Sub-GHz（即頻率為1GHz以下,，27MHz~960 MHz）是無(wú)線通信的重要領(lǐng)域之一，應(yīng)用涵蓋消費(fèi)電子,、汽車,、工業(yè)，和醫(yī)療等,，如：TV/STB/VCR/DVD/音頻設(shè)備遙控器,、高端無(wú)線玩具、車庫(kù)門遙控開關(guān),、照明控制,、門遙控開關(guān)、無(wú)線POS機(jī),、無(wú)線健康監(jiān)測(cè)器,、穿戴式監(jiān)控設(shè)備等，應(yīng)用非常廣泛。

高性能模擬與混合信號(hào)IC廠商Silicon Laboratories（芯科實(shí)驗(yàn)室有限公司）近日發(fā)布EZRADIo無(wú)線IC解決方案Si4010,，該方案可大幅降低各種用在消費(fèi)類,、工業(yè)控制和自動(dòng)化系統(tǒng)中單向無(wú)線鏈路的成本和復(fù)雜度。

　　遙控方案的挑戰(zhàn)與產(chǎn)品特征

　　全新的Si4010系統(tǒng)單芯片射頻發(fā)射器（下圖）能讓開發(fā)人員最佳化遙控門鎖,、車庫(kù)門開啟器,、遙控器、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)和安防裝置的設(shè)計(jì),，以最低的系統(tǒng)成本達(dá)到最高的性能,，同時(shí)還能確保完整的單向鏈路。

“遙控方案的挑戰(zhàn)一般表現(xiàn)為對(duì)更高成本效益的要求,、傳輸距離,、電池壽命、PCB面積等,。傳統(tǒng)的基于SAW（表面聲波）的發(fā)射器為多分立器件,，僅支持單一頻率和單一OOK調(diào)制模式。除了性能不穩(wěn)定,，靈敏度受器件性能影響,，產(chǎn)品生產(chǎn)效率也較低，”Silicon Laboratories公司嵌入式混合信號(hào)無(wú)線產(chǎn)品線高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Yijing Lawrence Der博士指出,，Si4010射頻發(fā)射器為單芯片遙控IC,，僅需一個(gè)外部旁路電容、一塊印制電路板,、電池和一個(gè)帶按鍵的外殼便能構(gòu)成完整的無(wú)線遙控器,。 Si4010采用專利高可靠性的無(wú)晶體振蕩器架構(gòu)，無(wú)需外部時(shí)鐘源,，也不受沖擊和震動(dòng)影響,。其載波頻率精確度在商業(yè)溫度范圍內(nèi)為±150 ppm，在工業(yè)溫度范圍內(nèi)則可達(dá)±250 ppm,，它的精確度比傳統(tǒng)的（SAW）發(fā)射器高出兩倍,，且無(wú)需使用外部晶體振蕩器；價(jià)格節(jié)省0.77美元,。當(dāng)然Si4010最突出的技術(shù)還是自動(dòng)天線調(diào)諧,，該功能可最大化發(fā)射距離，提供穩(wěn)定的輸出功率,，有效減少對(duì)遙控器的不利影響,，并提高生產(chǎn)效率。

　　天線自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)

　　天線自動(dòng)調(diào)諧功能基于Silicon Labs的專利技術(shù),，是Si4010的最大特色之一,；它配備一個(gè)反饋回路,，可以探測(cè)到放大器的最佳輸出功率。Lawrence Der表示,，天線自動(dòng)調(diào)諧功能可有效降低功耗且不會(huì)造成抖動(dòng)（Jitter）,。他說(shuō)，它的調(diào)諧功能主要有兩個(gè),，一是保證穩(wěn)定的電力供應(yīng),，這是一個(gè)比較新的應(yīng)用；二是調(diào)諧回饋頻率的功能,，監(jiān)控電壓,，保證達(dá)到最佳輸出電量，另外它沒有延遲的問題,，因?yàn)榉答伔浅,？?，可以調(diào)節(jié)電流的大小,。與電子元器件的運(yùn)轉(zhuǎn)相比，人體的動(dòng)作是非常慢的,，就不會(huì)造成延遲的問題,。另外，它的能耗較低,，MCU在硬件和軟件兩方面來(lái)實(shí)現(xiàn)功能,。

　　Lawrence Der還強(qiáng)調(diào)，Silicon Labs的混合信號(hào)IC集成程度非常高,，在我們的架構(gòu)里,，既有模擬信號(hào)也有數(shù)字信號(hào)，簡(jiǎn)單來(lái)講,，模擬部分是射頻,，數(shù)字部分為MCU。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,，射頻的性能很容易受到干擾,，但是Silicon Labs在這個(gè)領(lǐng)域有很多年的經(jīng)驗(yàn)，已解決了這個(gè)問題,。

　　硅工藝的優(yōu)勢(shì)

　　在進(jìn)行射頻通訊時(shí)需要一個(gè)有明確界定的頻率,，Silicon Labs曾推出基于CMOS的 Si500晶振產(chǎn)品，如今在Si4010中也采用了Si500,。Lawrence Der說(shuō)：“相比基于SAW和有晶振的兩種發(fā)射器設(shè)計(jì),，CMOS工藝更加靈活，可面向任意頻率,。且頻率更加精準(zhǔn),，我們的優(yōu)點(diǎn)是集成度高,，可降低成本，對(duì)外部的沖擊和振動(dòng)干擾也有很好的防御效果,。另外,，在產(chǎn)品線上，Silicon Labs對(duì)每一塊芯片都會(huì)嚴(yán)格測(cè)量它溫度和頻率變化的關(guān)系,，以保證產(chǎn)品能達(dá)到最好的效果,。”

　　經(jīng)過優(yōu)化的8051內(nèi)核

　　8051是非常普及的低成本內(nèi)核，Si4010采用經(jīng)過優(yōu)化的8051作為其控制單元,。Lawrence Der表示,，經(jīng)過Silicon Labs定制的8051 MCU具有4kB RAM/8kB NVM和128位EEPROM，其ROM集成了函數(shù)功能集,。該MCU的突出特點(diǎn)是支持128位AES加密和片上調(diào)試器,。“Silicon Labs的產(chǎn)品線非常廣泛，較高端的產(chǎn)品會(huì)集成ARM內(nèi)核,，Si4010集成8051內(nèi)核的設(shè)計(jì)是基于客戶的需求：首先是成本,，其次更重要的是該領(lǐng)域工程師大多用8051進(jìn)行開發(fā)，因此可降低技術(shù)門檻,，加快上市速度,。”