Fichas RF são componentes essenciais dos sistemas de comunicação sem fios, afectando diretamente a cobertura, o consumo de energia e a fiabilidade dos dispositivos de comunicação. No contexto da transformação inteligente do sector da energia, a tecnologia LTE Fichas RF que operam na banda de frequência de 230 MHz tornaram-se uma tecnologia-chave de apoio aos sistemas de comunicação de banda larga sem fios. Estes chips não só oferecem uma elevada integração, baixo consumo de energia e elevada segurança, como também desempenham um papel vital na automatização da distribuição de redes inteligentes, na recolha de dados sobre eletricidade e na comunicação de emergência.

1. Sistemas de comunicação sem fios de potência e o contexto tecnológico dos chips de RF

À medida que a construção de redes inteligentes avança, as exigências de comunicação em tempo real, fiabilidade e cobertura nos sistemas de energia tornaram-se mais rigorosas. Entre as várias normas de comunicação sem fios, o sistema LTE230 tornou-se a solução preferida para as redes privadas sem fios de energia devido ao seu espetro livre, à sua ampla cobertura e às suas fortes capacidades de penetração. Sendo um componente crítico da camada física deste sistema, o desempenho do Fichas RF determina diretamente a estabilidade e a eficiência de toda a ligação de comunicação.

Em comparação com os circuitos tradicionais que utilizam componentes discretos, os circuitos altamente integrados Fichas RF reduzir significativamente a dimensão e o custo do sistema, melhorando simultaneamente o desempenho global. Por conseguinte, a conceção de um RFchip que satisfaça os requisitos ambientais rigorosos do sistema de energia tornou-se um passo fundamental na atualização dos sistemas de comunicação de energia.

2. Arquitetura do sistema e tecnologias-chave do circuito integrado de RF dedicado

Este artigo apresenta um RFchip que utiliza a tecnologia RFCMOS de 130 nm. Integra um transcetor de rádio, banda de base digital, MCU de 8 bits e módulo de voz numa arquitetura de sistema em chip (SoC), conseguindo uma integração total desde a transmissão e receção de sinais até ao processamento de protocolos, compressão de voz e encriptação de segurança.

1. Conceção da arquitetura do transcetor

O recetor adopta uma estrutura IF baixa, utilizando filtros complexos para suprimir eficazmente a interferência da imagem e o ruído fora da banda. O transmissor utiliza uma arquitetura de conversão direta, assegurando tanto o desempenho como o baixo consumo de energia num tamanho compacto. Este projeto resolve eficazmente a complexidade e as dificuldades de depuração das soluções discretas tradicionais.

2. Banda base digital e processamento de sinais

O RFchip realiza a modulação do sinal, a desmodulação e a estimativa do canal no domínio digital, aumentando a flexibilidade do sistema. A secção de processamento de banda base utiliza circuitos integrados dedicados em vez de núcleos DSP gerais, reduzindo o consumo de energia e assegurando simultaneamente a precisão da desmodulação e o desempenho em tempo real.

3. Módulos de função integrados

Para satisfazer os diversos requisitos dos cenários relacionados com a energia, o RFchip também integra um módulo de compressão e reprodução de voz. Suporta controlo de volume analógico e digital, eliminando a necessidade de chips de voz externos e optimizando ainda mais o tamanho e a estrutura de custos do dispositivo terminal.

3. Reforço da segurança e capacidades de teste automatizadas

Nos sistemas de energia, os dispositivos de comunicação são frequentemente instalados em ambientes electromagnéticos complexos e em estações não tripuladas, onde a segurança dos dispositivos e a eficiência operacional são considerações fundamentais.

1. Mecanismo de encriptação do firmware

O RFchip integra um fusível eletrónico de 128 bytes e tem uma função única de reconhecimento da identificação do chip. Utiliza a ligação de hardware para obter a encriptação do firmware, garantindo que, mesmo que o programa seja lido ilegalmente, não pode ser executado noutros dispositivos. Isto evita eficazmente a pirataria de soluções e a fuga de informações.

2. Suporte a testes automatizados

O RFchip inclui um circuito de teste incorporado que suporta procedimentos de teste automatizados para deteção de desempenho com um clique. Os resultados do teste são apresentados visualmente como “APROVAÇÃO/REPROVAÇÃO” na interface do software, reduzindo significativamente os custos de teste da linha de produção e a mão de obra, melhorando simultaneamente a eficiência da implementação e manutenção do sistema.

4. Verificação de testes e indicadores de desempenho

Os testes de sistema efectuados na banda de frequências de 230 MHz mostram que o RFchip funciona de forma estável em condições multicanal. Por exemplo, com uma taxa de dados de 14,96 Mbps, a potência de saída de 13 canais de teste manteve-se dentro do intervalo especificado, passando todos na validação do desempenho. Os resultados demonstram uma boa adaptabilidade da banda de frequência e um desempenho consistente de transmissão e receção, satisfazendo os requisitos reais de implementação de sistemas de comunicação sem fios de potência.

5. Conclusão e perspectivas

O desenvolvimento bem sucedido deste projeto específico RFchip marca um avanço importante no processo de RFchip para comunicações sem fios de energia. A sua conceção altamente integrada, os mecanismos de segurança do firmware a nível do sistema e o apoio eficiente aos testes proporcionam uma garantia essencial do dispositivo para a construção de redes inteligentes.

Olhando para o futuro, com o desenvolvimento do 5G-A/6G, a Internet das Coisas (IoT) e a Internet da Energia, Fichas RF continuarão a evoluir no sentido da integração multibanda, das capacidades definidas por software, da gestão inteligente e do menor consumo de energia. A acumulação técnica e as capacidades sistemáticas dos Fichas RF estabelecerá uma base sólida para a autonomia da China em matéria de circuitos integrados na Internet das coisas industrial, comunicações de emergência e domínios mais vastos.