Bluetooth Low Energy Physical Layer TWS-Kopfhörersteuerungen

Toleranz
Bei der Herstellung eines Geräts wird eine Toleranz angegeben. Generell gilt: Je genauer die Toleranz, desto teurer die Ausrüstung. Beim Funk kann die Haupttoleranz durch die Genauigkeit der Frequenz bestimmt werden. Selbst wenn das Funkgerät zum Senden mit 2402 MHz ausgelegt ist, kann die tatsächliche Betriebsfrequenz 2401850 MHz oder 2402150 MHz betragen, was die Mittenfrequenztoleranz zum Senden einer Nachricht ist. Für Bluetooth Low Energy beträgt die Mittenfrequenztoleranz der gesamten Nachricht +150 kHz. Der Grund für die Drift der Mittenfrequenz ist, dass sie normalerweise durch Multiplizieren eines Quarzes mit bekannter Frequenz erhalten wird. Die Quarzoszillatorfrequenz beträgt normalerweise 16 MHz. Wenn Sie 2400 MHz erhalten möchten, müssen Sie die Frequenz mit dem 150-fachen multiplizieren. Jede Abweichung vom Kristall wird ebenfalls verstärkt und auf der Sendefrequenz reflektiert. Wenn beispielsweise die tatsächliche Kristalldatenfrequenz 160001 MHz beträgt, weicht die Mittenfrequenz von der idealen Frequenz um 150 kHz ab. Wir nennen diesen Kristall einen Fehler von 62 ppm oder 62 Teilen pro Million. Typischerweise kann ein billiger Kristall, der in großen Mengen verwendet wird, einen Fehler von weniger als 50 ppm aufweisen. www.bjbjaudio.com

Ein weiterer sehr wichtiger Indikator ist die Drift der Mittenfrequenz während der Paketübertragung. Drift kann durch Wärmeentwicklung verursacht werden, während der Chip läuft. Mit zunehmender Hitze verschiebt sich die interne Frequenz des Radios leicht. Beim Senden eines Bluetooth-Low-Energy-Pakets darf die Drift 50 kHz nicht überschreiten. Das heißt, wenn beim Senden einer Nachricht die Mittenfrequenz 2402,000 MHz beträgt, muss die Mittenfrequenz während des Sendevorgangs zwischen 2401950 MHz und 2402050 MHz liegen. Gleichzeitig darf die maximale Frequenzdriftrate 400 Hz/us nicht überschreiten. www.bjbjaudio.com

Empfangsempfindlichkeit
Beim Bau eines Empfängers ist eine sehr wichtige Frage: Wie gut ist es? Die Messung der Empfängerempfindlichkeit quantifiziert das Problem: wie empfindlich der Empfänger auf die Erkennung von Funksignalen von anderen Geräten reagiert. Die Empfindlichkeit wird normalerweise in dBm gemessen, was eine sehr kleine Einheit ist. Bluetooth Low Energy schreibt vor, dass die Empfindlichkeit des Empfängers größer als -70 dBm sein muss. Mit anderen Worten, der Empfänger muss ordnungsgemäß funktionieren, wenn er elektromagnetische Energie von 00000001 mW empfängt. Das Rauschen ist jedoch immer vorhanden. Es macht keinen Sinn, das Signal einfach zu erkennen, wenn es nicht korrekt dekodiert werden kann. Daher wird in der Praxis die Empfangsempfindlichkeitsschwelle unter einer Bedingung einer akzeptablen Bitfehlerrate (BER) definiert. Bluetooth Low Energy hat eine Bitfehlerrate von 0,1 % gewählt. Treiber, die Bluetooth Low Energy unterstützen, haben eine Empfängerempfindlichkeit von -90 dBm oder 1 pW. Dies ist eine unglaublich kleine Energiemenge, die durch Bandrauschen nachweisbar ist, was zu einer objektiven Kommunikationsentfernung führt, wie im nächsten Abschnitt erläutert. www.bjbjaudio.com