LoRa – Wireless RF Semtech SX126x 收发器硬体架构介绍

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引言

Semtech SX126x是一款理想的sub-GHz无线电收发器(transceivers)，专为长距离无线应用设计，支援高达 +22dBm 的发射功率，并在接收模式下保持低至 20 mA 的功耗。这款晶片支援 LoRa® 调制和 (G)FSK 模式，适用于低功耗广域网（LPWAN）和传统应用，并相容 LoRaWAN® 标准以及专有协议。

SX126x晶片的主要组件及其功能

1.类比前端和资料转换(Analog Front End & Data Conversion)

• 匹配与低通滤波器 (LPF)：
  • 功能：改善天线与晶片之间的阻抗匹配，减少信号损失，提高接收灵敏度。
• 低杂讯放大器 (LNA)：
  • 功能：放大从天线接收到的微弱信号，为后续的资料处理提供高品质的输入。
• 功率放大器 (PA)：
  • 功能：在发送资料时增加信号的输出功率，确保信号能够覆盖更远的距离。
• 相位锁定环 (PLL) 和 振荡器 (OSC)：
  • 功能：生成稳定的时钟信号，控制晶片的频率生成和调制过程。
• 模数转换器 (ADC)：
  • 功能：将类比信号转换为数位信号，以便进行讯号处理。

2.调制解调模组(Modem)

• LoRa数据机：
  • 功能：提供LoRa通信技术的调制和解调，支援远距离和低功耗的资料传输。
• FSK数据机：
  • 功能：提供频移键控（FSK）调制解调，适用于速率较高的应用场景。

3.协定引擎(Protocol Engine)

• 协定引擎(Protocol Engine)：
  • 功能：处理通信协定的逻辑，确保资料的正确打包和解析。
• 数据缓冲区(Data Buffer)：
  • 功能：临时存储待发送和接收的资料，支援高效的资料处理。

4.电源管理

• DC-DC 转换器 和 低压差线性稳压器 (LDO)：
  • 功能：提供稳定的电源管理，优化晶片的能耗效率。

5.对外接口

• SPI沟通接口：
  • 功能:数据机通过SPI接口与支持LoRa解调主控芯片(MCU)连接， ex: ST stm32wle5c8。

应用场景

SX126x系列晶片适用于各种需要长距离、低功耗通信的物联网应用，包括智慧农业、城市基础设施管理、环境监测等。其强大的LoRa和FSK功能使其成为市场上多样化应用的理想选择。

结论

SX126x 系列晶片是 Semtech 在射频通信领域的技术突破。这些晶片不仅整合了高效的模拟前端和多样的调制解调能力，如 LoRa® 和 (G)FSK，而且还融合了先进的数据处理功能，从而确保了其能够提供高效而可靠的通信解决方案。这些特性使得SX126x 成为满足当今市场对于低功耗广域网应用需求的理想选择。