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基于SX1280收发器的2.4GHz频段节点硬件参考设计

芯情观察猿 来源:芯情观察猿 作者:芯情观察猿 2022-06-23 08:28 次阅读

用于LoRa Basics 2.4GHz调制解调器的SX1280开发套件是一款全球可互操作的终端节点硬件,可使用在2.4GHz ISM频段工作的专有协议堆栈对LoRa Basics调制解调器进行评估。特殊的LoRa调试方式可大大增加通信距离,具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点,适合物体跟踪、测距、无线围栏、航模遥控等物流与运输应用。


方案特点


基于SX1280无线射频收发器,本方案通过车规级温补晶振(TCXO)与收发器的的XTA输入形成AC耦合,输出一个削边的0.8V正弦波。方案工作频段2.4~2.5GHz,工作电压1.8~3.7V,发射功率12.5dBm,接收灵敏度高达-132dBm,有效通讯距离可达1~2Km(可视距离)。该终端模块兼容BLE物理层,自带测距引擎支持TOF(Time-of-flight)功能,SPI通信接口可直接连接各种单片机使用,软件编程非常方便。

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方案的RF信号路径没有采用由分立RF元件组成的滤波电路,而是选择了一个中等功率的L、S波段SPDT射频开关IC CG2214M6,这样就消除了潜在的RF干扰,提高了系统接收灵敏度和布线灵活度也不会影响RFIO引脚的DC偏压,这个偏压是IC内部电路的重要电压。

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远距离低功耗2.4 GHz无线射频收发器SX1280带测距功能,可在2.4GHz频段内进行超长距离通信,并具有线性度,可承受严重干扰,保证系统在WIFI的强干扰下依然可以保持良好的通讯效果:
(1)扩频:LoRa是一种扩频调制技术,在没有干扰的情况下等同于在噪声下的接收,在有共信道干扰的情况下等同于接收比干扰信号弱的所需信号功率的能力。
(2)低带宽:减少带宽有两个好处。较低的带宽减少了相邻信号的影响,从而降低了成为干扰受害者的可能性。
(3)前向纠错和交织技术:前向错误纠正允许在信息中引入冗余信息,允许修改和恢复损坏的有限位元。
(4)部分符号损失免疫:提供巨大的抗干扰能力,在某些情况下超过100分贝。


芯齐齐BOM分析


方案核心器件包括SX1280无线射频收发器、NX2016SA温补晶振、CG2214M6射频开关、NC7SZ04 UHS转换器、SX9306接近传感器、MAX-7Q GNSS接收模块等。

芯齐齐BOM分析工具显示,SX1280无线射频收发器工作频段为2.4-2.5GHzMHz,发射功率为12.5dBm,具有超高接收灵敏度为-132dBm,有效通讯距离可达到2Km(可视距离)。SX1280采用4x4mm VQFN24封装,自带测距引擎,支持收发一体,支持TOF(Time-of-flight)功能。

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CG2214M6是采用6引脚小型无引线迷你(1.5mm x 1.1mm x 0.55mm)封装的pHEMT GaAs SPDT射频开关IC,工作频率0.05-3.0GHz,控制电压6V,输入功率+33dBm,用于802.11b/g/n/ac应用。

NX2016SA TCXO是来自NDK的超小薄型(2.0×1.6×0.45mm) 车规级温补晶振,总频差小于±10ppm,负载电容10pF。NX2016SA在极端严酷的环境条件下也能发挥稳定的起振特性,具有耐热、耐振、耐撞击等优良的耐环境特性,工艺上满足无铅焊接的回流温度曲线要求,符合AEC-Q200标准。

NC7SZ04P5X变换器来自ONSemi,电源电压1.65-5.5V,高电平输出电流-32mA,低电平输出电流32mA。

SX9306IULTRT是来自Semtech的近程低功耗容性接近传感器,采用3x3mm VQFN20封装,最大频率400kHz,工作电源电压2.7-5.5V,工作电源电流170uA。

MMA8451Q是来自NXP的智能低功耗3轴容性数字加速度计,电源电压1.95V-3.6V,接口电压1.6V-3.6V,动态替代满刻度为±2g /±4g /±8g,输出数据速率(ODR)从1.56Hz到800Hz。MMA8451Q采用3x3x1mm QFN封装,具有14位分辨率,监视事件并在不活动期间保持低功耗模式,用于实时方向检测(虚拟现实和游戏3D用户位置反馈)、实时活动分析(计步器步数),以及便携式产品省电的运动检测、冲击和振动监控等。

PCB布线时,电容器C0、C1、C2、C3、C4、C14、C15、C18、C19、C21、C22、C32、C36选择0402规格50V耐压的C0G介质MLCC跳线全部采用0欧姆电阻器,对电路标号R2、R5、R6、R11、R13、R15、R19、R24、R25、R36、R38、R41、R47、R48、R49、R50、R51、R52。

  • 收发器
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    UP2125旨在保护CAN收发器免受ESD和其他有害浪涌事件的影响。该器件采用单个紧凑型SC-70(SOT-23)封装,为每条数据线提供双向保护,为系统设计人员提供了低成本选择,可提高系统可靠性并满足严格的EMI要求 特性 每线200W峰值功耗(8 / 20us波形) 二极管电容匹配 低反向漏电流( IEC兼容性:IEC61000-4-4(EFT):50A(5 / 50ns) IEC兼容性:IECT61000-4-5(闪电)3.0A(8 / 20us) ISO7637非重复EMI浪涌脉冲2,8.0A(1 / 50us) ISO7637重复EFT EMI浪涌脉冲,50A (5/50微秒) AEC-Q101合格且PPAP能力 无铅设备 应用 汽车网络:CAN / CAN-FD 汽车网络:低速和高速CAN 汽车网络:容错CAN 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 08-05 08:02 360次 阅读

    NUP2115L FlexRay收发器的ESD保护

    UP2115L旨在保护FlexRay收发器免受ESD和其他有害浪涌事件的影响。该器件采用单个紧凑型SOT-23封装,为每条数据线提供双向保护,为系统设计人员提供了低成本选择,可提高系统可靠性并满足严格的EMI要求。电路图、引脚图和封装图
    发表于 08-05 04:02 233次 阅读

    NUP1105L CAN / LIN总线保护器 单线

    5L设计用于保护LIN和单线CAN收发器免受ESD和其他有害浪涌事件的影响。该器件采用单SOT-23封装,为数据线提供双向保护,为系统设计人员提供了低成本选择,可提高系统可靠性并满足严格的EMI要求。 特性 SOT-23封装允许一个单独的双向配置 每线350 W峰值功耗(8 x 20 usec Waveform) 低反向漏电流(
    发表于 08-05 04:02 382次 阅读
    NUP1105L CAN / LIN总线保护器 单线

    NC7WZ241 带3态输出的TinyLogic UHS双通道反相缓冲器

    41是一款双通道同相缓冲器,带3态输出。输出使能电路对一个缓冲器采用有源低电平,对另一个缓冲器采用有源高电平,因此有利于收发器的运行。该超高速器件采用先进的CMOS技术制造,可在高输出驱动下实现出色的开关性能,同时在宽V CC 工作范围内保持较低的静态功耗。器件额定工作范围为1.65V至5.5VV CC 。当V CC 为0V时,输出和输出处于高阻抗状态。输入端容许电压达到5.5V,不受V CC 工作范围的支配。在处于3态状态时,输出可承受V CC 以上的电压。 特性 节省空间的US8表面贴装封装 MicroPak™无铅无引线封装 超高速; 5 VV CC 时,50 pF内的t PD 为2.6 ns典型值) 高输出驱动:±24 mA,3V V CC 广泛的V CC 工作电压范围:1.65V至5.5V 运行于3.3VV CC 时,符合LCX性能 掉电高阻抗输入/输出 耐过压输入促进5 V至3 V转换 输出在3态模式时可耐过压 专利噪声/电磁干扰(EMI)消减电路已实施 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 08-02 02:02 212次 阅读

    74ALVC16245 低电压1.8 / 2.5 / 3.3 V 16位收发器

    16245是一款高级性能的非反相16位收发器。它专为1.8 V,2.5 V或3.3 V系统中的高速,低功耗运行而设计。 ALVC16245采用字节控制设计。它可以作为两个独立的八角形操作,或者与控制连接在一起,作为16位宽的功能。发送/接收(T / Rbarn)输入确定通过双向收发器的数据流的方向。发送(高电平有效)使能从A端口到B端口的数据;接收(低电平有效)使能从B端口到A端口的数据。输出使能输入(OEn),当HIGH通过将它们置于HIGH Z条件时禁用A和B端口。 特性 专为低压运行而设计:V CC = 1.65-3.6 V 3.6 V容差输入和输出 高速运行 静态驱动器 支持实时插入和取出 当V CC = 0 V Latchup性能在125°C时超过±259 mA ESD性能;人体模型≥V;机器型号≥200V 符合行业标准的第二来源74ALVC16245 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 08-01 18:02 403次 阅读

    LA4815VH 音频功率放大器 AB类 1通道 1.8 W

    VH采用1通道功率放大器,具有宽工作电源电压范围,内置于表面贴装封装中。该IC还具有静音功能,仅需少量外部元件,因此适用于低成本的设计。还有一个MFP8封装类型,它包含相同的芯片(LA4815M)。 特性 内置静音功能 增益可在26到40 dB之间选择 宽电源电压范围(4.0至16 V) 内置1声道功率放大器输出功率1 = 1.84W(典型值)。 (VCC = 12V,RL =8Ω,THD = 10%)输出功率2 = 1.55W(典型值)。 (VCC = 9V,RL =4Ω,THD = 10%)输出功率3 = 0.36W(典型值)。 (VCC = 6V,RL =8Ω,THD = 10%)输出功率4 = 0.23W(典型值)。 (VCC = 5V,RL =8Ω,THD = 10%) 可选电压增益:2种类型 26dB / 40dB 只有少数几个外部组件 4个组件/总计 应用 对讲机,门电话,收发器,收音机,玩具,带语音指导的家用电器等。 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-31 12:02 281次 阅读

    NCV59744 LDO稳压器 3A 超低压降 高PSRR 低噪声

    44是双轨极低压差稳压器,能够提供超过3.0 A的输出电流,典型的贴壁电压为115 mV。在满载电流下。这些器件具有陶瓷和其他低ESR输出电容的稳定性。该系列包含可调输出电压版本,输出电压低至0.8 V.内部保护功能包括内置热关断和输出电流限制保护。提供用户可编程的软启动和电源良好引脚。 NCV59744采用QFN20-5x5-0.65P封装。 类似产品: NCV59744 NCV59748 NCV59749 输出电流(A) 3.0 1.5 3.0 噪声(μVRMS) 64.8 90 90 压差电压(V) 0.115 0.060...
    发表于 07-30 18:02 440次 阅读

    NCV59749 LDO稳压器 3A 超低压降 高PSRR 低噪声

    49是一款3 A超低压差(LDO)稳压器,能够提供超过3 A的输出电流,典型压差为120 mV。在满载电流下。输出电压可调低至0.8 V.内部保护功能包括热关断和输出电流限制保护。其他功能包括用户可编程软启动和电源就绪。 NCV59749采用5x5 QFN20封装。 类似产品: NCV59744 NCV59748 NCV59749 输出电流(A) 3.0 1.5 3.0 噪声(μVRMS) 64.8 90 90 压差电压(V) 0.115 0.060 0.120 Wettable Flank 否 是 否 特性 优势 120mV Typ。完全3A负载下降 能够以非常小的Vin - Vout电压余量运行 0.8V至3.6V输出电压范围 非常适合低输出电压操作 0.8V至5.5V输入电压范围 低输入电压应用的出色解决方案 25uVrms的输出噪声 噪音的理想选择敏感应用 快速瞬态响应 非常适合高速数字应用中的电压调节选择 输出电流超过3.0 A 快速瞬态响应 可编程软启动 打开排水电源良好输出 使用任何类型的输出电容器稳定 应用 终端产品 汽车 网络和电信 工业 低电压,高电流FPGA,DSP电...
    发表于 07-30 15:02 368次 阅读

    NCP59749 LDO稳压器 3A 超低压降 高PSRR 低噪声 带偏置轨

    49是一款3 A超低压差(LDO)稳压器,能够提供超过3 A的输出电流,典型压差为120 mV。在满载电流下。输出电压可调低至0.8 V.内部保护功能包括热关断和输出电流限制保护。其他功能包括用户可编程软启动和电源就绪。 NCP59749采用5x5 QFN20封装。 类似产品: NCP59744 NCP59748 NCP59749 输出电流(A) 3.0 1.5 3.0 噪声(μVRMS) 64.8 90.0 90.0 压差电压(V) 0.115 0.060 0.120 可润湿的侧翼 否 否 否 特性 优势 0.8V至3.6V输出电压范围 非常适合低输出电压操作 0.8V至5.5V输入电压范围 适用于低输入电压应用的出色解决方案离子 在完整的3.0 A负载下120 mV典型的压差。 最大限度地减少调节器的功率损失 120mV Typ。辍学@ 3A 能够以非常小的Vin - Vout电压余量运行 25uVrms的输出噪音 噪声敏感应用的理想选择 快速瞬态响应 非常适合高速数字应用中的电压调节选择 输出电流超过3.0 A 快速瞬态响应 可编程软启动 打开排水电源良好的产出 任何类型的输出都是稳定...
    发表于 07-30 07:02 575次 阅读

    NCV8187 1.2A LDO稳压器 低压差 低噪声 电源良好输出

    7是一款1.2 A LDO稳压器,具有低静态电流消耗(在整个温度范围内典型值为30μA),低压差,低输出噪声和非常好的PSRR。该稳压器集成了多种保护功能,如热关断,软启动,限流以及电源良好输出信号,便于MCU接口。 特性 优势 Low Vin 1.5 V 适用于DCDC的1.8V电压轨 超低噪声15μV rms 非常适合噪声敏感应用 1 kHz时PSRR高达75 dB 高功率输入纹波抑制,非常适合功耗敏感器件 低V out 从0.8 V 适用于低压申请 电力良好信号 Perfe ct用于铁路监测和/或排序 提供DFN6 2x2 mm和DFN8 3x3mm封装 可润湿侧面(针边电镀)改善热阻 150C工作结温 通过扩展实现更高的功率温度 应用 终端产品 RF,PLL,VCO和时钟电源 图像传感器电源 负载点 通信系统和信息娱乐 RF收发器 摄像头模块 Internet连接共享(ICS)网关服务器应用程序 MQB模块化架构 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 474次 阅读

    BCM8727 双通道10-GbE SFI-to-XAUI™带EDC的收发器

    双通道10-GbE SFI-to-XAUI™集成了支持SFP +线卡应用的电子色散补偿(EDC)均衡器的收发器。 BCM8727是一款多速率PHY,适用于SMF,MMF或铜双轴应用,可连接限幅和线性基于SFP +和SFP模块。 BCM8727完全符合10-GbE IEEE 802.3aq标准,并支持1000BASE-X用于1-GbE操作。 BCM8727采用全DSP高速前端开发,为线卡设计人员提供最高性能和最大灵活性。片上微控制器实现DSP内核的控制算法。 特性 双通道SFI到XAUI收发器 集成微控制器具有宽动态范围的AGC 单参考时钟输入允许使用低成本156.25 MHz振荡器 支持低成本SFP +铜双轴达15米...
    发表于 07-04 10:24 566次 阅读
    BCM8727 双通道10-GbE SFI-to-XAUI™带EDC的收发器

    BCM8725 双10千兆以太网XFI到XAUI和交易; LAN / WAN收发器

    以太网/光纤通道/ SONET LAN / WAN PHY,是一个完全集成的双通道串行化/反序列化(9.953 Gb / s / 10.3125 Gb / s / 10.5188 Gb / s )接口设备执行10 Gb串行以太网协调子层(RS)接口的扩展功能。   对于WAN应用,具有灵活时钟模式的WIS兼容成帧器允许传输WAN上的以太网流量。片上时钟合成由PMD和XAUI&trade的高频,低抖动锁相环执行;输出重定时器。通过直接与其各自的输入数据流同步,在设备上执行单独的PMD和XAUI时钟恢复。提供弹性缓冲区以允许PMD和XAUI接口在异步配置中操作。参考时钟输入仅需要外部155.52 MHz / 156.25 MHz / 159.38 MHz振荡器。 功能 两个完全独立的通道 引脚兼容BCM8724 符合或超过IEEE 802.3ae 支持XFP / XFI和SFP +接口...
    发表于 07-04 10:23 372次 阅读
    BCM8725 双10千兆以太网XFI到XAUI和交易; LAN / WAN收发器

    BCM8724 双10千兆以太网XFI到XAUI和交易;收发器

    完全集成的双序列化/反序列化(10.3125 Gb / s)接口设备,为10千兆位串行以太网协调子层(RS)接口执行扩展功能。   XGXS,PCS和PMA功能包括8B / 10B编码,64B / 66B编码,SerDes,时钟倍增单元(CMU)以及时钟和数据恢复(CDR)。片上时钟合成由PMD和XAUI&trade的高频,低抖动锁相环执行;输出重定时器。通过直接与其各自的输入数据流同步,在设备上执行单独的PMD和XAUI时钟恢复。提供弹性缓冲区以允许XAUI和PMD接口在异步配置中运行。参考时钟输入仅需要外部156.25 MHz振荡器。 功能 双XFI至XAUI 10 GbE收发器 完全集成CMU,CDR,SerDes,限幅放大器和EyeOpener™ 符合或超过IEEE 802.3ae 支持XFP / XFI和SFP +接口...
    发表于 07-04 10:22 511次 阅读
    BCM8724 双10千兆以太网XFI到XAUI和交易;收发器

    BCM54285 Octal-Port QSGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    完全集成的八通道千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。   MDI双绞线收发器由8个三速10/100 / 1000BASE-T以太网收发器或8个QSGMII组成到光纤(100BASE-FX,1000BASE-X或SGMII-Slave)接口。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。在QSGMII到光纤模式下,PHY执行100BASE-FX,1000BASE-X和SGMII-Slave的所有物理层功能。有关文档和支持,请访问Broadcom社区 功能 QSGMII界面  支持符合IEEE 802.3标准的铜线接口:1000BASE-T ,100BASE-TX,10BASE-T  支持这些光纤线路接口:1000BASE-X,100BASE-FX,SGMII-Slave 符合IEEE 802.3az标准(能源高效以太网):支持本地EEE MAC;使用AutogrEEEn®支持不推荐用于新设计的非EEE MAC;模式   SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...
    发表于 07-04 10:11 845次 阅读
    BCM54285 Octal-Port QSGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    BCM54282 Octal-Port QSGMII铜缆千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    完全集成的八通道千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。  MDI双绞线收发器由8个三速10/100 / 1000BASE-T以太网收发器组成。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。 BCM54282旨在符合QSGMII行业标准。有关文档和支持,请访问Broadcom社区  功能 QSGMII界面 支持符合IEEE 802.3标准的铜线接口:1000BASE-T,100BASE-TX,10BASE-T  IEEE 802.3az兼容(节能以太网):支持本机EEE MAC;使用AutogrEEEn®支持不推荐用于新设计的非EEE MAC;模式 SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...
    发表于 07-04 10:10 395次 阅读
    BCM54282 Octal-Port QSGMII铜缆千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    BCM54240 四端口SGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    完全集成的四千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。  MDI双绞线收发器由四个三速10/100 / 1000BASE-T以太网收发器或四个SGMII到光纤( 100BASE-FX,1000BASE-X或SGMII-Slave接口。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。当处于SGMII到光纤模式时,PHY执行100BASEFX,1000BASE-X和SGMII-Slave的所有PHY功能。  功能 SGMII接口 支持符合IEEE 802.3标准的铜线接口:1000BASE-T,100BASE-TX,10BASE-T 支持以下光纤线路接口:1000BASE-X,100BASE -FX,SGMII-Slave 集成双绞线终端电阻 IEEE 802.3az兼容(节能以太网):支持本机EEE MAC,支持不推荐用于新设计非EEE MAC使用AutogrEEEn®模式   SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...
    发表于 07-04 10:10 806次 阅读
    BCM54240 四端口SGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    BCM54280 八端口SGMII铜缆千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    完全集成的八通道千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。   MDI双绞线收发器由8个三速10/100 / 1000BASE-T以太网收发器组成。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。 BCM54280的设计符合SGMII行业标准。 功能 SGMII接口  支持符合IEEE 802.3标准的铜线接口:1000BASE-T,100BASE-TX,10BASE-T   IEEE 802.3az兼容(节能以太网):支持本机EEE MAC;使用AutogrEEEn®支持不推荐用于新设计的非EEE MAC; mod   SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...
    发表于 07-04 10:10 485次 阅读
    BCM54280 八端口SGMII铜缆千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

    BCM1104 千兆IP电话芯片

    IP电话芯片使制造商能够构建具有硬件安全性和卓越语音质量的IP电话。   芯片也是集成了千兆以太网(10/100/1000 Mb / s)交换机和两个快速以太网(10/100 Mb / s)收发器,可以选择性地开发传统的快速以太网IP电话设计,而无需额外增加外部收发器的成本。通过添加外部千兆以太网收发器,制造商可以轻松升级其设计以创建千兆以太网IP电话型号。 功能 BCM1104是下一代芯片,集成硬件安全性,高级服务质量(QoS)技术和千兆以太网(GbE)交换机 基于具有增强DSP功能的RISC架构,为中端IP电话提供优化的性能水平 的BroadSAFE&安培;贸易;带有用于AES加密和SHA-1身份验证算法的硬件加速的安全模块 灵活的外设接口架构可以连接无线局域网,蓝牙和视频设备而无需胶合逻辑 应用程序 IP电话 VoIP住宅终端适配器 IP PBX系统...
    发表于 07-04 09:51 409次 阅读
    BCM1104 千兆IP电话芯片