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遠距離通信不卡頓!安信可2.4G LoRa模組的“高線性度”

AIoT行業(yè)洞察 ? 來源:AIoT行業(yè)洞察 ? 作者:AIoT行業(yè)洞察 ? 2025-01-16 09:53 ? 次閱讀
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產(chǎn)品介紹

安信可 2.4G LoRa 模組Ra-05/Ra-05U,是基于Semtech SX1281芯片的無線通信模塊,采用LoRa(長距離、低功耗廣域網(wǎng)絡(luò))技術(shù),工作在2.4GHz ISM頻段,具備高線性度、遠距離、低功耗、高抗干擾和高安全性的特點。憑借該模組高線性度的優(yōu)勢,設(shè)備可以在復(fù)雜環(huán)境下進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸,極大地降低了通信成本并延長了設(shè)備的電池壽命。

高線性度

高線性度是指信號在傳輸、放大或調(diào)制過程中,保持原始信號的精確度和比例關(guān)系,不發(fā)生明顯的失真或畸變。具體來說,線性度好意味著系統(tǒng)的輸入和輸出之間保持正比例關(guān)系,即輸入信號的變化會導(dǎo)致輸出信號的等比例變化,沒有產(chǎn)生非線性效應(yīng),如失真、諧波或交叉干擾。對于無線通信系統(tǒng)而言,高線性度能夠確保信號在遠距離傳播、低信噪比環(huán)境下或高功率輸出時,仍能保持準確傳輸,不受干擾,確保信號的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的完整性。

小安的通俗解釋:

在通信領(lǐng)域,高線性度指的是信號在傳輸過程中能夠保持高度的一致性,避免失真或畸變。換句話說,就是信號“原汁原味”地傳遞,不會被“添油加醋”或“偷工減料”。

安信可2.4G LoRa 模組所采用的SX1281 芯片從多個設(shè)計方面體現(xiàn)了高線性度,這對于保證信號的質(zhì)量、穩(wěn)定性及通信的可靠性至關(guān)重要。

高精度射頻前端設(shè)計

SX1281 的射頻前端經(jīng)過精心設(shè)計,以確保其在頻率和功率范圍內(nèi)的線性度。LoRa 擴頻調(diào)制技術(shù)要求芯片在傳輸過程中保持盡可能小的非線性失真,而 SX1281 在這一點上表現(xiàn)出色:

●LoRa 調(diào)制方式:SX1281 使用 LoRa 擴頻調(diào)制,能夠在較低的信噪比(SNR)下維持穩(wěn)定的信號傳輸,避免了傳統(tǒng)調(diào)制方式中的非線性失真,從而提高了通信的線性度。

●頻譜均勻性:芯片內(nèi)的射頻設(shè)計確保其信號在較寬頻帶內(nèi)的線性擴展,避免了信號放大過程中出現(xiàn)不均勻的增益,從而確保傳輸?shù)男盘柧S持高線性度。

功率放大器(PA)的高線性設(shè)計

SX1281 集成了一個線性度高的功率放大器(PA),確保信號在大功率輸出時不會出現(xiàn)顯著的失真或諧波污染。

●線性功率放大:當 SX1281 以較高功率輸出時,功率放大器能夠維持信號的高保真度,避免了大功率輸出時常見的非線性失真,這對于長距離通信非常關(guān)鍵。

●較低的諧波失真:芯片的功率放大器設(shè)計有效地控制了諧波失真,使得傳輸過程中信號的純凈度得到了保證,從而提升了通信的可靠性。

精確的頻率合成和低相位噪聲控制

頻率合成器和相位鎖定環(huán)(PLL)是芯片中的核心組件,用于生成和穩(wěn)定信號頻率。SX1281 在這方面的設(shè)計確保了非常高的線性度:

●低相位噪聲:SX1281 的頻率合成器和 PLL 能夠有效抑制相位噪聲,從而保證信號的穩(wěn)定性。在長距離通信中,頻率的穩(wěn)定性至關(guān)重要,低相位噪聲能夠減少信號失真,確保傳輸質(zhì)量。

●精確頻率合成:芯片采用了高精度的頻率合成器,能夠生成非常穩(wěn)定的工作頻率,從而減少因頻率漂移而帶來的線性度問題。

應(yīng)用場景

在智慧農(nóng)業(yè)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中,傳感器需要實時監(jiān)測溫度、濕度、土壤養(yǎng)分等數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程服務(wù)器。

挑戰(zhàn):傳感器通常位于農(nóng)田或溫室中,信號在傳輸過程中會受到障礙物、氣候變化和其他無線信號的干擾,容易出現(xiàn)信號衰減或失真問題。

通過安信可 2.4G LoRa 模組的高線性度設(shè)計,智慧農(nóng)業(yè)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離、低功耗、穩(wěn)定可靠的無線通信,為農(nóng)民提供實時的數(shù)據(jù)支持,幫助優(yōu)化作物生長環(huán)境,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

優(yōu)勢體現(xiàn):

1.低信噪比環(huán)境下的穩(wěn)定通信:在這種環(huán)境中,數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柍3C媾R干擾,特別是在設(shè)備之間距離較遠時,在低信噪比環(huán)境下可能導(dǎo)致信號衰減。

由于 SX1281 芯片的高線性度設(shè)計,模組能夠在低信噪比環(huán)境下穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù),避免了信號失真,確保了數(shù)據(jù)的準確傳遞。

2.長距離通信的可靠性:在廣闊的農(nóng)業(yè)環(huán)境中,傳感器之間的通信距離可能達到幾公里。SX1281 芯片的高線性度功率放大器和低相位噪聲設(shè)計確保了在大功率輸出時信號的穩(wěn)定性,減少了由于傳輸距離遠而產(chǎn)生的信號畸變。

3.抗干擾能力:農(nóng)田中可能會有各種無線信號干擾,例如來自農(nóng)業(yè)設(shè)備、無線傳感器或其他無線通信網(wǎng)絡(luò)。SX1281 的抗干擾能力使得環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠在復(fù)雜無線環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作,避免了因干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失或傳輸錯誤。

安信可 2.4G LoRa 模組保證了在復(fù)雜環(huán)境中信號的穩(wěn)定性和可靠性,在智慧農(nóng)業(yè)、智能城市建設(shè)、工業(yè)自動化等應(yīng)用場景中,能夠有效提高系統(tǒng)的性能,確保數(shù)據(jù)的準確傳輸和長時間穩(wěn)定運行。

審核編輯 黃宇

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