隨著智慧家居、智能樓宇及各類無線控制終端的快速普及，設(shè)備需要頻繁補電與維護的問題正被持續(xù)放大。

傳統(tǒng)依賴電池供電的無線控制設(shè)備，在規(guī)模化部署后不僅需要進行定期維護，頻繁更換電池，同時還要考慮設(shè)備存在可靠性衰減與環(huán)境污染方面的負(fù)擔(dān)。在此背景下，能實現(xiàn)“自發(fā)電”的無線控制方案已成為行業(yè)的重要發(fā)展方向之一。

“自發(fā)電”無線控制方案是指將管理者按壓/撥動開關(guān)時所產(chǎn)生的機械能（微量動能），通過能量轉(zhuǎn)換方案（電磁感應(yīng)/壓電效應(yīng)）轉(zhuǎn)化為有效電能，從而喚醒開關(guān)裝置內(nèi)集成的微能量收集發(fā)射芯片進入工作模式，并直接觸發(fā)芯片內(nèi)置的硬件邏輯完成無線控制信號的發(fā)射，可為管理者實現(xiàn)“無需電池、無需布線與即按即發(fā)”的無線遙控體驗。

Sub-GHz微能量收集發(fā)射芯片，讓無線控制擺脫電池束縛

在自發(fā)電無線控制場景中，由于按壓/撥動開關(guān)裝置時所轉(zhuǎn)換的瞬時電能極為有限，因此想要成功傳輸控制信號就必須大幅降低芯片能耗，提升芯片的射頻鏈路效率。

Sub-GHz微能量收集發(fā)射芯片工作在240MHz~960 MHz等低頻段中，在結(jié)合OOK等簡單高效的調(diào)制方式后，可顯著降低發(fā)射控制信號時的瞬時能耗，以更低的發(fā)射功率確保控制指令在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境中依然能準(zhǔn)確送達，是“自發(fā)電”無線控制方案的關(guān)鍵“核芯”。

在系統(tǒng)架構(gòu)上，Sub-GHz微能量收集發(fā)射芯片往往通過高度集成的架構(gòu)設(shè)計，將射頻發(fā)射、數(shù)據(jù)編碼與控制邏輯整合于單一芯片之中，無需外部MCU即可在極為有限的能量預(yù)算下完成一次完整且可靠的無線信號發(fā)射過程。

當(dāng)管理者觸動開關(guān)裝置的瞬間，Sub-GHz微能量收集發(fā)射芯片無需經(jīng)歷復(fù)雜的上電初始化或軟件喚醒流程，而是直接由內(nèi)部硬件邏輯完成信號編碼與射頻發(fā)射，整個系統(tǒng)只在觸發(fā)瞬間工作，無待機功耗，可最大限度地降低能量損耗。

此外，相較于Wi-Fi、BLE等2.4G頻段的無線通信技術(shù)，Sub-GHz頻段下的信號在穿墻、繞射和抗干擾方面更具優(yōu)勢，即便在多墻體、多設(shè)備共存的復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境中，也能保持穩(wěn)定的通信鏈路。

這種穩(wěn)定性對于“即按即發(fā)”的自發(fā)電無線控制尤為關(guān)鍵，能夠有效避免控制指令丟失或響應(yīng)延遲所帶來的使用體驗下降。

CMT2156B，低功耗、高可靠的“自發(fā)電”無線控制方案

值得一提的是，在自發(fā)電無線控制場景中，一款真正適用于動能供電場景的Sub-GHz微能量收集發(fā)射芯片，不僅需要在極低能量預(yù)算下完成穩(wěn)定發(fā)射，還應(yīng)具備高度集成的架構(gòu)、成熟通用的編碼支持以及靈活的參數(shù)配置能力，以降低系統(tǒng)復(fù)雜度并提升規(guī)模化應(yīng)用效率。

例如，華普微自主研發(fā)的CMT2156B就是一款支持外部動能采集供電、具備高性能的OOK射頻發(fā)射器。

CMT2156B內(nèi)部集成了行業(yè)內(nèi)常用的527、1527編碼，可直接替換市面常見的xx527、xx1527、xx2240等編碼芯片方案。

此外，CMT2156B還支持用戶自定義編碼器，可讓用戶根據(jù)具體需求進行優(yōu)化設(shè)計，尤其適用于動能供電，無電池的無線發(fā)射應(yīng)用場合。

如下圖所示，CMT2156B通過全集成的低噪聲整數(shù)頻率綜合器直接生成射頻信號，可實現(xiàn)穩(wěn)定的頻率輸出。它采用單引腳晶體振蕩設(shè)計，并將所需負(fù)載電容集成于內(nèi)部，可有效減少外圍器件數(shù)量，簡化系統(tǒng)設(shè)計。

CMT2156B——功能模塊示意圖

在每次上電復(fù)位（POR）時，CMT2156B內(nèi)部模擬模塊都會基于內(nèi)置基準(zhǔn)電壓源進行自動校準(zhǔn)，從而保證其在不同溫度和供電條件下均能保持穩(wěn)定可靠的工作性能。

在數(shù)據(jù)發(fā)射過程中，CMT2156B由按鍵動作直接觸發(fā)，調(diào)制后的數(shù)據(jù)經(jīng)高效功率放大器發(fā)射輸出，發(fā)射功率可在0至+13 dBm范圍內(nèi)以1 dB步進靈活配置。

訪問內(nèi)建EEPROM 示意圖

此外，開發(fā)者還可通過官方提供的USB Programmer和RFPDK快速將頻率、輸出功率及其他產(chǎn)品參數(shù)燒錄到芯片內(nèi)置的EEPROM里，可大幅簡化開發(fā)及生產(chǎn)成本；或者，開發(fā)者也可直接用433.92 MHz等默認(rèn)參數(shù)的現(xiàn)貨庫存直接生產(chǎn)，免除生產(chǎn)燒錄環(huán)節(jié)。

審核編輯 黃宇