Designing a short-range RF link into a consumer-electronics product 设计一个连接到消费电子产品的短距无线 (RF)设备
TuneView 原文内容:
http://www.edn.com/article/CA6576137.html?spacedesc=features&text=nordic
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案例研究:
从一个开发小组遭遇的失误和困难中吸取教训, 从草图开始, 直到最后完成 一个集成到 iPod 附件中的短距 RF 产品. 作者: 埃里克.威尔奇 Keyspan 公司 2008 年 7 月 8 日 尽管我们从不认为这是件容易的事, 但当我们开始规划一个连接到 iPod 控 制器和基座的短距双向 RF 产品时, 头脑中仍然萦绕着 让设计师头疼的俗语: "这种事要多难就有多难!" Tuneview 配备一个 1.5 英寸的 LCD 屏, 拥有类似 iPod 的菜单导航功能, 可 以显示"Playlists(播放清单)"和"Artists", 实际操作距离大于 50 米. 我们很快紧跟 iPod 的步伐推出了一款升级产品, 通过遥控器和连接到 USB RF 收发器, 可 以去控制在 Mac 或 PC 上运行的 iTunes. 我们的设计团队应该有理由为该产品而 感到自豪. 可惜,由于这些产品面市的时间延迟了一年,这种自豪感也打了折扣. 为什么会这样呢?因为当我们开始该项目的时候, 大家都缺少射频方面的经 验. 而且, 我们当时甚至还没有决定使用哪一种 RF 模块, 购买哪一种商业软件, 或是 IP,选择哪种通信协议,而不是从新设计这些东西,我们只有边做边学. 我们发 现 RF 是一个非常复杂和困难的领域,因为它所涉及的知识实在是博大精深. 如果 你和我们一样,工作经验仅限于数字系统的软硬件方面, 模拟系统的工作将会 是巨大的挑战. 比如, Tuneview 项目要求我们必须成功地集成三个独立的模拟子系统(射频, 功率放大和天线). 而用来连接这些子系统的无源器件(电容,电阻和电感)在微波 频段(如 2.4 GHz)将会表现出完全不同的特性, 寄生效应将变的非常重要. PCB 的 布板也要遵循全新的规则,而一旦出现问题, 起来也将非常复杂.我们是从痛 苦中获得经验和教训. 甚至 RF 方案的选择也并非一帆风顺. 我们首先想到的技术有 Wi-Fi, Bluetooth(蓝 牙), 和 ZigBee, 但是综合考虑了诸如工作距离,功能,功耗,延迟,以及干扰和安全 性等问题后,我们还是放弃了在本项目中使用这些技术. 在排除了以上的选择之后, 我们开始注意到一些专有的 2.4-GHz 方案,终 于发现了一种能够满足我们要求的技术. 在产品面市之后,我们有时间回过头来反思这个项目,我们认为我们的经验对 于那些准备设计连接到消费电子产品或外设的短距无线产品的工程师们是有帮 助的. 因此我们决定在本文中分享这些经验.
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RF 遥控器的优点
Keyspan 公司的开发团队已经注意到, RF 遥控器可以极大地提高传统单向遥 控器的功能, 为用户提供直接的反馈, 让用户随时了 们正在进行的操作.我 们的直觉得到了证实, 在一个 MacWorld 展览会上, 一位用户走过来对我说:"我 喜欢你们的遥控器, 但是我真 要的是你们正在开发的带有 LCD 的那款, 这 样我在手里就能够看到播放的音乐清单了." 我们的设 标是,遥控器可以与 PC 或 Mac 上运行的音乐播放器(比如苹果 的 iTunes)互动,也可以与插在基座上的 MP3 播放器(如 iPod)互动. 我们不做大块 头的高 控器,而是倾向于开发一款小巧的,用拇指控制的遥控器,并且在环境 光线很暗的情况下也能 使用. 我们很快否决了那些直接传送音视频的想法, 因为 会造成产品的成本太高. 最后,我们还希望该产品在全世界都能够通过 认证. 产品最终被命名为 Tuneview, 该项目在 2004 年 12 月初开始启动. 虽然我们确认了 RF 双向遥控器作为我们的产品,但是要设计它却是另一码事. RF 领域并非 Keyspan 公司的特长. 到 2004 为止,该公司的工程师已经开发过 USB 转接器,智能电缆,简单的红外遥控器,和一系列网络 USB 服务器. 我们的专长在 于嵌入式系统,快速通信设备,以及便于量产的低成本设计. 我们没有设计过 RF 产品; 而且对手持式产品的经验也很有限. 尽管 RF 开发看起来令人畏惧, 我们发现大多数现 字射频方案都已集成 在了单个封装当中,而且已经一边提供了数字 CMOS 接口,在另一边是天线接口. 我们的第一反应就是"这有什么难的?"并且由于我们在手持 RF 设备,尤其是带 LCD 屏的 设备上有些经验,这更使得我们跃跃欲试. 一位高级硬件工程师抱着务实的态度, 建议聘请一个顾问来弥补我们的缺陷. 然而事实上根本找不到愿意帮你做底层设计的顾问. 终于我们找到了一位拥有 实验室的 RF 顾问,虽然不能做 RF 设计, 但他可以在设计阶段对我们的产品进行 测试和提供重要的反馈.

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