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::: Primeros pasos... en el hardware :::
 
En esta sección durante mas de un año hemos estado aprendiendo como utilizar los módulos de tecnología GSM de Motorola. Básicamente aprendimos a utilizar todos los servicios que nos puede ofrecer la red implementada, es decir CSD, SMS y GPRS. Si bien nos queda mucho jugo por sacarle a los módulos Motorola en lo referente a sus prestaciones, es el momento de empezar con algunas consideraciones de hardware que le permitirán integrar el modulo, ahora que se tiene una idea formada de las aplicaciones que pueden llegar a realizar con este tipo de módulos.

Fuente de Alimentación

La fuente de alimentación del modulo G24 debe tener un voltaje continuo de 3.3V a 4.2V, y debe poder mantener este nivel de voltaje estable durante una ráfaga de transmisión GSM, en la cual el consumo puede llegar a 2Amp. El conector de interfase del modulo posee 8 contactos para la fuente alimentación, en la tabla Nº1 se detallan.

Pines Nombre de Señal Descripción
1-4 GND Masa principal.
5-8 VCC Entrada de alimentación del modulo G24.
VIN = 3.3 V a 4.2 V
IRMS = 550 mA durante transmisión multislot.
IMAX = 2 A durante ráfaga de transmisión.

Tabla Nº1

Diseño de la fuente de alimentación.

Especial cuidado debe ser tenido en cuenta en el momento del diseño de la fuente de alimentación del G24. Ya que esta indirectamente alimentara las interfases digitales y analógicas, pero también directamente alimenta el amplificador de potencia de RF (PA). Por lo tanto, cualquier degradación en el desempeño de la fuente de alimentación, debido a perdidas, ruidos o transitorios afectara directamente el desempeño del modulo. Entre estos factores nombrados, uno que afecta en gran parte el desempeño del modulo es la fluctuación en la fuente de alimentación, originada por los altos consumos instantáneos generados por el modulo en la recepción y en especial en la transmisión. Si las caídas de voltaje de la fuente de alimentación no son minimizadas en los momentos antes detallados, las frecuentes fluctuaciones en el voltaje pueden degradar el desempeño del modulo.



En el gráfico Nº1 se puede observar el funcionamiento del modulo durante la transmisión. Así como también se pueden ver el valor máximo recomendado para la caída del voltaje de la fuente de alimentación. Si durante la transmisión la caída supera los 300mV, puede que el voltaje de la fuente caiga por debajo del mínimo nivel de operación. Si esto se produjera, se generaría una detección de bajo nivel, lo que iniciara un apagado automático.
En la tabla Nº2 se detallan algunas recomendaciones para el filtrado de la fuente de alimentación.

Capacitor Uso
1000uF o Mayor Minimizar el efecto de caídas del voltaje de la fuente.
10nF, 100nF Reducir ruido producido por transmisiones digitales.
8.2pF, 10pF Reducir ruido de GSM en bandas 1800/1900Mhz. (EMIs)
33pF, 39pF Reducir ruido de GSM en bandas 850/900 Mhz.(EMIs)

Si bien los valores detallados en la tabla Nº2 son extraídos del manual de hardware del modulo G24 de Motorola, la experiencia nos lleva a recomendar que el valor usado, para minimizar el efecto de las caídas del voltaje de la fuente, sea mayor a 1000uF, en especial si se trabaja en zonas donde la frecuencia de trabajo es 850/900 Mhz. Otras consideraciones a tener en cuenta en este punto es el uso de mas de un capacitor para llegar al valor deseado, ya que al estar los capacitores en paralelo se reduce su resistencia serie equivalente(ESR). Si a esto le sumamos el uso de capacitores del bajo ESR se obtiene un mejor resultado.

Al momento de diseñar el PCB es recomendable que la ubicación de estos capacitores de filtrado y en especial los utilizados para minimizar las caídas de voltaje, sea lo más cercana posible al conector. Las líneas de alimentación deben tener la impedancia más baja que se pueda obtener, lo que se logra realizando cableados y ruteos lo mas cortos posible.

Ahora la pregunta a responder es, ¿qué tipo de soluciones existen para desarrollar una fuente con las características que necesito?. De lo que surge dos posibilidades, utilizar un regulador lineal o un regulador switching. Si bien la primera es de menor complejidad trae aparejado la generación de calor, inclusive los reguladores lineales low dropout, por lo que no la recomendamos. La solución de una fuente switching elimina el inconveniente de la generación de calor, pero trae asociada el uso componentes externos al regulador y la generación de ruido eléctrico por el proceso de switcheo. A pesar de estos inconvenientes es la solución más recomendable. En la tabla Nº3 encontrará una lista circuitos integrados y sus características principales.

Modelo Vo Vi I Topología
MC34063 1,25-40V 3-40V 1,5 Step Down / Step Up / Inverter
MC34163 1,25-40V 2,5-40V 3,4 Step Down / Step Up / Inverter
MC34166 5-40V 7,5-40V 3 Step Down / Step Up / Inverter
MC34167 5-40V 7,5-40V 5 Step Down / Step Up / Inverter
LM2574 3,3/5/12/15V 7-40V 0,5 Step Down
LM2574 1,25-37V 7-40V 0,5 Step Down
LM2575 3,3/5/12/15V 7-40V 1 Step Down
LM2575 1,25-37V 7-40V 1 Step Down
LM2576 3,3/5/12/15V 7-40V 3 Step Down
LM2576 1,25-37V 7-40V 3 Step Down

Tabla Nº3

Solicite mayor información a:

Ing. Ignacio José Zaradnik
FAE Motorola Wireless Division
E-mail: iz@electrocomponentes.com

 

 

 
Solicite mayor información en: instrumental@electrocomponentes.com
 
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