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如何設(shè)計一款超長續(xù)航的對講機(jī)?

楷盟無線通信官方帳號 ? 2022-10-08 09:19 ? 次閱讀

對講機(jī)往往工作在戶外環(huán)境,續(xù)航時間是用戶體驗(yàn)前三大核心點(diǎn)。而恰恰在這方面沒有國際或國家規(guī)范進(jìn)行指導(dǎo),因此各家由于技術(shù)不同而不同。

在對講機(jī)的功耗計算中,通常把待機(jī)、接聽和發(fā)射三種狀態(tài)的功耗按90%、5%和5%來進(jìn)行加權(quán)平均。一般來講,4W功率的機(jī)器發(fā)射功耗在8.1W-11.8W之間;接聽功耗在1.4W-5W之間,因喇叭功率的不同而不同;待機(jī)功耗分模擬(FM)和數(shù)字(DMR)兩種情況,模擬在0.1W-0.2W范圍,數(shù)字在0.2W-0.8W范圍。

下面我們分別對這三項功耗進(jìn)行分析。

首先談發(fā)射功耗,這里面其實(shí)關(guān)鍵就是末級功放的轉(zhuǎn)換效率問題。由于行業(yè)中功放管和功放電路都很成熟,差別的來源就在于射頻工程師的調(diào)試水平不同。7.4v的4W機(jī),優(yōu)秀的可以做到1.2A發(fā)射電流,比較一般的會達(dá)到1.7A。射頻下些功夫都是可以無限接近最優(yōu)的。

接下來說接聽功耗,這部分主要取決于解調(diào)功耗、音頻功放功耗。解調(diào)功耗又取決于基帶處理的軟硬件性能。音頻功耗很依賴功放,傳統(tǒng)的機(jī)器都采用甲類功放,比如LM2822,理論上效率不會超過50%,實(shí)際產(chǎn)品一般不超過40%。目前手機(jī)領(lǐng)域的音頻功放已進(jìn)化到D類、K類,實(shí)際效率高達(dá)90%。如果分別用A類和K類功放輸出2W音頻功率,電池消耗分別是5W和2W。

對于公網(wǎng)+專網(wǎng)的雙模機(jī)器,最佳方案是共用公網(wǎng)的K類功放進(jìn)行音頻輸出,無論成本還是功耗都最優(yōu)。最新的手機(jī)功放支持?jǐn)?shù)字音頻接口,只要DMR模塊具備一樣的接口就容易整合。

最后重點(diǎn)說說待機(jī)功耗。之所以重點(diǎn)說有兩個原因,一是它在衡量整機(jī)功耗中權(quán)重高達(dá)90%,二是從前面的市場數(shù)據(jù)來看各家數(shù)字待機(jī)功耗差別極大。需要特別區(qū)分的是待機(jī)功耗不是休眠功耗,前者指接收機(jī)正常搜索信號過程中的功耗。細(xì)心的讀者會發(fā)現(xiàn)數(shù)字待機(jī)功耗大于模擬的,為什么呢?

模擬接收機(jī),為了降低平均待機(jī)電流會采用間歇工作的方式。一會兒開機(jī)掃描信號,一會兒進(jìn)入休眠,往復(fù)循環(huán)。由于模擬機(jī)只有語音通訊,說話持續(xù)較長,即使晚一點(diǎn)接收僅僅是丟前面一點(diǎn)話音而不影響整句理解。所以,只要用戶對這種丟失不敏感,可以通過簡單調(diào)整休眠時長來顯著降低待機(jī)功耗。

這個手段搬用到數(shù)字機(jī)卻不好使。因?yàn)閿?shù)字機(jī)有數(shù)據(jù)功能(短報文),信號持續(xù)時間很短,一旦碰到休眠期就永遠(yuǎn)錯過了。所以數(shù)字機(jī)的待機(jī)功耗必須要在深入控制DMR底層驅(qū)動和硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上優(yōu)化;不是自己開發(fā)信號處理部分(modem),拿第三方基帶做二次開發(fā)是很難做好的。數(shù)字待機(jī)功耗的性能,特別依賴開發(fā)團(tuán)隊軟硬件綜合理解深度。

典型產(chǎn)品海能達(dá)PD780楷盟無線M6模塊V7某模塊1某模塊2
DMR待機(jī)電流mA/7.4v654570105

總結(jié)一下,一個好的續(xù)航時間需要開發(fā)人員在發(fā)射、音頻,尤其是待機(jī)電流方面特別關(guān)注。公轉(zhuǎn)結(jié)合的雙模機(jī)產(chǎn)品要特別關(guān)注DMR模塊的待機(jī)電流。

產(chǎn)品做出來容易,做好難。追求極致,不斷超越自己!

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