【導(dǎo)讀】一切皆因連接而起,物聯(lián)網(wǎng)IoT正在加速進(jìn)入到我們的日常生活與各行各業(yè)之中,人與物、物與物之間的連接互動越來越智能便捷,無線通信成為物聯(lián)網(wǎng)連接中的無形橋梁,藍(lán)牙、WiFi、ZigBee等主流通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中各有千秋,成為物聯(lián)網(wǎng)落地的強(qiáng)力支撐。
選擇藍(lán)牙模塊:三個考慮因素
在為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備或某些其他項目選擇藍(lán)牙或其他RF模塊時,你可能發(fā)現(xiàn)市場上可行的方案比你想象得要多得多。在正常情況下,模塊制造商或供應(yīng)商會根據(jù)傳輸速率、傳輸距離、頻段、認(rèn)證、包裝尺寸等對提供的數(shù)千個模塊分類。
全方位考慮固然很重要,但某些因素要更加關(guān)鍵。通過把最主要的重點(diǎn)放在傳輸速率、傳輸距離(或覆蓋范圍)和功耗上,你可以有效地縮小選擇范圍。對這些因素做出平衡取舍之之后,在此基礎(chǔ)上選擇一個模塊,可以幫助你制訂直接影響最終用戶體驗的決策。我們將快速考察這些參數(shù),及其怎樣影響你的器件性能。
1)傳輸速率
傳輸速率或數(shù)據(jù)速率通常是設(shè)計人員和開發(fā)人員考慮的第一件事,因為它會迫使設(shè)計人員和開發(fā)人員考慮器件之間需要傳送的信息類型。例如,把高質(zhì)量音樂傳送到耳機(jī)所需的數(shù)據(jù)速率,與基本心跳監(jiān)護(hù)儀所需的數(shù)據(jù)速率就有著很大的差別。
在理論上,低能耗藍(lán)牙的傳輸速率不支持自己的最大帶寬(1 MHz),因為低能耗藍(lán)牙的重點(diǎn)是簡單的信息傳輸。如果以高速率傳輸數(shù)據(jù),那么低能耗藍(lán)牙會消耗更大的功率,這和最初設(shè)計概念是矛盾的。如果需要高速傳輸,那么應(yīng)考慮速率更高的EDR藍(lán)牙或Wi-Fi。任何速率提高幾乎都不可避免地會消耗更多的功率。
2)功率類別和傳輸距離覆蓋范圍
在制造商和分銷商網(wǎng)站上,藍(lán)牙模塊是按類別劃分的,這里的類別是指功率類別。功率類別越高,傳輸所能到達(dá)的地方越遠(yuǎn)。與任何其他無線技術(shù)一樣,藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的距離有限。傳輸距離隨不同版本變化。
在同一版本中,支持的傳輸距離仍會隨著不同的功率類別變化。實際信號傳輸距離隨著具體環(huán)境條件變化,如傳輸條件、材料、制造偏差、天線和電池。除藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求外,設(shè)備還需要滿足本地政府頻譜法規(guī)機(jī)構(gòu)規(guī)定的功率要求。如需與這些要求有關(guān)的更多信息,請查看我們前面的博文。
3)功耗
功耗主要與傳輸速率和距離有關(guān)。由于藍(lán)牙設(shè)備一般是通過電池供電的,因此設(shè)備的工作電流/電壓是一個重要考慮因素,因為它直接決定著充電時間和電池續(xù)航周期。
通過把模塊進(jìn)一步劃分成不同版本,藍(lán)牙SIG簡化了這一前期決策。藍(lán)牙技術(shù)版本分為經(jīng)典版本和低能耗(LE)版本。經(jīng)濟(jì)藍(lán)牙版本1、2和3是為數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化的。在經(jīng)典版本中,它分成基本速率(BR)、增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率(EDR)和高速。低能耗藍(lán)牙則把更多的重點(diǎn)放在簡單的信息傳輸上,同時盡可能延長電子器件的續(xù)航時間。
除了這些分類之外,制造商會列出發(fā)送和接收電流和/或功率,主要用于模塊選擇中。如果你能夠測試預(yù)計的最終設(shè)備用途,那么你可以更簡便地評估模塊,在具體應(yīng)用中平衡各種因素。我們的功耗博文中進(jìn)一步介紹了這類測試。
找到適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙模塊首先要平衡傳輸速率、傳輸距離和功耗。一旦縮小了選擇范圍,那么可以根據(jù)成本、空間和兼容能力進(jìn)一步縮小范圍。最后,預(yù)計你可以使用測試設(shè)備對模塊做一些評測。下載怎樣選擇藍(lán)牙模塊應(yīng)用指南,更詳細(xì)地了解這一測試。
確保藍(lán)牙設(shè)計通過EMI一致性測試
在支持藍(lán)牙的任何新型設(shè)備上市前,不管是完善的通信設(shè)備還是簡單的USB加密狗,它都必須滿足FCC制訂的嚴(yán)格的EMI輻射要求。
過去,設(shè)計人員一般要等到設(shè)計周期結(jié)束,才能把產(chǎn)品送到測試機(jī)構(gòu),進(jìn)行正式的一致性測試。遺憾的是,更多的情況下,很多藍(lán)牙設(shè)計都不會一遍就過。幾次跑到測試機(jī)構(gòu)的成本會非常高,視不同的根本原因,很容易會導(dǎo)致工期延誤,不能按期完工。
一種好得多的方法是提前執(zhí)行預(yù)一致性檢查,從而可以識別和校正任何EMI問題。憑直覺,許多設(shè)計人員認(rèn)為他們沒有設(shè)備或?qū)I(yè)知識,來足以完成預(yù)一致性測試。
而現(xiàn)在,通過基于PC的現(xiàn)代頻譜分析軟件及基于USB的頻譜分析儀,執(zhí)行這些檢查變得輕松快捷。
預(yù)一致性測試具有重要意義,可以保證你在測試機(jī)構(gòu)通過EMI/EMC一致性測試。通過使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備,還可以簡便地執(zhí)行藍(lán)牙無線測試。
本篇介紹了藍(lán)牙模塊的選擇和EMI預(yù)一致性測試,這是工程師在藍(lán)牙模塊設(shè)計時經(jīng)常面臨的問題,也是經(jīng)常令人頭疼的問題。可選的方案比想象的要多得多,選擇重點(diǎn)要放在傳輸速率、傳輸距離(或覆蓋范圍)和功耗上,這樣可以有效地縮小選擇范圍。而EMI預(yù)一致性測試可以有效降低設(shè)計開發(fā)時間和成本。