STMicroElectronics推出毫米波60GHz电缆替代收发器
2024-03-15 EE Times使用电缆从我们的消费技术传输数据的时代似乎即将结束。从可穿戴设备、智能手机和高分辨率数码相机下载大量数据越来越需要通过电缆连接到台式机或笔记本电脑。这同样适用于工业应用,其中传感器数据(例如来自多轴机械臂上的摄像机的传感器数据)的连续传输需要弹性且可靠的链路。流行的低功耗无线协议(例如蓝牙)通常无法提供高于每秒几兆位的传输速率,这迫使工程师在有线连接中进行设计。对于许多涉及旋转运动的工业应用(例如机器人手臂),滑环是提供数据和电气连接的唯一方法。
STMicroElectronics的毫米波60GHz电缆替代收发器
意法半导体(STMicroelectronics)声称,最近推出的ST60A3H0和ST60A3H1短程收发器为高速半双工数据传输提供了一种经济高效的电缆替代方法。这些收发器在未经许可的60GHzV频段运行,传输速率高达480Mbits/s,支持嵌入式USB2(eUSB2)、SPI、UART和GPIO隧道串行通信。eUSB 传输速率符合 USB 2.0高速规范,提供类似电缆的速度和无线连接的低延迟。收发器可以自我发现,并且具有即时配对功能,无需配对。低能耗特性有助于延长电池运行时间,设备在使用 eUSB 协议运行时功耗为130 mW,而在 UART、I2C和GPIO传输时功耗低至90mW。在待机模式下,收发器功耗降至23µW。
无孔径实现
这种电缆更换方法的好处之一是不需要外部连接器和孔,从而减少了与灰尘和湿气相关的入口保护措施的需要。意法半导体表示,这些功能使得消费电子产品外壳更纤薄、更时尚、更防水。在工业应用中,无线链路还受益于电流隔离,并且更易于实施。它本质上比滑环和光纤旋转接头更可靠。
集成或独立天线实现
ST60A3H1收发器将60GHz毫米波收发器和线性极化天线集成在尺寸为2.9×4.1×0.8mm的超薄细间距球栅阵列(VFBGA)封装中。可用的总链路预算为42dB,允许自由空间传播损耗,允许最大5cm的范围。该IC由1.8VDC 单电源供电。
该ST60A3H0提供单端50Ω输入/输出阻抗连接,适用于需要单独天线布置的应用。这允许使用板载PCB贴片天线或定向表面安装喇叭天线,具有端射或宽侧辐射模式。它具有2.2×2.6×0.8mm的小尺寸,采用30引脚5×6VFBGA0.4mm间距布局。互连公司雷迪埃(Radiall)与意法半导体合作,开发了一系列表面贴装垂直和水平极化天线,用于ST60系列60GHz收发器。喇叭天线的典型方向性增益为8dBi。
无需软件驱动程序或协议栈
意法半导体表示,这些收发器不需要软件驱动程序或协议栈,可提供简单的原型设计和简单的用户体验。该公司表示,这些收发器为许多消费和工业设备提供无电缆连接,并在制造和售后支持期间提供产品测试、调试和加载固件更新的方法。
多种用例
收发器提供的短距离、高数据速率通信的可能用途无穷无尽。除了无连接器和无电缆连接外,它们还适用于在机械振动过大的应用中提供板对板连接。许多使用内部布线进行电路板互连的工业应用可能会遇到严重的弯曲,从而导致连接故障,影响可靠性并导致代价高昂的停机时间。
对于在极端环境条件下运行的设备,无需外部连接器和电缆密封套即可保持外壳完整性是非常可取的。同样,对于任何需要不受限制>360°旋转运动的系统、设备或模块,收发器使工程团队摆脱了与滑环相关的设计复杂性和可靠性问题。
作为消费者,我们将体验到“点击和同步”功能,这种非接触式、无电缆传输大量内容的方法为我们时尚的个人电子产品带来了好处。