RADIOCOMUNICACIONES 30 ytes (Kbytes) de RAM. Cuando funciona en modo Bluetooth LE, el sistema en chip (SoC) ofrece una tasa de producción de datos brutos máxima de 2 megabits por segundo (Mbits/s). El consumo de corriente de transmisión de su fuente de alimentación de 3 voltios CC es de 5.3 miliamperios (mA) a 0 decibelios referidos a 1 milivatio (dBm) de potencia de salida, y el consumo de corriente de recepción (RX) es de 6.4 mA a una velocidad de datos brutos de 1 Mbit/s. La potencia máxima de transmisión del nRF52840 es de +8 dBm y su sensibilidad de -96 dBm (Bluetooth LE a 1 Mbit/s). LA IMPORTANCIA DE UN BUEN DISEÑO DE RF Aunque los sistemas en chip (SoC) inalámbricos como el nRF52840 de Nordic son dispositivos con mucha capacidad, aún requieren una considerable habilidad de diseño para maximizar su rendimiento de RF. En concreto, el ingeniero debe tener en cuenta factores como el filtrado de la fuente de alimentación, los circuitos de temporización de cristal externo, el diseño y la colocación de la antena y, sobre todo, la adaptación de la impedancia. El parámetro clave que diferencia un buen circuito de RF de uno deficiente es su impedancia (Z). A altas frecuencias, como los 2.4 GHz utilizados por una radio de corto alcance, la impedancia en un punto determinado de una traza de RF está relacionada con la impedancia característica de esa traza, que a su vez depende del sustrato de la placa de circuito impreso (pc), las dimensiones de la traza, su distancia a la carga y la impedancia de la carga. Resulta que cuando la impedancia de carga -que para un sistema emisor será la antena y para un sistema receptor es el transceptor SoC- es igual a la impedancia característica, la impedancia medida sigue siendo la misma a cualquier distancia a lo largo de la traza desde la carga. Como resultado, se minimizan las pérdidas en la línea y se transfiere la máxima potencia del transmisor a la antena, lo que aumenta la resistencia y el alcance. Por ello, es una buena práctica de diseño construir una red de adaptación que garantice que la impedancia de un dispositivo de RF sea igual a la impedancia característica de la traza de la placa de PC. La red de adaptación está formada por una o varias inductancias en derivación y condensadores en serie. El reto del diseñador es elegir la mejor topología de red y los mejores valores de los componentes. Los fabricantes suelen ofrecer software de simulación para ayudar en el diseño de circuitos de adaptación, pero incluso después de seguir unas buenas reglas de diseño, el circuito resultante puede mostrar a menudo un rendimiento de RF decepcionante, con falta de alcance y fiabilidad. Esto lleva a más iteraciones de diseño para revisar la red de correspondencia (Figura 2). LAS VENTAJAS DE UN MÓDULO El diseño de un circuito inalámbrico de corto alcance con componentes discretos presenta algunas ventajas, como el menor costo de la lista de materiales (BOM) y el ahorro de espacio. Sin embargo, aunque el diseñador siga uno de los muchos y excelentes diseños de referencia de los proveedores de SoC, hay otros factores -como la calidad y las tolerancias de los componentes, las características de la placa a placa y del sustrato, y el embalaje del dispositivo final- que pueden afectar drásticamente al rendimiento de RF. Un enfoque alternativo consiste en basar la conectividad inalámbrica en un módulo de terceros. Los módulos son soluciones totalmente ensambladas, optimizadas y probadas que permiten la conectividad inalámbrica “drop-in”. En la mayoría de los casos, el módulo ya estará certificado para su uso en los mercados mundiales, lo que ahorrará al diseñador el tiempo y el dinero necesarios para superar la certificación de la normativa de radiofrecuencia. Figura 2: El nRF52840 de Nordic requiere circuitos externos para explotar su funcionalidad. Los circuitos externos incluyen filtrado de voltaje de entrada, soporte para temporización de cristal externo y, conectado al pin/clavija de antena (ANT) del SoC, circuitos de adaptación de impedancia entre el SoC y una antena. (Fuente de la imagen: Nordic Semiconductor).
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