему АРУ сигнала микрофона и усилитель для динамика, что позволяет напрямую подключаться к акустическим элементам; схемы регулировки громкости и фильтрации; аналоговый вход с регулируемым коэффициентом передачи; дополнительные вход и выход, обеспечивающие подключение внешних устройств (например, в автомобиле); дополнительные возможности конфигурируемого суммирующего усилителя, позволяющие записывать и воспроизводить сигналы обеих сторон при разговоре; многоуровневую энергонезависимую память с одним миллионом циклов записи/чтения и хранением данных в течение 100 лет; задаваемую пользователем продолжительность записи. Архитектура системы Функционально микросхема разделена на три части. Верхняя секция состоит из схемы формирования высокого напряжения, необходимого для программирования флэш-памяти, цифровой логики для интерфейса SPI (последовательный периферийный интерфейс), схемы управления и схемы задающего генератора. Средняя секция содержит матрицу памяти, драйверы столбцов и декодеры строк. В состав драйверов столбцов входят устройства выборки/хранения (УВХ) вместе с аналоговыми компараторами для реализации алгоритма хранения аналоговых сигналов в энергонезависимой памяти. В нижней части находятся аналоговые цепи и соответствующие схемы обработки аналоговых сигналов, а также схемы формирования опорных сигналов. Для снижения уровня помех питание подается по трем отдельным шинам: шине схем формирования высокого напряжения, шине цифровой логики и шине аналоговой секции. ISD5008 работает при напряжении питания 3 В и содержит программируемую схему управления питанием, что позволяет минимизировать потребление во всех режимах. Организация памяти Базовым элементом матрицы памяти (в дальнейшем — памяти) является элемент размером 0,6 мкм (рис. 2), выполненный по технологии SSI (двойная поликристаллическая инжекция). Флэш-элементы организованы в виде матрицы (рис. 3) линии битов/линии слов и линий общего истока, которые доступны через соответствующие строки. Каждый такой элемент памяти состоит из транзистора выбранного затвора (SG) и транзистора плавающего затвора (FG), соединенных в конфигурацию с разделенными затворами. Таким образом, элемент памяти имеет три вывода: общий исток (CS), доступный со стороны FG-транзистора; сток, доступ к которому возможен через SG-транзистор; выбранный затвор. Сама матрица памяти организована как архитектура ИЛИ-НЕ, где выбранные затворы формируют линии слов, а стоки, связанные первой металлизацией, — линии битов. Линии общих истоков, параллельные линиям слов, связаны вторым слоем металлизации. Напряжение программирования подается на плавающий затвор через диффузию общего истока на перекрытие FG. Горячие носители заряда из тока канала активируют ударную ионизацию на истоке FG-транзистора, обеспечивая тем самым эффективность программирования элемента матрицы.
 |  | | Рис. 2. Поперечное сечение элемента памяти | Рис. 3. Организация матрицы памяти |
Алгоритм и параметры программирования Алгоритм записиДля записи аналогового сигнала из устройства выборки/хранения в ячейку памяти используется специальный алгоритм записи. Этот алгоритм основан на программе итераций замкнутого цикла и цикле проверки. Вначале выполняется очистка элемента памяти, после чего на общий исток подается последовательность импульсов (рис. 4, а). Столбец выбирается уменьшением соответствующего тока программирования с линии битов (рис. 4, b). После каждого импульса программирования содержимое элементов памяти считывается и сравнивается с соответствующим значением из УВХ. При достижении требуемого значения падение тока линии бита прекращается, исключая тем самым дальнейшее программирование элемента памяти.  Рис. 4. Схема многоуровневого аналогового программирования
Реализация
Специфическая реализация данного алгоритма повторяющихся циклов для SSI флэш-элемента представлена на рис. 5. Для каждого цикла программирования напряжение выбранного затвора (SG) устанавливается на уровне Vsg, ток программирования линии битов задается на уровне Ip источником тока. На линию общего истока (CS) подаются импульсы напряжения программирования Vpg, равного Vcs. Во время каждого импульса программирования время программирования tp управляется ключом заданного истока. Импульсы программирования подаются с нарастанием амплитуды от 6 до 12 В с шагом DVpg. Процесс программирования прекращается при достижении значения Vsf. После каждого импульса программирования происходит считывание значения Vsf в элементе (табл. 1). В табл. 2 приведены параметры для работы с элементами памяти. Во время чтения напряжение Vsf истокового повторителя линии битов определяется как заряд плавающего затвора. Данный метод эффективен при измерении отрицательного напряжения на элементе памяти Vt, то есть Vsf ~ -Vt. На рис. 6 и 7 показана зависимость Vsf от Vsg и Vcs соответственно. Таблица 1. Параметры алгоритма программирования | Наименование параметра | Значение | | Напряжение стирания, Verase, В | 15 | | Напряжение программирования (низкий уровень), Vprog_LOW, В | 6 | | Напряжение программирования (высокий уровень), Vprog_HI, В | 12 | | Ток программирования, Iprog, мкА | 0,5 | | Шаг программирования, Vstep, мВ | 16 | | Число импульсов | 380 |
Таблица 2. Параметры режимов работы с памятью | Параметр | Режим работы | | Стирание | Программирование | Чтение | | Ток линии битов, Ip или Id, мкА | - | -1 | -1 | | Напряжение общего истока, Vcs, В | 0 | 6-12 | 2,2 | | Напряжение выбранного затвора, Vsg, В | ~15 | 2,3 | 4,2 | | Напряжение линии битов, Vsf, мкА | Плавающее | ~0,8 | Измерение |
 Рис. 5. Процесс программирования и сравнения при записи сигнала в элемент памяти
 |  | Рис. 6. Зависимость напряжения
истокового повторителя
от напряжения на выбранном затворе | Рис. 7. Зависимость напряжения
истокового повторителя
от напряжения на общем истоке |
Схемы выборки и записи После того как сигнал был занесен в УВХ, выполняется параллельное занесение выборок в ячейки памяти. Для этого в системе реализовано несколько схем УВХ, в результате чего время выборки становится значительно меньше времени программирования элементов памяти. Выборки будут храниться и использоваться схемой записи. Схема УВХ представлена на рис. 8.  Рис. 8. Схема устройства выборки/хранения Эта схема может быть подключена к операционному усилителю с единичным коэффициентом усиления (OP Amp), который является общим для всех УВХ. Подключение заданного УВХ выполняется по сигналу выбора «select». Когда схема УВХ отключена, выборка аналогового входного сигнала может быть восстановлена из истокового узла «собственного» n–МОП-транзистора. Это напряжение будет затем использовано для программирования элемента памяти. По сигналу «bank select» (выбор банка) производится подключение одного из двух банков схем УВХ: А или В. Во время программирования выборок может выполняться загрузка выборок из одного банка в другой. Таким образом, программирование матрицы памяти представляет собой непрерывный процесс. При программировании выбор узла общего истока и узла вентиля выполняется декодером «Xdecoder». Формирователь «Waveshaper» и высоковольтный драйвер «Driver» формируют сигнал, как показано на рис. 10.
 Рис. 10. Архитектура блока хранения данных Этот сигнал подается на выбранный узел общего истока. Во время каждого цикла программирования высоковольтный (HV) импульс поступает на узел общего истока, в то время как ток программирования протекает через выбранную линию битов. Эта линия битов выбирается мультиплексором столбцов (MULTIPLEXER). После подачи высоковольтного импульса напряжение на истоковом повторителе Vsf считывается и сравнивается с напряжением выборки. Если Vsf меньше или равно напряжению выборки, то регистр-защелка будет сброшен. Это приведет к тому, что выбранная линия битов будет привязана к напряжению запрета Vxx, что в свою очередь приведет к остановке процесса программирования. На кристалле создано несколько схем УВХ с компаратором и мультиплексором столбцов, что позволяет программировать несколько элементов параллельно. Формирование и подача высокого напряжения
Для понимания формирования и подачи высокого напряжения рассмотрим упрощенную блок-схему (рис. 11). Импульсы стирания и итерационного программирования генерируются через блок CDAC (см. рис. 4, а) который представляет собой цифро-аналоговый преобразователь. CDAC формирует импульсы от 6 до 12 В с шагом 16 мВ с помощью 10-разрядного счетчика (HVINC). Эти импульсы поступают на общий исток ячейки памяти. Во время чтения и программирования используются два отдельных операционных усилителя. Напряжение, поданное на линию общего истока, нечувствительно к броскам питания, что позволяет устранить «провал» при переключении декодера. Затем импульсы напряжения проходят через предекодер (XRED) и декодер (XDEC), в результате чего поступают на те ячейки памяти, которые должны быть запрограммированы.  Рис. 11. Упрощенная блок-схема формирования и подачи высокого напряжения
|
|
|
Высокоэффективные УКВ антенны
|
|
Интенсивное освоение радиолюбителями УКВ диапазонов за последние два десятилетия привело к появлению множества разнообразных по своим конструкциям антенн. Особое распространение в последние годы получили антенны с удлиненной траверсой. Длина траверсы такой антенны составляет несколько длин волн, а число пассивных элементов достигает двух десятков и даже более. Именно их нередко используют ультракоротковолновики при проведении дальних и сверхдальних связей на УКВ через «аврору», метеорные потоки, ИСЗ и лунную поверхность. Интерес к антеннам с удлиненной траверсой можно объяснить тем, что, во-первых, при практически таких же затратах материалов, что и на постройку обычного «волнового канала», усиление у них заметно больше; во-вторых, конструкция таких антенн несложная, так как все элементы крепятся на одной несущей траверсе; в-третьих, подкупает относительная простота согласования антенны с фидером, ибо ВЧ энергия подводится только к одному активному элементу. Но этим антеннам свойственны и некоторые недостатки: малое подавление излучения назад и значительное сужение рабочей полосы при увеличении числа элементов. Ряд интересных конструкций УКВ антенн с удлиненной траверсой разработал известный французский ультракоротковолновик Ф. Тонна (F9FT). Антенны F9FT имеют достаточно высокий КПД, сравнительно небольшие размеры и массу, в них нет согласующих элементов. Но пожалуй, их главное достоинство — легкая повторяемость, получение идентичных параметров каждой отдельной антенны (при строгом соблюдении всех размеров элементов). Последнее позволяет путем компоновки нескольких однотипных антенн создавать сложную антенную систему с большим коэффициентом усиления. Основные параметры антенны F9FT приведены в таблице. Приведенные значения усиления антенн даны относительно полуволнового диполя.  На рис. 1, а приведен чертеж 16-элементной антенны для 2-метрового диапазона. Ее траверсу выполняют из проката квадратного профиля со стороной 20 мм, толщина стенки — 1,5...2 мм, или трубы диаметром 20 мм. Часть траверсы, где укрепляют рефлекторы и активный вибратор, имеет вид «ласточкиного хвоста» (рис. 1, б). Пассивные элементы изготавливают из алюминиевой проволоки диаметром 4 мм. Применение других материалов (меди, латуни, сплавов алюминия, биметалла) не вызывает заметного ухудшения параметров антенны, за исключением ее массы. Один из возможных вариантов крепления рефлекторов и директоров показан на рис. 1, в.  Активный вибратор с волновым сопротивлением 75 Ом (рис. 2, а) выполняют из алюминиевой проволоки диаметром 5 мм, а с волновым сопротивлением 50 Ом (рис. 2, б) — из двух алюминиевых трубок диаметром 12 мм, соединенных алюминиевой дужкой-согласователем из проволоки диаметром 5 мм. Основные параметры антенн  Активный вибратор должен быть надежно изолирован от траверсы. В качестве изоляционного материала можно использовать стеклотекстолит, тефлон, органическое стекло и т. п.  На рис. 3, а и 3, б схематически изображены 9- и 13-элементная антенны для 2-метрового диапазона. Конструкция активных вибраторов с различным волновым сопротивлением для этих антенн показана на рис. 3, в (75 Ом) и 3, г (50 Ом). Некоторое различие в размерах данных активных вибраторов от тех, которые применяются в 16-элементной антенне, обусловлено стремлением лучше согласовать эти антенны с фидером. Сечение несущей траверсы для этих антенн такое же, как и для 16-элементной (20х20 мм). Конструктивно 9- и 13-элементную антенну выполняют так же, как и 16-элементную.  На рис. 4, а приведен схематический чертеж 21-элементной антенны для диапазона 70 см. Расстояния между элементами, указанные на рисунке, относятся к случаю использования фидера с волновым сопротивлением 75 Ом. При питании антенны 50-омным кабелем расстояния должны быть следующими: рефлектор — активный вибратор — 139 мм. активный вибратор — директор 1 — 48 мм, директор 1 — директор 2 - 68 мм, директор 2 — директор 3 — 182 мм. Остальные директоры располагают на расстоянии, указанном на рисунке. Для траверсы используют прокат квадратного профиля со стороной 16,5 мм (можно применить трубку диаметром 16...17 мм). Все пассивные элементы изготавливают из алюминиевой проволоки диаметром 4 мм и укрепляют непосредственно на траверсе (см. рис. 1, в). Активный вибратор (рис. 4, б), выполняют из алюминиевой проволоки диаметром 5 мм. В месте крепления к траверсе он должен быть изолирован от нее.   На первый взгляд может показаться, что непосредственное питание симметричного вибратора несимметричным коаксиальным кабелем не может дать хороших результатов, так как в этом случае отношение напряжений на его концах равно примерно 2:3. А это неизбежно приведет к формированию излучения с вертикальной поляризацией, тем самым ухудшается коэффициент усиления антенны и ее диаграмма направленности. Однако эксперименты показывают, что питать антенну так можно, но входное сопротивление активного вибратора должно быть согласовано с волновым сопротивлением питающего фидера, а активный элемент надежно изолирован от траверcы. При этом практически вся подводимая ВЧ энергия излучается активным вибратором в окружающее пространство, а большое число пассивных элементов достаточно хорошо формирует главный лепесток диаграммы излучения антенны строго по ее оси. На рис. 5 и 6 изображены диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях 16-элементной антенны F9FT для 2-метрового диапазона. Чтобы получить большее усиление, однотипные антенны объединяют в систему. При удвоении числа однотипных антенн коэффициент усиления системы может возрасти на 2,5 дБ. Максимальное значение достигается только при условии оптимального расстояния между антеннами и строгой фазировки последних. Оптимальное расстояние для 16-элементных антенн 2-метрового диапазона и для 21-элементной антенны диапазона 70 см составляет 2l. На рис. 7 приведены варианты компоновки антенных систем. Если, например, требуется согласовать с питающим фидером, имеющим волновое сопротивление 75 Ом, антенную систему из двух антенн с активным элементом, у которого волновое сопротивление 75 Ом, необходимо сделать следующее. Вибраторы обеих антенн соединяют через тройник отрезками коаксиального кабеля (их волновое сопротивление 75 Ом) длиной, кратной l/2, с четвертьволновым трансформатором. Последний изготавливают из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом длиной сl/4.  Для правильной фазировки антенной системы центральные проводники отрезков коаксиального кабеля подключают к точке А (см. рис. 7). Очень просто согласовать четыре однотипные антенны (см, рис. 7, в). В этом случае используются отрезки кабелей с одинаковым волновым сопротивлением (50 или 75 Ом) длиной L1 = L2 = L3 = L4 = cпl/2, L5 = L6 = cl/4. На рис. 7, г показан вариант объединения двух антенн, при котором получается диаграмма направленности с круговой поляризацией. Такие системы целесообразно использовать при работе через радиолюбительские спутники Земли, а также при приеме сигналов, отраженных от лунной поверхности. Обе антенны монтируют взаимно перпендикулярно на одной траверсе, одноименные вибраторы укрепляют как можно ближе друг к другу. Для согласования используют отрезки коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом
(L1 = cп1l/4,
L2=cп2l/2,
где п1 = 1, 3, 5,...;
n2 = l, 2, 3,...;
L2—L1 = l/4)
и 50 Ом (L3 = сl/4). Данная антенная система с круговой поляризацией имеет коэффициент усиления такой же, что и одиночная антенна. В заключение несколько, практических советов. Для удобства и быстрой сборки антенных систем рекомендуется отрезки кабелей согласования снабжать высокочастотными разъемами типов СР-75 и СР-50, а для их соединения использовать ВЧ тройники. Такие узлы нетрудно защитить от влияния атмосферных осадков. Если указанных разъемов нет, ртрезки кабелей можно аккуратно спаять, а места соединения покрыть полистиролом или эпоксидной смолой. Все крепежные винты желательно ставить с нижней стороны траверсы и закрашивать их. Трубки элементов с концов закрывают капроновыми колпачками или резиновыми пробками. Места подключения кабелей к вибраторам желательно помещать в капроновые стаканы. Чтобы длинные траверсы не прогибались, их можно обычным способом подпереть диагональными штангами. Последние должны быть одинаковой длины для всех антенн, скомпонованных в систему. |
|
|
Возможные пути развития цифрового транкинга в России
|
Как известно, рынок систем наземной подвижной двусторонней радиосвязи складывается из трех сегментов: конвенциональных, транкинговых и сотовых систем, каждый из которых имеет свои группы пользователей и занимает свою нишу.
Эффективность современных государственных и ведомственных систем управления (будь то система управления федерального уровня или сеть связи небольшой муниципальной структуры) напрямую зависит от оперативности принятия решений, которая может быть значительно повышена при использовании средств подвижной радиосвязи. Частично потребность в оперативном взаимодействии удовлетворяется с помощью систем сотовой связи. Однако, несмотря на популярность и кажущуюся дешевизну сотовых радиотелефонов, они принципиально не могут обеспечить все потребности в услугах связи, что особенно касается государственных организаций.
Для систем подвижной радиосвязи, все шире применяющихся в современных системах управления, оперативность означает не только быстрое установление соединения, но и возможность передачи различных видов сообщений сразу многим абонентам, которые могут находиться на значительном расстоянии друг от друга. Транкинговые системы, с их возможностью не только индивидуальных, но и групповых, и широковещательных вызовов, существенно более быстрым соединением абонентов, широкой зоной охвата при более дешевой (по сравнению с сотовыми системами) инфраструктуре сетей связи, наилучшим образом подходят для государственных, ведомственных и корпоративных сетей диспетчерской связи, обеспечивая при этом высокую спектральную эффективность и широкие функциональные возможности. В отличие от сотовых систем, в транкинговых сетях могут быть реализованы приоритеты определенных вызовов, прямая радиосвязь между абонентами без использования инфраструктуры сети, динамическая перегруппировка абонентов, режим "двойного наблюдения", когда радиотерминал имеет возможность одновременно принимать информацию как на канале управления базовой станции, так и на фиксированном канале прямой связи. В преимуществах транкинга для корпоративных пользователей легко убедиться на примере сравнения показанных в таблице 1 услуг и возможностей цифровых транкинговых систем стандарта TETRA и сотовых систем стандарта GSM.
Таблица 1. Услуги и возможности | GSM | TETRA | Групповой вызов | Нет | a | Индивидуальный вызов | a | a | Широковещательный вызов | Нет | a | Аварийный вызов | a | a | Приоритизация вызова | Нет | a | Статусные сообщения | a | a | Служба коротких сообщений | a | a | Интерфейс терминала передачи данных | a | a | Одновременная передача голоса и данных | Возможно | a | Сотовая связь | a | a | Полоса канала данных по запросу | Возможно | a | Динамическая перегруппировка | Нет | a | Режим прямой радиосвязи (DMO) | Нет | a | Совмещение режимов радиосвязи (Dual Watch) | Нет | a | Шлюзы DMO | Нет | a |
Таким образом, именно транкинг обеспечивает идеальное решение задач оперативного административного, производственного и технологического управления, т.е. там, где есть управление есть или будет транкинг. Взятый в последнее время курс на повышение качества государственного управления на всех уровнях и усиление роли государственного регулирования экономики в России требует внедрения новых технологий управления, к числу которых относятся современные транкинговые системы. Подтверждением этой мысли является активное использование транкинговых систем в сфере управления на Западе, где их рынок постоянно расширяется. По прогнозам ряда наиболее оптимистичных экспертов к 2010 году, число пользователей сетей цифровой радиосвязи только одного стандарта TETRA в Европе может превысить 10 млн. абонентов.
История создания в России систем мобильной радиосвязи, которые использовались в целях административного и производственного управления, берет начало с 1963 г., когда была создана первая сеть отечественной радиотелефонной связи "Алтай". К концу 80-х годов российские сети "Алтай" работали в 80 городах.
В настоящее время услуги радиотелефонной связи предоставляются сетью "РусАлтай", базирующейся на транкинговой системе Actionet и интегрированной в Федеральную сеть делового обслуживания (СДО) "Искра".
В 90-х годах в России началось внедрение зарубежных аналоговых транкинговых систем. Первоначально это были однозоновые системы типа SmurTrunk, SmarTrunk-II, а затем более сложные системы, на основе которых можно строить многозоновые сети радиосвязи, такие, как MPT 1327, SmartZone, LTR, ESAS и другие. Процесс внедрения транкинга проходил крайне хаотично, и поэтому к настоящему времени в России, вследствие ведомственной разобщенности и отсутствия действенного государственного регулирования, рынок транкинговых систем характеризуется наличием большого количества разнообразных сетей связи, каждая из которых обслуживает незначительное количество абонентов. Большинство этих систем не соответствует последним достижениям в области подвижной радиосвязи.
Развитие и обновление систем подвижной связи, в т.ч. транкинговой, происходит в рамках схем и концепций развития как отдельных ведомств, так и общегосударственной. Анализ ведомственных концепций показывает, что, несмотря на активное обсуждение проблем перехода к цифровым технологиям, в основном, упор, по-прежнему, делается на аналоговые системы типа MPT 1327, а где-то даже и SmarTrunk. Выделяется из этого ряда Министерство внутренних дел, которое заявило о своем направлении на внедрение систем цифрового стандарта APCO 25. Кроме этого, на общегосударственном уровне в рамках системного проекта, выполняемого компанией " Интеллект -Телеком" и ОАО "Гипросвязь", проводится работа по выбору федерального стандарта цифровой транкинговой радиосвязи.
Бесспорно, что перспективы транкинговых систем радиосвязи как в мире, так и в России, связаны с цифровыми технологиями, предоставляющими пользователям возможности интеграции с другими бурно развивающимися цифровыми сетями, высокий уровень услуг связи, разнообразные режимы передачи данных, повышенную безопасность связи и т.д.
В России, несмотря на активность и остроту дискуссий о путях перехода к цифровым системам в транкинге, массового движения в этом направлении не наблюдается. Измученные постоянными поисками источников финансирования своих инвестиционных проектов системные интеграторы, а также некоторые эксперты в области подвижной связи, не отрицая преимущества цифровых сетей связи, не только предсказывают в следующей пятилетке продолжение развертывания аналоговых систем, но и пытаются убедить в рискованности и экономической нецелесообразности внедрения цифрового транкинга в России. И нужно признать, что, если опираться только на предыдущий опыт, такая пессимистическая оценка является правильной. Основные доводы сторонников осторожного и неспешного развития рынка транкинговой радиосвязи в России следующие:
- цифровые системы на сегодняшний день дороже аналоговых, вследствие чего сложная экономическая ситуация в стране и низкая платежеспособность населения не позволят отечественному транкингу развиваться также быстро, как на Западе;
- сегмент крупных корпоративных сетей связи уже запрограммирован на аналоговые технологии на 5-10 лет вперед, т.к. в них вложены значительные средства;
- для локальных сетей профессиональной мобильной радиосвязи, в т.ч. транкинговых, преимущества цифровых систем недостаточно актуальны;
- даже самые лучшие цифровые транкинговые технологии, такие как, например, TETRA, еще недостаточно отработаны.
Поэтому сторонники аналоговых систем советуют погодить (не менее 5 лет) до той поры, пока либо стандарт TETRA не доведут до кондиции, либо пока, ведущие производители не утвердят для России специальный стандарт: с невысокой плотностью абонентов и невысоким уровнем доходов населения (будем надеяться, что это не будет стандарт с невысокими функциональными возможностями для слаборазвитых стран). Пока же, по их мнению, вполне целесообразны инвестиции в аналоговые транкинговые системы, т.к. утверждается, что мы не так богаты, чтобы стать участниками эксперимента. Не оспаривая сложность современной экономической ситуации, представляется, что такая оценка все-таки чересчур пессимистична. Поэтому существует противоположная точка зрения, согласно которой в России возможно ускоренное внедрение цифровых технологий в транкинговой связи. Для этого, по мнению некоторых экспертов, необходимо перебороть существующую ориентацию на аналоговые сети и не закладывать отставание от Запада на 5-10 лет. В частности, это мнение основывается и на оптимистической оценке имеющегося в России интеллектуального и производственного потенциала. Прежде всего, хочется сказать, что преимущества цифровых сетей связи одинаково актуальны как для крупных, так и для локальных систем. Пользователи цифровых сетей радиосвязи приобретают принципиально новые возможности по защите информации, передаче различных видов данных, сопряжению с фиксированными сетями. Нет сомнений, что многие абоненты простейших конвенциональных систем радиосвязи или однозоновых транкинговых систем с удовольствием бы перешли в цифровые сети, если бы были соответствующие предложения. Здесь вполне уместна аналогия с сотовыми сетями, где пользователи однозначно выбирают цифровые стандарты. Правда, коренным вопросом, конечно, является проблема стоимости радиосредств. Действительно, в настоящее время цифровое оборудование дороже аналогового. Однако, несмотря на это, процесс развертывания сетей транкинговой радиосвязи как в развитых, так и в развивающихся странах мира характеризуется широким внедрением цифровых систем. Практически все ведущие мировые поставщики оборудования, системные интеграторы и операторы, а также многие крупные потребители услуг транкинговой радиосвязи объявили о своем переходе к цифровым системам, отдавая при этом предпочтение открытым стандартам таким, как TETRA или APCO 25. Это означает, что цена цифровых радиосредств неминуемо будет снижаться, причем очень быстро. Вполне возможен такой вариант, что через 2-3 года ведущие производители систем подвижной радиосвязи практически полностью перейдут на выпуск цифровых радиосредств, и поддержание работоспособности аналоговых систем будет обходиться дороже, чем расширение цифровых. Следует добавить, что процесс отработки системных, схемотехнических, конструктивных решений цифровой транкинговой связи идет не только высокими темпами, но и широким фронтом. Во многих странах Европы (Англия, Финляндия, Бельгия, Голландия, Дания, Норвегия и др.) в течение последних лет активно ведется опытная эксплуатация систем стандарта TETRA, которая в ряде случаев перешла в стадию полноценного функционирования. Таким образом, если в течение хотя бы 5 ближайших лет, по-прежнему, сохранить основную ориентацию на аналоговые сети связи, мы окажемся отставшими от мирового уровня не на 5, а на 15 лет, т.к. средний срок амортизации оборудования составляет 7-10 лет. Причем речь идет не о каких-либо "пожарных" мероприятиях по скорейшему переходу к цифровым системам, об отказе от реализации уже разработанных проектов аналоговых сетей транкинговой радиосвязи. Подразумевается необходимость планомерного движения в направлении цифровизации транкинговых сетей, начале освоения цифровых стандартов, реализации пилотных проектов сетей цифровой радиосвязи. И самое главное, что при разработке проектов крупных сетей транкинговой радиосвязи уже сейчас нельзя закладывать отсталые решения в виде аналоговых систем. Представляется, что явное отставание России в процессе внедрения цифровых транкинговых систем связано не только с отсутствием возможностей потенциальных потребителей найти необходимые инвестиционных ресурсы, но и с концептуальными проблемами и проблемами регулирования этого процесса. Для того, чтобы попытаться найти возможные пути ускорения внедрения отечественного цифрового транкинга, целесообразно рассмотреть, как это происходит на Западе. Анализ общих тенденций внедрения цифровых систем показывает, что в большинстве случаев, в особенности, когда дело касается общенациональных сетей связи, внедрение происходит при поддержке и ведущей роли государства, т.к. основными потребителями услуг транкинговой связи становятся государственные структуры: правоохранительные органы и службы общественной безопасности, административные органы, муниципальные службы и т.д. Степень государственного участия в проектах развертывания систем цифровой транкинговой радиосвязи может изменяться в пределах от участия в технической части проектов до их целевого финансирования. В таблице 2 представлены существующие проекты развертывания сетей цифровой транкинговой радиосвязи в Европе на основе стандарта TETRA. Фоном выделены те сети, развертывание которых производится при участии государства. |  |
|
|
| | << В начало < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 Следующая > В конец >>
| | Всего 1 - 9 из 49 |
|
|
|
|
Специалисту на заметку
|
Система ESAS™ (Extended Sub-Audible Signaling™) представляет сетевое решение для операторов систем FAST™ и LTR®. Новый этап в развитии транкинговых протоколов и обеспечивает дополнительные функции и гибкость сетям подвижной радиотелефонной связи и абонентскому оборудованию. Базовое оборудование ESAS™ поддерживает радиостанции предыдущего поколения FAST™/ LTR®, обеспечивая их нормальную работу, а радиостанции нового поколения ESAS™ могут работать в старых сетях. Это подходящая технология для операторов, решивших модернизировать свое оборудование и осваивающих новые рынки. Система ESAS™ и ее однозоновая начальная конфигурация FAST™ были созданы для операторов, имеющих потребность в гибких радиосистемах с высоким уровнем сервиса, позволяющих ее успешно использовать как в странах с уже развернутыми системами стандарта LTR®, так и в странах со слаборазвитой структурой радио и проводных сетей связи. Это оборудование последнего поколения, отвечающее принятым в большинстве стран стандартам, позволяющее развертывать многозоновые транкинговые сети сложной конфигурации с большой зоной покрытия в диапазоне 800 МГц. Системы фирмы Uniden America Corporation сразу получили признание среди фирм-операторов в США и некоторых развивающихся стран (например, в Китае, Бразилии, Аргентине и др.), благодаря своей необыкновенной простоте и надежности, полной совместимости сверху вниз с оборудованием, работающим в стандарте LTR®, а также благодаря относительно невысоким ценам на базовое и абонентское оборудование.
Система ESAS™ фирмы Uniden America Corporation позволяет: работать в диапазоне 800 МГц осуществлять дуплексную радиотелефонную связь организовывать многозоновые сети подвижной радиотелефонной связи При переходе от однозоновой к многозоновой конфигурации сети необходима лишь незначительная частичная замена оборудования (до 15%), осуществляемая без остановки системы.
| Технические характеристики | | Тип системы: | Транкинговая, с передачей управляющего сигнала по основному (голосовому) радиоканалу на субтональной поднесущей, с распределенной системой коммутации.
| | Используемые частоты в диапазоне 800 МГц | 806 - 825, 851 - 870 МГц,
межканальный разнос 25 кГц
| | Класс излучения: | 16K0F3E,
16K0F1D (ЧМ с компандированием)
| | Режимы работы: | дуплекс (в том числе для носимой станции) двухчастотный симплекс одночастотный симплекс в экстренной ситуации (например при отказе базового оборудования)
| | Возможные конфигурации: | однозоновая, многозоновая (roaming, routing)
| | Максимальное число зон: | до 128 | | Максимальное количество радиоканалов на одну базовую станцию: | до 20 | | Максимальное количество абонентов в системе: | до 1.048.576 | | Максимальное количество групп в зоне: | до 5.000 | | Допустимые типы линий связи для межбазового обмена: | выделенные (2-х, 4-х проводные) ТЧ, E&M коммутируемые, возможно применение стандартных городских телефонных и междугородных каналов цифровые потоки Е1, Т1
| | Поддерживаемые типы интерфейсов: | аналоговые 2-х проводные абонентские линии (импульсный, тональный (DTMF) или смешанный набор, тональный донабор); 3-х проводные соединительные линии (декадный код, многочастотный код "2 из 6" "импульсный челнок", АОН); 2-х или 4-х проводные соединительные линии E&M (I, V тип, DTMF, Wink start);
цифровые ИКМ - 30 (декадный код, многочастотный код "2 из 6" "импульсный челнок", АОН); E1 поток (30 линий, MFC-R2); T1 поток (24 линии, MF)
| | Передача данных: | до 9600 бод (через эмулятор телефонной линии)
| | Макс. потребляемая мощность: | ок. 450 ВА на канал |
|
|
|
|
© Концерн "Алекс", 2004
