9-2015

Applikationkeit haben häufig einen größerenSpitzenstrom. Sie sind daher mitkleinen Batterien durch Energieerntemaschinennur schlecht zuversorgenAuf der Netzebene hat das Protokolleine erhebliche Auswirkungauf das durchschnittlicheLeistungsbudget. Heutige Standards,wie 802.15.4 (ZigBee)oder Bluetooth bieten hoch entwickelteLink- und Vermittlungsschichtenan. Aber sie verbrauchenca. 50 bis 75% der gesamtenLeistungsaufnahme. FürUltra-Kleinleistungs-Anlagensollte man stattdessen erwägen,ein Protokoll zu verwenden, dasentsprechend des Bedarfs optimiertwird.Die Latenzzeitanforderung desNetzes hat ebenfalls eine erheblicheAuswirkung auf den Leistungsverbrauch,speziell desEmpfängers. Er wird um sogrößer je länger der Empfängerauf ein Signal warten muss. In802.15.4 Maschennetzen zumBeispiel werden ungefähr 9Prozent der Anlagenleistungfür den Empfang verbraucht.Die niedrigste mögliche Empfänger-Leistungsaufnahmeistdaher meist zum Erzielen vonultra-kleiner Leistungsaufnahmewesentlich.MicrosemisLow-Power-Funk-TechnologieDer ZL70250 ist ein völlig integrierterULP-Sub-GigahertzISM-Transceiver von Microsemifür Anwendungen, in denenLeistung kritisch ist. Trotz seinessehr niedrigen Leistungsverbrauchsliefert der ZL70250noch eine genügend hohe Bitgeschwindigkeitum Sprach- oderMusikübertragung zu ermöglichen.Mit über 186 Kb/s hat ergenügend Bandbreite zum kontinuierlichenÜbertragen einesBiosignals wie ein EKG, füreine Qualitäts-Telefonverbindungoder Qualitätssound mitirgend einer Form von ULP-Signalaufbereitung. Mit einerGesamt-Leistungsaufnahme vonungefähr 4 - 5 mW, könnte einKopfhörer, der klein genug ist,um in das Ohr zu passen, über10 Stunden lang arbeiten.ULP- HF-Technologie ist in denAnwendungen kritisch, in denenLeistung die größte Bedeutunghat und mehr als 10 Bit/s übertragenwerden. Wo früher am Körpergetragene drahtlose Fühlernur für langsam sich änderndeParameter benutzt werden konnten,können neue HF-Technologienheute bei der Beobachtungschneller sich ändernderphysiologischer Parameter helfen,wie z.B. der elektrischenGehirnaktivität oder der Blutoxydation,die 0,5 bis 5 Kb/sbenötigen, um aussagefähigeKurvenformen zu ermöglichen.Ein drahtloser Körpersensor,der auf dem ZL70250 basiert,würde im Durchschnitt wenigerals 100 µA verbrauchen, sodass Dünnschichtbatterien odersogar thermoelektrische Energieerntemaschinenzur Versorgungausreichen würden.Der ZL70250 wird als CSP-Package geliefert (ungefähr2 mm x 3 mm), ideal für einenkleinen Formfaktor der Einheit.Der ZL70250 ist mit einer2-drahtigen SPI-Standardschnittstellefür die Steuerungund Datenübertragung durcheinen beliebigen Standardmikrocontrollerausgestattet, jenach Anwendung. Die typischeVerwendung des ZL70250 alsSensor zeigt Bild 5. Ein Mikrocontrollerbildet gewöhnlichdas Interface zwischen demZL70250 und einer anwendungsspezifischenSensor- oder Ausgabeeinheit.Der ZL70250 hat einen derniedrigsten Spitzenströme inder Industrie, was ihn ideal fürgeerntete Energie-Anwendungengeeignet macht. Ein Prototypeines am Körper getragenendrahtlosen Sensors zur Messungder Körpertemperatur,wurde zum Beispiel erfolgreichmit einem thermoelektrischenGenerator versorgt (TEG). Bild6 zeigt die Struktur einer derartigenSensors, der niemals einenBatterieaustausch erforderlichmacht. ◄NI (formerly AWR), der Innovations führer beiHochfrequenz-EDA-Software, liefert Software, welchedie Entwicklung von High-Tech-Produkten beschleunigt.Mit NI AWR Software als Ihre Hochfrequenz-Design-Plattform können Sie neuartige, preiswerte HF und RFProdukte schneller und zuverlässiger entwickeln.Finden Sie heraus, was NI AWR Software für Sietun kann:■Microwave Office für die Entwicklung von MMICs,Modulen und HF -Leiterplatten.■Visual System Simulator für die Konzeptionierungvon Kommunikationsarchitekturen.■Analog Office für das Design von RFICs.■AXIEM für 3D-Planar-Elektromagnetik-Analyse.■Analyst für 3D-FEM-Elektromagnetik-Analyse.NI Germany | AWR Group | Olivier Pelhâtre | Tel: +49 170 916 4110©2014 National Instruments. All rights reserved. Analog Office, AXIEM, AWR, Microwave Office, National Instruments, NI, andni.com are trademarks of National Instruments. Other product and company names listed are trademarks or trade names oftheir respective companies.hf-praxis 9/2015 11