2.4GHz收发器的接口飞利浦双眼睛激光传感器

白皮书：一个2.4GHz收发器的接口飞利浦双眼睛激光传感器1．简介本文档介绍了如何接口的飞利浦PLN2020双眼睛激光传感器到北欧半导体的nRF24L01 2.4GHz收发器。

该芯片组的PC外设制造商提供了一个
完整的集成，高精度，超高速，无线和人机接口设备的低功耗解决方案。

用户可以享受无线自由的无线链路和一个激光传感器，精度高。

这两种器件具有非常低的功耗，从而确保电池寿命长。

2．该PLN2020双眼睛的激光传感器利用通常用于高性能的专业应用程序的唯一干涉测量技术，飞利浦激光传感器'双眼睛激光技术利用固态激光器的最新发展，数字信号处理和封装（SiP）技术系统为实现位置/在消费产品应用遥感速度无与伦比的分辨率和精度（见图1）。

传感器中的固态激光器产生一个850 - 纳米波长的红外激光束，是由一个镜头聚焦在目标对象的位置/速度正在测量的表面。

激光光散射的靶面，在返回到传感器和重新进入激光源，它光学与光正由激光（见图2）所产生的光混合导致部分
图1 - PLN2020双眼睛的激光传感器图2 - 飞利浦激光传感器，自混合激光技术
运动的目标靠近或远离激光源导致在返回的激光多普勒频移。

多普勒频移，这是成正比的运动速度。

回光灯之间的混合，并正在产生的激光源的频率正比于速度的目标，在激光功率的波动，因此结果。

这些电源波动是由一个感应光二极管的光耦合到激光。

北欧半导体ASA Philips激光传感器
虽然这种自我在激光混合允许的测量多普勒频移和目标以后表面速度计算，它不会产生有关目标是否正在走向或远离激光源。

为了确定这个方向，激光功率调制低频三角波，在激光的温度和调制激光频率随之产生相应的变化。

这种激光器发出的光的频率调制模拟小前锋和向后运动，分别对激光功率的上升和下降斜率。

这降低了多普勒频移，如果观察到的模拟源运动和地表移动的目标是在同一个方向，增加观察多普勒频移，如果模拟靶面运动和运动方向相反。

比较测量多普勒三角调制的上升和下降的斜坡移
图3 - 方向飞利浦激光传感器'双眼睛技术测量。

每个独立的激光检测方向
从光电二极管输出，激光功率，在感官的波动，是在一个软件可编程专用集成电
路（ASIC）的处理。

这ASIC的条件信号，数字化，然后分析它采用先进的数字
信号处理技术。

这些措施包括数字过滤器，从背景噪声中提取和傅立叶变换来分
析，在频域取得多普勒频移频信号的信号。

在这些频率的基础上，在ASIC然后
计算沿激光束轴目标物体的速度。

通过结合在一个单一的传感器，它聚焦到两个
正交方向上，从目标的激光两个激光源，它是可能的ASIC合并成一个单一的速
度向量在平面靶面两个轴向运动速度。

然后随着时间的推移速度积分派生位置信息。

不同于传统的激光传感器，使用一个单独的源和漂移问题相关的不同来源和探测器。

最后，它减少了系统成本。

激光功率是动态控制电路的ASIC，不断由独立的保护电路，可以自动监测短路激光如果过功率情况检测。

这种双重冗余主动防护系统可以防止内部和外部电路
故障，确保了激光功率总是在1M类眼安全一如在国际电工委员会的文件进行符合IEC 60825-1，版本1.2，2001-08限制停留。

3．本nRF24L01的nRF24L01是一个单一的全球性，免许可证的2.4 GHz ISM 频带射频收发器芯片。

低设计成本的nRF24L01合并非常高速通信（高达的2Mbit / s）与极低的功耗（在RX电流仅为一十二点五毫安）。

事实上，相对于竞争对手的2.4GHz技术，典型的电池续航时间之间的比例提高15至600x（或以上）。

该收发器由一个完全集成的频率合成器，功率放大器，晶体振荡器，解调器，调制器和增强型ShockBurst™协议引擎。

此外，还提供了一个创新的nRF24L01片上的硬件解决方案- 所谓MultiCeiver商标- 可同时支持多达6个无线通信设备。

这使得建立在广泛的应用范围包括无线PC桌面（见下文）和手表型智能运动工具（如无线脉冲监测）的无线个人区域网络的理想选择。

输出功率，频率
图4 - 规模与0402 SMD元件的nRF24L01
数据丢失然后可以收回转播。

借助增强型Shockburst™的想法是让未经处理的nRF24L01参与的单片机都收到的数据包丢失的数据包重传和确认。

因此，在一
个典型的nRF24L01实施所需的唯一外部元件是晶体，一些支持RC组件，以及应用MCU，可以极低的成本，因为大部分是故意设计的复杂性居住在芯片上的nRF24L01。

即使是需要晶体规格已放宽输入，可承受5V电压。

这允许直接连接，例如到外部USB控制器，无需任何额外的“胶水”的逻辑需要。

其他的一切- 整个收音机，协议的MCU，外围设备，电感器和过滤器，是所有预到这个单一的髋关节的4x4mm的解决方案结合起来。

最后的手段，如果沟通法不能在合理时间内成立。

nRF24L01 SPI总线为10MHz，这对于非常快速的数据传输允许。

2.4GHz的ISM频段是用于许多系
统，如无线局域网和蓝牙。

这使得相当嘈杂的环境。

但干扰，也常常是短暂的，也就是说，通道可能被阻塞的传输很短的时间。

为了解决这个问题，收发器必须选择另一个频道，或等待，直到该频道是再清楚。

通常情况下，人会重新发送几
次所以你们看到的干扰已经消失了。

本的nRF24L01是用这种态度。

如果由于某种原因传输失败，将自动发送的nRF24L01最后一个包了。

改变通道被认为是ç一个SPI总线是用于配置和使用的nRF24L01沟通。

该接口是最常见的微控制器。

最高速度
4．传感器的接口PLN2020射频链路/的nRF24L01 anging Ø会消耗的处理器时间和增加功率消耗。

华泰的I / O端口。

他使MCI的切换SPI总线到选定的设备。

无论是PLN2020和通过SPI总线的nRF24L01沟通。

一个具有相对低引脚数微控制器可以被选择。

由于比较快的数据传输和从PLN2020和的nRF24L01，一个硬件SPI总线建议。

软件与位- B的图4显示了如何连接的SPI两个devises到SPI总线。

一个单独的芯片使能，CE认证，为每个设备使用。

这通常是一般purp T
图5 - SPI总线连接
5．射频协议的PLN2020传感器通常用于一个鼠标或指针的应用。

到主机，通常一台PC，通信，遵循一个相当简单的低级别的协议。

频率捷变协议是建立在一系列假设对于鼠标/键盘的申请，在2.4GHz频段的流量。

在2.4GHz 频段的交通主要是如WLAN和跳频系统的频率，如蓝牙固定系统相一致。

而
频率固定系统在乐队的特定部分运作，跳频系统将在整个乐队产生的流量。

在2.4GHz频段的作业系统生成的所有数据包的流量。

在2.4GHz频段中的
一个给定的通道，如果跳频系统中的存在，发生碰撞的可能性是交通通道一样在每个从该系统。

因此，没有转变经营渠道如由跳频系统干扰的使用。

如果干扰来自于一个频率
•检测固定的干扰。

•移动的方式，从同一来源不发生新的动荡。

•不要移动如果由跳频源的干扰。

•优先对鼠标的流量。

重要的是要注意到，这个协议将只会迫使如果在一个固定的工作频率发生变化的干扰。

之后它改变了工作频率，它将会在一个相对长的时间新的渠道。

频率捷变协议的功能是基于之间的鼠标和加密狗的沟通。

当鼠标在使用时，它会发送一
个数据包到每8毫秒加密狗，等待确认。

鼠标将重新发送数据包最多两次，如
果没有确认已收到。

蓝牙将留一个通道上，然后跳跃到650微秒。

这意味着，
如果一个蓝牙系统是敲除小鼠的首次尝试发送一个数据包，接下来的两个槽应该得到，因为每个数据包的确认周期时间。