小型化與模組技術(shù)

有使用無線模塊可以幫助獲得的產(chǎn)品迅速推向市場(chǎng)，緩解資格審查程序，一個(gè)看法，但它是在一個(gè)更大尺寸的價(jià)格。

現(xiàn)代材料和設(shè)計(jì)現(xiàn)在可以幫助無線系統(tǒng)的小型化，優(yōu)化天線設(shè)計(jì)和匹配無線電元素。即使有可對(duì)額外大小點(diǎn)球，使用一個(gè)模塊可通過分離設(shè)計(jì)的噪聲敏感元件，提高了系統(tǒng)的整體性能有幫助。最終這可能導(dǎo)致一個(gè)更小的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗藢?duì)無線電前端的隔離，其可占據(jù)空間，或者需要在印刷電路板多個(gè)層，以提供隔離。同時(shí)使設(shè)計(jì)更小，這可以是顯著更昂貴。

在某些情況下，使用一個(gè)模塊可能不會(huì)招致大小點(diǎn)球。事實(shí)上，集成的關(guān)鍵部件到模塊本身的基底可以減少占地面積，在無線系統(tǒng)的小型化，提供更多的好處。

對(duì)于一些應(yīng)用，如智能卡，模塊是必不可少的，但即使在這里有創(chuàng)新的小型化。例如，英飛凌科技開發(fā)了“線圈模塊”(COM)包，它認(rèn)為可以徹底改變的雙界面智能卡的無線設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。

該技術(shù)簡(jiǎn)化并改進(jìn)制造電子身份證(EID)，電子駕駛執(zhí)照或健康保險(xiǎn)卡的非接觸界面。這些雙界面卡建立接觸式卡的應(yīng)用目前主要用于和新興的無線移動(dòng)解決方案之間的橋梁。據(jù)市場(chǎng)研究公司IHS的最新估計(jì)，雙界面卡，為政府和醫(yī)療保健的數(shù)量將在2013年至2019年間以每年22%，而同比增長(zhǎng)百分之十四的純非接觸式卡增長(zhǎng)。

英飛凌線圈天線上的RF芯片模塊圖片

圖1：英飛凌使用的線圈天線上的RF芯片模塊鏈接到天線上的智能卡。

的關(guān)鍵設(shè)計(jì)是一個(gè)射頻鏈路，而不是芯片模塊和卡天線之間的公共機(jī)電連接，電耦合模塊到卡(見圖1)。這使得跳繩卡生產(chǎn)過程中互連芯片模塊到卡上天線的復(fù)雜的過程。因?yàn)檫@里的芯片模塊與卡的天線之間沒有連接，這可能會(huì)通過機(jī)械應(yīng)力而損壞，該卡是更健壯，也更安全的，因?yàn)樾酒K比通用模塊更薄20%，從而使附加的安全功能可以是集成在卡。使用COM的技術(shù)也意味著芯片和模塊具有集成天線是完全調(diào)整，并且不需要由卡制造商的附加調(diào)諧。

藍(lán)牙

藍(lán)牙模塊的小型化是推動(dòng)無線技術(shù)成為越來越多的應(yīng)用在空間溢價(jià)。對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的藍(lán)牙串行鏈路，無線模塊可以提供在尺寸僅為6.1毫米×9.1毫米×1.2毫米的微小的第六球包的接口。德州儀器(TI)的LMX9830藍(lán)牙串行端口模塊是需要通過藍(lán)牙堆棧的完整的下層和上層，提供從天線的完整解決方案，達(dá)到了一個(gè)高度集成的藍(lán)牙2.0基帶控制器，并與所有硬件2.4 GHz無線電和固件應(yīng)用包括通用訪問配置文件(GAP)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用規(guī)范(SDAP)和串行端口配置文件(SPP)。

德州儀器LMX9830藍(lán)牙串行連接模塊的圖像

圖2：六球包德州儀器LMX9830藍(lán)牙串行連接模塊。

它不僅是小，但其他軟件也減少了上市時(shí)間，因?yàn)槟K是通過資格預(yù)審的藍(lán)牙集成組件，包括一個(gè)可配置的服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以滿足服務(wù)請(qǐng)求的主機(jī)上的其他配置文件。

小型化來自TI的CompactRISC 16位處理器架構(gòu)與數(shù)字智能無線技術(shù)的結(jié)合。在片內(nèi)ROM存儲(chǔ)器提供的固件提供了完整的藍(lán)牙(V2.0)堆棧，包括配置文件和命令接口，以及點(diǎn)至點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)到多點(diǎn)鏈路管理支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)理論最大值超過704 kbps的具備多達(dá)7個(gè)有效的藍(lán)牙數(shù)據(jù)鏈路RFCOMM。

對(duì)于更復(fù)雜的模塊，無線傳感器，工業(yè)，醫(yī)療和汽車領(lǐng)域，松下的下一代智能手機(jī)兼容的地方 - 和 - 播放PAN1322藍(lán)牙模塊集成了一個(gè)32位微控制器，藍(lán)牙2.1 + EDR協(xié)議棧，串行端口配置文件(SPP )，AT命令集API和陶瓷天線。

松下圖PAN1322模塊的圖像

圖3：從松下PAN1322模塊包括一個(gè)陶瓷天線。[!--empirenews.page--]

這種成本設(shè)計(jì)​​的產(chǎn)品是基于單芯片解決方案，集成了ARM7TDMI處理器，藍(lán)牙控制器，使用安全簡(jiǎn)單削皮(SSP)的安全，可靠，高速數(shù)據(jù)連接，省去手動(dòng)創(chuàng)建密碼。嵌入式串行端口配置文件(SPP)釋放應(yīng)用程序資源，而AT命令集API創(chuàng)建使用調(diào)制解調(diào)器命令一個(gè)簡(jiǎn)單的固件接口。板載天線消除了2.4 GHz射頻電路的復(fù)雜性的設(shè)計(jì)師，都在15.6毫米×8.7毫米×2.8毫米模塊，完全屏蔽，以提高免疫力。

有需要的模塊還包括一個(gè)片上穩(wěn)壓器支持電壓為2.7〜3.6 V無需外部元件，并支持工業(yè)級(jí)溫度范圍為-40〜+ 85℃。

松下PAN1322模塊的圖像

圖4：包括在PAN1322天線和電壓調(diào)節(jié)器無需外部元件。

令人驚訝的是，軟件架構(gòu)的選擇上也可以幫助一個(gè)無線模塊的小型化。

對(duì)于更復(fù)雜的藍(lán)牙低功耗(BLE)和智能協(xié)議，Laird的BL600模塊集成了Nordic半導(dǎo)體nRF51822芯片組RF提供低功耗，長(zhǎng)無線覆蓋范圍，都在19毫米×12.5mm的小巧的足跡。而模塊包含所有支持的BLE應(yīng)用程序的開發(fā)所要求的硬件和固件，它是編程環(huán)境，有助于降低無線節(jié)點(diǎn)的總尺寸甚至進(jìn)一步。

Laird的事件驅(qū)動(dòng)smartBASIC編程語(yǔ)言顯著簡(jiǎn)化BLE集成和允許模塊從而傳感器可通過任何的接口被連接，而不需要外部處理器，減少節(jié)點(diǎn)的尺寸的獨(dú)立操作。一個(gè)簡(jiǎn)單的smartBASIC應(yīng)用封裝的閱讀，寫作和傳感器數(shù)據(jù)處理的完整的端至端程序，然后使用BLE將其傳送到任何藍(lán)牙4.0版設(shè)備 - 智能手機(jī)，平板電腦，網(wǎng)關(guān)或計(jì)算機(jī)。最終smartBASIC由模塊內(nèi)提供BLE專長(zhǎng)加速初始開發(fā)，創(chuàng)作原型，并批量生產(chǎn)。

萊爾德BL600藍(lán)牙智能模塊的圖像

圖5：萊爾德BL600藍(lán)牙智能模塊比其電池小。

細(xì)胞的

還有其他的方法來推動(dòng)小型化無線模塊。使用陶瓷基板可以似乎是一種昂貴的方法，但可以允許組件，如電容器，電阻器和電感器連到襯底的不同層。這使得過濾器可以很容易地在該模塊中包括，減少了總體尺寸，因?yàn)椴恍枰獠侩x散組件。

陶瓷技術(shù)還可以幫助無線系統(tǒng)在其他方面的小型化。對(duì)(在多個(gè)，多出)使用MIMO拓?fù)鋪硖岣咝阅艿姆涓C系統(tǒng)中，SAW濾波器的大小是一個(gè)重要的考慮因素。其結(jié)果是，京瓷公司開發(fā)用于分集的微型SAW濾波器模塊，它適用于要求小型化和薄型通信終端。

從京瓷SAW濾波器的圖像

圖6：將分立元件到模塊的基板降低來自京瓷SAW濾波器的尺寸。

模塊尺寸為2.5毫米×2.0毫米×1.1毫米通過使用小SAW濾波器集成在匹配電路和雙工器為陶瓷基板，由專用的樹脂成型結(jié)構(gòu)支撐。具有低插入損耗和高衰減的濾波器特性來自匹配電路和雙工器的設(shè)計(jì)，和更小的尺寸來自集成外部元件到陶瓷多層基板。該模塊也由更堅(jiān)固的和可靠的通過那里的SAW濾波器，電容器或電感器安裝在基片上涂布樹脂。

結(jié)論

模塊可用于減少無線系統(tǒng)的時(shí)間 - 市場(chǎng)和認(rèn)證的時(shí)間，但與創(chuàng)新的設(shè)計(jì)技術(shù)它們也被用作小型化的主要驅(qū)動(dòng)力。減少無線鏈路的大小和復(fù)雜性是推入技術(shù)越來越多的應(yīng)用。在幾平方毫米一個(gè)簡(jiǎn)單的藍(lán)牙模塊，設(shè)計(jì)人員可以很容易地實(shí)現(xiàn)無線連接，升壓，要更復(fù)雜的設(shè)計(jì)以不同的模塊。通過集成天線和匹配電路與優(yōu)化的硅控制器和電源管理模塊，該接口的整體尺寸可以減小。集成的外部元件到模塊的基板擴(kuò)展了這種小型化，甚至進(jìn)一步降低了設(shè)計(jì)的尺寸。