遠(yuǎn)距離通信不卡頓！安信可2.4G LoRa模組的“高線性度”

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(zhǎng)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(yuǎn)距離、低功耗、高抗干擾和高安全性的特點(diǎn)。憑借該模組高線性度的優(yōu)勢(shì)，設(shè)備可以在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，極大地降低了通信成本并延長(zhǎng)了設(shè)備的電池壽命。

高線性度

高線性度是指信號(hào)在傳輸、放大或調(diào)制過程中，保持原始信號(hào)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(hào)的變化會(huì)導(dǎo)致輸出信號(hào)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(duì)于無線通信系統(tǒng)而言，高線性度能夠確保信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳播、低信噪比環(huán)境下或高功率輸出時(shí)，仍能保持準(zhǔn)確傳輸，不受干擾，確保信號(hào)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(hào)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(hào)“原汁原味”地傳遞，不會(huì)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(gè)設(shè)計(jì)方面體現(xiàn)了高線性度，這對(duì)于保證信號(hào)的質(zhì)量、穩(wěn)定性及通信的可靠性至關(guān)重要。

高精度的射頻前端設(shè)計(jì)

SX1281 的射頻前端經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，以確保其在頻率和功率范圍內(nèi)的線性度。LoRa 擴(kuò)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(diǎn)上表現(xiàn)出色：

●LoRa 調(diào)制方式：SX1281 使用 LoRa 擴(kuò)頻調(diào)制，能夠在較低的信噪比（SNR）下維持穩(wěn)定的信號(hào)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(jì)確保其信號(hào)在較寬頻帶內(nèi)的線性擴(kuò)展，避免了信號(hào)放大過程中出現(xiàn)不均勻的增益，從而確保傳輸?shù)男盘?hào)維持高線性度。

功率放大器（PA）的高線性設(shè)計(jì)

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

●線性功率放大：當(dāng) SX1281 以較高功率輸出時(shí)，功率放大器能夠維持信號(hào)的高保真度，避免了大功率輸出時(shí)常見的非線性失真，這對(duì)于長(zhǎng)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(jì)有效地控制了諧波失真，使得傳輸過程中信號(hào)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(hào)頻率。SX1281 在這方面的設(shè)計(jì)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(hào)的穩(wěn)定性。在長(zhǎng)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(hào)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(chǎng)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(yuǎn)程服務(wù)器。

挑戰(zhàn)：傳感器通常位于農(nóng)田或溫室中，信號(hào)在傳輸過程中會(huì)受到障礙物、氣候變化和其他無線信號(hào)的干擾，容易出現(xiàn)信號(hào)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(jì)，智慧農(nóng)業(yè)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗、穩(wěn)定可靠的無線通信，為農(nóng)民提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持，幫助優(yōu)化作物生長(zhǎng)環(huán)境，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

優(yōu)勢(shì)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?hào)常常面臨干擾，特別是在設(shè)備之間距離較遠(yuǎn)時(shí)，在低信噪比環(huán)境下可能導(dǎo)致信號(hào)衰減。

由于 SX1281 芯片的高線性度設(shè)計(jì)，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(hào)失真，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳遞。

2.長(zhǎng)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(dá)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(jì)確保了在大功率輸出時(shí)信號(hào)的穩(wěn)定性，減少了由于傳輸距離遠(yuǎn)而產(chǎn)生的信號(hào)畸變。

3.抗干擾能力：農(nóng)田中可能會(huì)有各種無線信號(hào)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(cuò)誤。

安信可 2.4G LoRa 模組保證了在復(fù)雜環(huán)境中信號(hào)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(dòng)化等應(yīng)用場(chǎng)景中，能夠有效提高系統(tǒng)的性能，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

審核編輯 黃宇