Sub-GHz（即頻率為1GHz以下，27MHz~960 MHz）是無線通信的重要領域之一，應用涵蓋消費電子、汽車、工業，和醫療等，如：TV/STB/VCR/DVD/音頻設備遙控器、高端無線玩具、車庫門遙控開關、照明控制、門遙控開關、無線POS機、無線健康監測器、穿戴式監控設備等，應用非常廣泛。

高性能模擬與混合信號IC廠商Silicon Laboratories（芯科實驗室有限公司）近日發布EZRADIo無線IC解決方案Si4010，該方案可大幅降低各種用在消費類、工業控制和自動化系統中單向無線鏈路的成本和復雜度。

　　遙控方案的挑戰與產品特征

　　全新的Si4010系統單芯片射頻發射器（下圖）能讓開發人員最佳化遙控門鎖、車庫門開啟器、遙控器、樓宇自動化系統和安防裝置的設計，以最低的系統成本達到最高的性能，同時還能確保完整的單向鏈路。

“遙控方案的挑戰一般表現為對更高成本效益的要求、傳輸距離、電池壽命、PCB面積等。傳統的基于SAW（表面聲波）的發射器為多分立器件，僅支持單一頻率和單一OOK調制模式。除了性能不穩定，靈敏度受器件性能影響，產品生產效率也較低，”Silicon Laboratories公司嵌入式混合信號無線產品線高級產品經理Yijing Lawrence Der博士指出，Si4010射頻發射器為單芯片遙控IC，僅需一個外部旁路電容、一塊印制電路板、電池和一個帶按鍵的外殼便能構成完整的無線遙控器。 Si4010采用專利高可靠性的無晶體振蕩器架構，無需外部時鐘源，也不受沖擊和震動影響。其載波頻率精確度在商業溫度范圍內為±150 ppm，在工業溫度范圍內則可達±250 ppm，它的精確度比傳統的（SAW）發射器高出兩倍，且無需使用外部晶體振蕩器；價格節省0.77美元。當然Si4010最突出的技術還是自動天線調諧，該功能可最大化發射距離，提供穩定的輸出功率，有效減少對遙控器的不利影響，并提高生產效率。

　　天線自動調節技術

　　天線自動調諧功能基于Silicon Labs的專利技術，是Si4010的最大特色之一；它配備一個反饋回路，可以探測到放大器的最佳輸出功率。Lawrence Der表示，天線自動調諧功能可有效降低功耗且不會造成抖動（Jitter）。他說，它的調諧功能主要有兩個，一是保證穩定的電力供應，這是一個比較新的應用；二是調諧回饋頻率的功能，監控電壓，保證達到最佳輸出電量，另外它沒有延遲的問題，因為反饋非常快，可以調節電流的大小。與電子元器件的運轉相比，人體的動作是非常慢的，就不會造成延遲的問題。另外，它的能耗較低，MCU在硬件和軟件兩方面來實現功能。

　　Lawrence Der還強調，Silicon Labs的混合信號IC集成程度非常高，在我們的架構里，既有模擬信號也有數字信號，簡單來講，模擬部分是射頻，數字部分為MCU。傳統的設計中，射頻的性能很容易受到干擾，但是Silicon Labs在這個領域有很多年的經驗，已解決了這個問題。

　　硅工藝的優勢

　　在進行射頻通訊時需要一個有明確界定的頻率，Silicon Labs曾推出基于CMOS的 Si500晶振產品，如今在Si4010中也采用了Si500。Lawrence Der說：“相比基于SAW和有晶振的兩種發射器設計，CMOS工藝更加靈活，可面向任意頻率。且頻率更加精準，我們的優點是集成度高，可降低成本，對外部的沖擊和振動干擾也有很好的防御效果。另外，在產品線上，Silicon Labs對每一塊芯片都會嚴格測量它溫度和頻率變化的關系，以保證產品能達到最好的效果。”

　　經過優化的8051內核

　　8051是非常普及的低成本內核，Si4010采用經過優化的8051作為其控制單元。Lawrence Der表示，經過Silicon Labs定制的8051 MCU具有4kB RAM/8kB NVM和128位EEPROM，其ROM集成了函數功能集。該MCU的突出特點是支持128位AES加密和片上調試器。“Silicon Labs的產品線非常廣泛，較高端的產品會集成ARM內核，Si4010集成8051內核的設計是基于客戶的需求：首先是成本，其次更重要的是該領域工程師大多用8051進行開發，因此可降低技術門檻，加快上市速度。”