如何为LoRa芯片选择合适的外接晶振？

　　作为一种长距离通信连接技术，LoRa已广泛用于物联网物理层无线调制，主要运行于全球免费频段（即非授权频段），包括433、470、868、915MHz等。这几年物联网市场快速发展，Semtech因此开发了适用智能家居、智能社区应用的LoRa Core LLCC68射频收发器芯片，以满足市场多种无线传输需求。

　　LoRa技术优势

　　LoRa不需要建设基站，一台网关便可控制较多设备，并且布网方式较为灵活，可大幅度降低建设成本。通过组合自组，安全，可控等诸多特性，以及物联网碎片化、低成本、大连接的需求优势，LoRa被广泛部署在智慧社区、智能家居和楼宇、智能表计、智慧农业、智能物流等多个垂直行业。

 

图1.LoRa技术特征

　　从组网模式来看，LoRa常采用星状网络，即网关星状连接终端节点，但终端节点并不绑定唯一网关，因而终端节点的上行数据可发送给多个网关。理论上来说，用户可以通过Mesh、点对点或者星形的网络协议和架构来实现灵活的LoRa组网。基于验证的宽带线性调频（Chirp Modulation）技术，相较于传统的FSK技术以及其他稳定性和安全性不足的短距离RF技术，LoRa在保持低功耗的同时极大地增加了通信范围，具有传输距离远、抗干扰性强等特点。

　　.LoRa晶振配置

　　鉴于LoRa技术在物联网中的快速应用，Semtech最新推出了一系列LoRa器件，其目标应用市场包括现有FSK小无线市场、基于LoRa的智能家居应用、需要抗干扰、远距离且实时性的工业控制场景、原有LoRa不需要超远距离的场景。

　　（1）普通应用

　　LoRa对频偏不敏感，这为晶振选型提供了很大方便。如采用LoRa的BW125_SF9设置，即使采用+/-30ppm的晶振（SPXO）也可以实现-129dBm@1.8kbps的灵敏度，不需要温补晶振（TCXO）。但是，反观其他移动通信模块和FSK，它们都采用了对频率非常敏感的调制方式。以FSK技术为例：其通信原理要求频率偏移必须在Fdev/4以内，才能保障灵敏度的理论值下降幅度在2dB以内，也就是即使使用+/-2ppm的温补晶振（TCXO），也无法实现-123dBm@1.2kbps灵敏度，因为400Hz的Fdev只能是在实验室里严苛条件下才可能实现。由于LoRa器件使用普通晶振（SPXO）来开发相关应用，这不仅可以大幅度降低供应链风险，而且还将因为不需采用温补晶振（TCXO）而降低成本。

图2.LLCC68芯片的TCXO晶振控制图

　　（2）专业应用

　　对于一些特定应用环境，如工作于极端温度环境的低散热、小外形应用设计，这就需要采用温补晶振（TCXO）以获得更好的频率精度。如果LLCC68芯片采用外接的TCXO晶振，须通过一个220欧姆电阻和一个10pF电容器，连接于芯片的3#引脚（XTA），而4#引脚（XTB）悬空，6#引脚（DIO3）用来为TCXO提供稳定的1.6-3.3V可编程电压。

图3.TLLCC68对外接石英晶体谐振器的要求

　　如果需要外接晶振谐振器来产生32MHz时钟，振荡器频率、负载电容、寄生电容、串联电阻、动态电容、驱动电平等参数可参考图3。由于TLLCC68在XTA和XTB引脚内置了可编程电容，这样就无需额外的匹配电容了，用户可参考LLCC68数据表，以0.47pF的典型步距设置电容参数。


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