Радиомодули компании SIMCom Wireless Solution

SIMCom Wireless Solution – безусловный лидер рынка беспроводных технологий. По сведениям консалтинговой компании ABI Research, четыре последних года SIMCom является мировым лидером в этом сегменте рынка. Компания производит модули практически для всех беспроводных технологий:

• 5G;
• LPWA;
• LTE-A;
• LTE;
• Smart;
• Automotive;
• WCDMA/HSPA/HSPA+;
• GSM/GPRS;
• GNSS;
• Wi-Fi.

На рисунке 1 схематично показаны области применения модулей этой компании.

Рисунок 1. Области применения модулей компании

Для примера рассмотрим модули семейств GSM/GPRS и LTE. Пойдем от простого к сложному – начнем с модуля SIM800C.
Это полнофункциональный 4-диапазонный миниатюрный модуль размером 15,7×17,6×2,3 мм. Его внешний вид показан на рисунке 2.

Примерно так же выглядят другие модули, отличаясь только размером. Модуль SIM800C имеет доступ к сетям GSM/GPRS 850/900/1800/1900 МГц. Он может реализовать голосовые вызовы, обмен SMS-сообщениями и цифровыми данными. Кроме того, он оснащен Bluetooth 3.0 и рядом дополнительных функций. Перечислим их:

• протокол мультиплексирования;
• встроенный протокол TCP/UDP;
• FTP/HTTP;
• обмен MMS;
• электронная почта;
• двухтональный многочастотный набор (DTMF);
• обнаружение помех;
• аудиозапись;
• Embedded AT (в расширенной аппаратной версии);
• SSS.

Рисунок 2. Модуль SIM800C

Структурная схема модуля приведена на рисунке 3. В модуль встроена флэш-память объемом 24 или 32 Мбит в зависимости от модификации и ОЗУ емкостью 32 Мбит. Модуль может работать в штатном режиме; при этом все узлы модуля и программное обеспечение активно. В режиме выключения сетевого питания основные узлы модуля выключаются, последовательные интерфейсы неактивны, но сохраняется батарейное питание. В режиме минимальной функциональности основной источник питания не отключается, последовательные интерфейсы доступны, РЧ-узел неактивен.

Номинальное напряжение источника питания должно составлять 4 В, но может меняться в диапазоне 3,4–4,4 В. Поскольку при передаче данных ток потребления в импульсе может повышаться до 2 А, в качестве байпасного конденсатора следует использовать электролитический конденсатор емкостью не менее 100 мкФ с малым эквивалентным сопротивлением (ESR). Для устранения всплесков на шине питания параллельно электролитическому конденсатору должны быть установлены керамические конденсаторы.

 
Рисунок 3. Структурная схема модуля SIM800C

В модуле SIM800C предусмотрена возможность непосредственного подключения звукового динамика и электретного микрофона; для ее реализации применяются четыре вывода 9–12. Для подавления наводок на аудиосигнал со стороны РЧ-модуля достаточно между проводником с аудиосигналом и землей установить конденсатор 33 пФ при работе на частотах GSM850/EGSM900 или конденсатор 10 пФ в режимах DCS1800/PCS1900 МГц. Поскольку основным источником наводок на аудиолинии служит антенна, проводники с аудиосигналами следует расположить как можно дальше от нее.

В заключение описания модуля SIM800C приведем некоторые характеристики РЧ-тракта:

• чувствительность приемника во всех диапазонах 850/900/1800/1900 МГц (тип.): –109 дБм;
• выходная мощность в диапазонах GSM850/EGSM900: 2 Вт;
• выходная мощность в диапазонах DCS1800/PCS1900 МГц: 1 Вт;
• скорость передачи данных в GPRS на загрузку из сети (макс.): 85,6 Кбит/с;
• максимальная скорость передачи данных в GPRS при загрузке в сеть (макс.): 85,6 Кбит/с.

Еще большими функциональными возможностями располагает модуль LTE SIM7600E. Модуль поддерживает диапазоны TDD-LTE/FDD-LTE и обеспечивает скорости обмена данными до 10 Мбит/с на загрузку и до 5 Мбит/с на выгрузку. Структурная схема модуля приведена на рисунке 4. Размеры модуля: 30×30×2,9 мм.

Рисунок 4. Структурная схема модуля SIM7600

Модуль SIM7600E 2-диапазоный, 900/1800 МГц, но в этом семействе имеются и 4-диапазонные модули SIM7600SA и SIM7600SA -H. Поскольку, как и у модуля SIM800C, пиковый ток потребления достигает 2 А, в данном случае действительны те же рекомендации по организации питания. В режиме LTE используется частотное (FDMA) или временное разделение каналов (TDMA). Для высокоскоростного обмена модулей SIM7600 с внешними устройствами применяется интерфейс USB. Поддерживаются драйверы для ОС семейства Windows, Linux, Android. Модули SIM7600 не имеют аналогового аудиоинтерфейса. Для работы с аудио используется модуляция типа PCM (Pulse Code Modulation). К модулю подключается либо внешний PCM-аудиокодек, либо к шине I2S подключается управляющий микроконтроллер. В заключение описания модуля приведем некоторые характеристики РЧ-тракта: • чувствительность приемника в диапазонах 850/900/1800/1900 МГц (тип.): –110 дБм; • чувствительность приемника в LTE (тип.): –90…–101 дБм в зависимости от режима; • выходная мощность GSM/GPRS: o GSM850: 2 Вт; o EGSM900: 2 Вт; o DSG1800: 1 Вт; o PSC 1900: 1 Вт; • выходная мощность EDGE: o GSM850: 0,5 Вт; o EGSM900: 0,5 Вт; o DSG1800: 0,4 Вт; o PSC 1900: 0,4 Вт; • выходная мощность LTE class 3: 0,25 Вт.

Модули GSM/GPRS/3Gll, производства SIMCom Wireless Solution, поставляемые Промэлектроникой.

Новые поступления радиомодулей Simcom приведены в таблице: