关于晶振频偏导致LoRa丢数据包问题,解析如下:
不管是蓝牙,WiFi还是LoRa,在数据无线传输时,晶振频偏超差会造成数据包丢失。原理是:数据以电压转换为频率,再以频率发射,频偏意味着一些数据无法正确抵达接收端。
打一个比方,这类似于你网购了一些物资,这些物资分成了10个包裹发送给你。结果是其中一个或一些包裹发错了地方,这就导致你无法收到全部包裹。在数据传输领域,我们称之为数据包丢失,即透传失败。
透传,即透明传输(pass-through),指的是在通讯中不管传输的数据(data)如何,只负责将传输的内容由源地址传输到目的地址,而不对原数据内容做任何改变。
数据包丢失带来的可能性破坏和损失此处不赘述,因为我们更需要搞清楚的是:到底是什么导致了晶振频偏?解释如下:
晶振的核心材质是石英晶体。我们也正是利用了石英晶体的特有的压电效应来制造了晶振,然而,石英晶体还有另外一个物理特性,那就是温度特性。这意味着在温度变化下,它的频率会发生变化,且无可避免。
我们该如何解决频偏问题?
在晶振选型时,请注意“工作温度”和“温度频差”这两项指标。研发及生产的宽温晶振在-40~+85℃频率稳定度可以达到±20ppm。
无源晶振和有源晶振哪种频率精度更高?
如上文所述,无源晶振和有源晶振在实质上都是采用的石英晶体,在切型一样的情况之下,在受同样的温度变化影响时,频偏程度是一样的。
需要解释的是,无源晶振是在我们构建的振荡电路中工作的,这意味着电路配置非常重要。如果我们选择的晶振负载电容与芯片不匹配,电路中的起振电容选择错误或者晶振位置不合理等诸多原因都可能造成无源晶振不能以最佳状态工作。而有源晶振是一个完整的振荡器,即内部已搭建最佳匹配电路的振荡电路,提供电压,即可输出我们所需频率。因此有源晶振工作更为稳定。
如何从根本上解决晶振频偏问题?
- 如果为无源晶振方案,请选择宽温晶振,且进行最佳电路匹配。
- 如果无源晶振电路匹配不理想,可选择有源晶振方案。在高低温测试时,数据显示有源晶振能更有效控制频偏范围,从而大大提高数据稳定传输的能力。
- 如果普通有源晶振方案仍然不理想,可选择带有温度补偿功能的有源晶振(TCXO),在工作温度范围-40~+85℃时,其频率稳定性可达±0.2ppm。
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无线透传技术
无线透传技术是指利用无线通信技术,在不需要任何中继设备或者对数据进行处理的情况下,将数据从一个设备传输到另一个设备。其核心原理是通过无线信号传输数据,实现设备之间的数据交换。无线透传模块通常由射频收发器、微控制单元(MCU)、天线等组成,通过无线射频信号的传播来实现数据的传输和接收。
在无线透传过程中,数据保持原样不变,不发生任何形式的改变,仿佛传输过程是透明的一样。这种技术广泛应用于物联网、智能家居等领域,能够实现远距离的数据传输和实时数据交换。