La aplicación de comunicaciones de datos inalámbricas portátiles está aumentando con la aparición de iniciativas como la energía inteligente y el rápido crecimiento del mercado de dispositivos portátiles como las tabletas. Sin embargo, el éxito en estas aplicaciones requiere diseños que coloquen múltiples canales de RF de alta eficiencia y bajo ruido en el menor espacio posible. Al emplear módulos de RF integrados, los diseñadores pueden lograr esa mejor coexistencia de manera más rápida y eficiente que al usar diseños de componentes discretos.
Ahorre tiempo y espacio diseñando para la coexistencia con módulos RF integrados
La aplicación de comunicaciones de datos inalámbricas portátiles está aumentando con la aparición de iniciativas como la energía inteligente y el rápido crecimiento del mercado de dispositivos portátiles como las tabletas. Sin embargo, el éxito en estas aplicaciones requiere diseños que coloquen múltiples canales de RF de alta eficiencia y bajo ruido en el menor espacio posible. Al emplear módulos de RF integrados, los diseñadores pueden lograr esa mejor coexistencia de manera más rápida y eficiente que al usar diseños de componentes discretos.
La tecnología inalámbrica se está convirtiendo en el método preferido para todos los tipos de comunicación de datos comerciales y de consumo. Muchos hogares tienen redes WiFi que admiten dispositivos como PC, tabletas, teléfonos inteligentes, sistemas de juegos e incluso televisores. Los “puntos de acceso” públicos de WiFi también son abundantes y se utilizan para crear femtoceldas para navegar por la web, enviar mensajes y descargar el tráfico IP de las redes celulares.
Hay muchos enlaces de datos inalámbricos en uso además de WiFi, como Bluetooth para auriculares remotos, Zig-Bee para redes de automatización del hogar, WiMAX y LTE para banda ancha inalámbrica y teléfonos celulares. Además, la industria del transporte y los servicios públicos está trabajando para adoptar muchas de estas mismas tecnologías de red para aplicaciones como redes eléctricas inteligentes y gestión del tráfico. De manera similar, otras industrias están adoptando redes inalámbricas para la comunicación de máquina a máquina para automatizar varios aspectos de la fabricación y el comercio.
Esta mayor dependencia de las comunicaciones inalámbricas de datos supone una doble carga para los desarrolladores de dispositivos. En primer lugar, su diseño debe proporcionar canales de transmisión y recepción de muy alta calidad. El canal de transmisión debe cumplir con estrictos criterios de potencia, espectrales y lineales, y debe proporcionar un filtrado de ancho de banda preciso mientras se evitan los reflejos de la distorsión del amplificador y los desajustes de impedancia. El canal de recepción debe ser eficiente para evitar la pérdida de señal y debe rechazar la mayor cantidad de ruido posible para maximizar las tasas de datos mientras maneja intensidades de señal recibidas muy bajas.
Al abordar estos desafíos de diseño de RF, los desarrolladores también deben abordar la carga de la coexistencia de canales. Muchos sistemas requieren dos o más enlaces inalámbricos en lugar de uno, cada uno compatible con un estándar diferente. Por ejemplo, el diseño de una computadora portátil puede incorporar conectividad Wi-Fi y WiMAX. Los teléfonos inteligentes incluyen WiFi con Bluetooth, así como GSM, 3G y LTE. Dichos sistemas portátiles también requieren que el diseño de RF de los diversos canales sea lo más compacto posible, y los diversos canales normalmente se entretejen en la placa de circuito.
Estos diversos enlaces inalámbricos que deben coexistir en el mismo diseño suelen operar en bandas de frecuencia muy próximas utilizando antenas coubicadas o compartidas. Esta proximidad física y espectral impone exigencias estrictas a los filtros de recepción. Por ejemplo, es posible que un diseño WiFi deba operar en la banda de 2,4-2,5 GHz mientras rechaza las señales de los transmisores 3G cercanos a 2,1 GHz. Este espaciamiento de frecuencia tan estrecho requiere un filtro con una caída muy pronunciada.
Pero los desarrolladores tienen un aliado para enfrentar los muchos desafíos de estas complejas cargas de diseño. Es un módulo front-end integrado (FEM) para la coexistencia de RF de Avago Technologies. Estos módulos integrados proporcionan rutas de transmisión y recepción independientes con filtros y amplificadores en línea, junto con interruptores de señal para compartir conexiones de antena. Al utilizar módulos integrados en lugar de buscar diseños de componentes discretos, los desarrolladores pueden reducir significativamente el esfuerzo y el costo del diseño mientras crean subsistemas de RF altamente precisos y eficientes. El módulo también ahorra espacio en la placa en comparación con los diseños discretos (Figura 1).