Neuer Multiband-Baustein Drahtlose Kommunikation mit Smart Metern

Die Spezifikationen des ML7421

Lapis Semiconductor bietet mit dem ML7421 einen Multiband-LSI-Baustein für die drahtlose Kommunikation im Sub-GHz-Bereich an. Der neue IC eignet sich für Anwendungen, die relativ große Übertragungsdistanzen, aber auch eine geringe Leistungsaufnahme verlangen.

Der weltweit steigende Energieverbrauch erschöpft natürliche Ressourcen und erfordert eine verbesserte Energieeffizienz. Dies hat dazu geführt, dass der Einsatz von Smart Metern seit 2015 stark zugenommen hat und in Europa Technologien wie der Wireless M-bus eingeführt wurden. Gleichzeitig gibt es einen Trend, das Erfassen und Verwalten von Sensordaten mithilfe drahtloser Netzwerke nicht nur für die Optimierung des Energieverbrauchs und die Beleuchtung von Gebäuden einzusetzen, sondern auch für die Verbrechensbekämpfung und den Katastrophenschutz. Darüber hinaus dienen drahtlose Sensornetze zunehmend dazu, die Produktivität in Primärindustrien wie etwa der Landwirtschaft zu verbessern.

Der neue Multiband-Baustein von Lapis, einem Unternehmen der Rohm-Gruppe, deckt sowohl den Sub-GHz-Frequenzbereich (400 MHz bis 960 MHz) als auch das 2,4-GHz-Frequenzband ab und bietet eine hohe Kompatibilität zu diversen Standards. Durch die Unterstützung des weltweit verfügbaren 2,4-GHz-Frequenzbandes kann ein einzelnes Gerät global eingesetzt werden. Darüber hinaus ist in Umgebungen mit instabiler 2,4-GHz-Kommunikation die Kommunikation im Sub-GHz-Bereich über große Übertragungsdistanzen möglich. Je nach Anwendung oder Umgebung lassen sich 2,4-GHz- und Sub-GHz-Bereich als Brückenkommunikation verwenden.

Einsetzbar ist der ML7421 in Funkstationen gemäß ETSI EN 300200, FCC PART15 und ARIB STD-T66, T67, T108 mit mehreren Funktionen zur Paketverarbeitung basierend auf dem Wireless M-bus und IEEE 802.15.4g. Bei Spannungs- und Temperaturschwankungen zeichnet sich der LSI-Baustein durch sehr stabile Eigenschaften für die drahtlose Kommunikation aus.

Darüber hinaus reduzieren DC/DC-Wandler und hocheffiziente Leistungsverstärker der Effizienzklasse E die durchschnittliche Stromaufnahme. Eine spezielle, sehr schnelle Prüffunktion für Hochgeschwindigkeits-Funkwellen verringert den Zeitaufwand zum Hochfahren des Empfängers, sodass sich die Gesamtzeit zum Detektieren der Empfangsfeldstärke auf rund 1 ms verkürzt. Folglich verringert sich die Stromaufnahme drahtloser Knoten in einem Netzwerk, was wiederum die Leistungsaufnahme des Gesamtsystems reduziert und die Batterielebensdauer verlängert. Im Vergleich zu herkömmlichen Lapis-Produkten kommt es so insgesamt zu einer Reduktion der Leistungsaufnahme um 15 Prozent. Zudem ermöglicht die Verbesserung der Delta-Sigma-ADCs eine flexible Datenraten-Demodulation bis zu 300 kbit/s für den globalen Einsatz bei gleichzeitig optimierter Empfängerempfindlichkeit.

Der ML7421 eignet sich für Anwendungen im Außenbereich wie Smart Meter und verschiedene IoT-Sensoren. Die stabilen Eigenschaften ermöglichen es, die Kommunikation über größere Distanzen mit Hochleistungsverstärkern weiter auszubauen.