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
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