Application Notes - Moduli RF wireless

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<strong>Application</strong>note• Notaapplicativa mod. RTF-DATA-SAW This would cause long delays at switch-on or when switching from transmit to receive, as the detector is saturated when the moduleistransmitting. Toavoidthis,RCisbypassedbyanactivedevice. This limits the voltage across it and ensures that receiver sensitivity recovers to within 10 dB of normalin around 50 to 100msandthentowithin2dBafteranother200to300ms. Formostuses,aswitchingtimeof100mscanbeassumed. Thepass-bandofthereceiverisabout5KHz. Logiclevel Livello logico 0÷5V Start(0V) Start Bit from Detector dalRivelatore C R Bit 0 Bit1 Bit 2 Bit3 Bit4 Bit5 Bit 6 Bit 7 Stop Bit Fig. 1RS-232wordwith8Databits, noparityand one Stopbit,usingpositivelogicand 5V levels . Fig. 1SegnaleRS232giàa0÷5Vcompostodan°1bit START,n°8bitDATIen°1BitSTOP. Illivello STARTèposto a+0V. Idatisono"bassi"se0V,"alti"se5V;bitSTOP:5V. R c Fig. 2SchemadiprincipioRicevitore(BF). +V Fig. 2Electricaldiagramof Receiver(LF). Fig.1 T Digitaloutput Uscita digitale Fig.2 This information may be subject to revision without notice. AUR°EL makes no warranty and assumes no liability in conn ection with any use of this information . Variazioni senza preavviso delle presenti informazioni non implicano responsabilità da parte AUR°EL. L'acquiren te assume ogni responsabilità derivante dall'uso del prodotto. 1-7 Ciòsignificacheillivellodirumoreamplificatonondeveessere superiore al livello di soglia introdotto con valori normali di circa100mV. L'arrivodiunsegnalerivelatofasuperareilvaloredisogliaal segnaleutileportandoillivellodell'uscitaavalorelogicoalto pertuttoiltempodivaliditàdelsegnaleiningresso. Questo sistema di amplificazione-comparazione non consente la possibilità automatica di lasciar passare segnali di tipo RS232senonconlimitazioni. Infattiinpresenzadibytecompostidatutti0otutti1laparola risultante conterrà onove livelli 1eun liv ello 0oppure nove livelli 0 e un livello 1 e poiché la costante di tempo di accoppiamentoACèaltamaovviamentenoninfinita(circa10 ms) èpossibile amplificare ecomparare solo quei segnali che sonodibreveduratarispettoaquestacostanteditempooppure che nel tempo hanno un andamento tipo onda quadra consentendodinonspostaresignificativamenteilvaloremedio. Segnali di tipo continuo (e la RS232 èdi questo tipo potendo trasmettereconrapporto1/9nelcasopeggiore)finisconoconlo spostare il valore di comparazione facendo confondere l'informazioneconilrumore. Latrasmis sionedellaRS232èdunquepossibilesolonelcasosi inviinopocheparole(comparateallacostanteditempo10ms)e siattendauncongruotempodiripristino. E'questoilcasodiutilizzoinpollingdisvariati ricevitoriche vengono interrogati atempomediantealcuni byte di comando lasciandountempolungofraunainterrogazioneel'altra. Pertanto, ancheseesistono condizioni di validità, in generale non è possibile collegare via RS232 dispositivi con accoppiamentiinalternata. Unodeimetodiutilizzatipiùfrequentementepertrasmetterela RS232 èla codifica Manchester che ve rrà esposta nel seguito dell'articolo. Una seconda costante di tempo èpresente nel circuito ed è quellaformatadallacapacitàedallaresistenzaRcindicatain figura.Inquestocasoilvaloreedell'ordinedisecondiessendo ilrapportoR/Rcdell'ordinedi50-100volte. Per evitarecheall'accensioneecomunqueinpresenza di forti variazionidellatensionemediadelrivelatoresisiacostrettiad attendere secondi prima di poter utilizzare il ricevitore, la resistenza Rc è bypassata da un dispositivo attivo che la cortocircuitaduranteitransitoridielevatovalore. Ciòconsented ipoterottenerel'inversioneTX/RXentro100ms in quanto durante l'utilizzo del TX si ha la saturazione del rivelatorepostosullostessocircuito. Realmenteiltempodirecuperoèdivisoindueparti: una prima parte di veloce avvicinamento alla sensibilità max (entro10dB)incirca50÷100mseunaseconda(entro2dB)in circa200÷300ms. In un normale utilizzo, non sfruttando l'intera sensibilità del dispositivo, èragionevole prendere i100 mSec di inversione come elemento reale per il calcolo dei tempi di inversione fra RXeTX. Labandapassantedelricevitoreècircadi5KHzeciòèstat o ottenuto rinunciando a parte della sensibilità massima ottenibilenonstringendoalmassimolabandaricevutainbassa frequenza. Lanecessitàdiciòrisulteràchiaradovendoutilizzareilcodice Manchestercomepossibilemezzoditrasmissione.
<strong>Application</strong>note• Notaapplicativa mod. RTF-DATA-SAW Manchester encoding Manchestercodeshavebeenaroundforalongtime. ThetypedescribedhereisknownastheManchesterIIcodeand has several advantages over other methods of coding for transmissionoverchannelswithAC amplification. Like FSK (Frequency Shift Keying) it does not contain long stringsof1sor0s. UnlikeFSK,itis50%efficient.Thehighestfrequencyistwice theBaudrate,thelowestisequaltotheBaudrate. Figures 3a, b, &cIllustrate the encoding of RS-232 words containingalternating1sand0s,all0sandall1s. Theencodingissimplyanexclusive-ORfunction betweenthe data and aclock frequency of twice the bit rate. This can be carried out either in software, if a microprocessor or microcontrollerisgeneratingthedatatobetransmitted,orusing anXORgateandperhapsaD-typetosynchronisethedatatothe clockfrequencyifrequired. Decoding is asimple matter of detecting along pulse period, whichindicatesthatthedecoderoutputmustchange.Ifthelong periodisa1,thentheoutputm ustbecomea1,ifthepulseisa0 then the output must become a0. This function can be easily accomplished in software or with alittle more complexity, in discretelogic. There are two drawbacks to this scheme. One is that the maximum Baud rate that can be transmitted using the RTF module drops from 4800 to 2400; the other is that transmitter power consumption rises as it is continuously transmitting, unlikethesituationwithunencodedRS-232data. However, this is easily overcome by enabling the transmitter onlywhenrequired. This information may be subject to revision without notice. AUR°EL makes no warranty and assumes no liability in conn ection with any use of this information . Variazioni senza preavviso delle presenti informazioni non implicano responsabilità da parte AUR°EL. L'acquiren te assume ogni responsabilità derivante dall'uso del prodotto. 1-8 Codifica Manchester Al fine di trasformare un segnale da RS232 aManchester si applica al segnale origine una operazione di XOR con frequenzadoppiarispettoaquelladelbaudrateoriginale. L'operazione è riportata in fig. 3a, 3b, 3c per diverse configurazionideibitd’ingressoeconilrisultatoevidentealle corrispondenti righe C. Non vi sono più periodi continui di valoreugualemalafrequenzamassimadatrasmettere passadalvalore1/2bitratealvalorepropriodelbitrate. Si consideri infatti di trasmettere come RS232 un codice compostoda0e1alternati,aventecioèlamassima frequenza possibile d icambiamento all’origine (3a). Se il periodo del singolobitèT(tempopropriodellevarievelocitàdibitrate),la frequenzaassociata comprenderà unperiodo1eunperiodo 0 risultando1/2delbitrate. In questo caso la trasmissione sarebbe possibile anche senza Manchester(ilrisultatocomeManchesterspostasolol’origine) ma il caso di nove livelli 1euno 0richiede sicuramente l'applicazionedell'algoritmo proposto.La frequenzadiXORè tale da avere un intero periodo all'interno del periodo originariodiunsingolobitconrisultatocheperavereunbaud rate di 4800 ènecessari odisporre di una banda ricevuta superiore a questo valore per ricostruire correttamente l'informazione. Il codice Manchester risolve in maniera semplice il problema dell'accoppiamento in alternata trattato precedentemente per cuièlargamenteutilizzatoancheascapitodiunaumentodella frequenza max da trasmettere. Per ricostruire l'informazione originariaènecessarioinricezioneriapplicarel'operazionedi XOR sincronizzando l'operazione sullo start bit del segnale ricevuto. Infig.3be3clatrasformazionedicodicituttialtiotuttibassi. La frequenza in uscita è p ari alla frequenza di XOR con eccezionedelprimo(ultimo)datocheassumeperiododoppio.
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