nRF21540 샘플, 도달거리 확장시키는 플러그&플레이 타입

노르딕 세미컨덕터한국지사장 최수철)가 자사의 첫 번째 전력 증폭기(PA) 및 저잡음 증폭기(LNA) 제품인 nRF21540TM RF 프론트 엔드 모듈(FEM: Front End Module)을 출시했다.

nRF21540 프론트 엔드 모듈은 노르딕의 nRF52 및 nRF53 시리즈 멀티프로토콜 SoC(System-on-Chip)를 완벽하게 보완하기 위해 개발되었다. 이 RF 프론트 엔드 모듈의 전력 증폭기는 최대 +21dBm까지 조정 가능한 TX 파워를 제공하며, 저잡음 증폭기는 +13dB의 RX 게인을 지원한다.

또한 이 저잡음 증폭기는 2.5dB에 불과한 낮은 노이즈 지수(NF)를 갖추고 있어 노르딕의 블루투스 5(Bluetooth® 5) 및 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy), 스레드(Thread), 지그비(Zigbee), 2.4GHz RF 저전력 무선 솔루션의 수신감도를 향상시킨다. 예를 들어, nRF21540 프론트 엔드 모듈을 1Mbps로 블루투스 LE를 실행하는 nRF52840 SoC와 함께 사용하면, 5dBm까지 수신감도를 향상시킬 수 있다.



출력 파워가 증가함에 따라 연결 링크 버짓은 18dBm까지 늘어나게 된다. +8dBm 미만의 TX 파워를 내장한 다른 디바이스의 경우 성능을 더 크게 개선할 수 있다. 연결 링크 버짓이 증가하면, 도달거리가 크게 향상되고, 오류 패키지로 인한 재전송 횟수도 줄어든다. 따라서 nRF21540을 사용하면 도달거리 향상 또는 강력한 커버리지를 필요로 하는 모든 애플리케이션에 유용한 추가 기능을 제공할 수 있다. 특히 자산추적, 오디오, 스마트 홈, 산업용 애플리케이션에 적합하다. 

nRF21540 프론트 엔드 모듈은 노르딕의 단거리 무선 SoC와 함께 사용할 수 있는 플러그&플레이 타입의 보완 디바이스이다. nRF21540은 노르딕 SoC의 안테나 출력과 연결되며, 안테나 다이버시티(Antenna Diversity) 기능을 활성화할 수 있도록 두 개의 추가 안테나 포트를 갖추고 있다. 이 디바이스의 게인 컨트롤, 안테나 스위칭, 파워 모드는 GPIO나 SPI, 또는 두 포트를 모두 사용하여 제어할 수 있다.

노르딕 SoC 안테나 출력과 연결, Antenna Diversity 활성화

이 디바이스는 다른 무선 제품과도 함께 사용할 수 있지만, 노르딕의 nRF5 SDK, 스레드 및 지그비용 nRF5 SDK, nRF Connect SDK의 향후 발표될 버전에 드라이버 지원이 포함될 예정이기 때문에 노르딕의 SoC와 사용하는 것이 훨씬 더 용이하다.

nRF21540의 TX 파워는 다양하게 조정이 가능하며, 출력 파워는 21dBm까지 작은 단위로 증분하여 설정할 수 있다. 이를 통해 모든 지역 및 동작 조건에 따라 1dBm의 허용범위 내에서 출력 파워를 설계할 수 있다. 또한 사용 중에도 현재의 연결 요구사항을 고려하여 SoC에서 파워 설정을 동적으로 제어할 수 있다.

이 칩은 4x4mm QFN16 패키지로 공급된다. 노르딕은 nRF21540 IC 출시를 보완하기 위해 연구실 장비를 사용하여 RF 프론트 엔드 모듈의 성능을 평가하거나 nRF52 시리즈 디바이스 기반의 실제 애플리케이션 성능을 평가할 수 있는 개발 보드를 제공한다. 

노르딕 세미컨덕터의 제품관리 디렉터인 키에틸 홀스타드(Kjetil Holstad)는 “많은 애플리케이션의 경우 외부 RF 프론트 엔드 모듈을 사용하여 도달거리를 크게 향상시키고 있다. 그러나 프론트 엔드 모듈이 무선 성능의 다른 기능을 손상시키거나 배터리 수명에 큰 영향을 미쳐서는 안된다. 노르딕의 엔지니어링 팀은 수십 년 동안 저전력 무선 설계에 대한 경험을 바탕으로 BOM 및 보드공간에 대한 영향을 최소화하는 크기와 비용으로 노르딕의 첨단 멀티프로토콜 SoC를 완벽하게 보완하고, 최적화할 수 있는 경쟁력있는 RF 프론트 엔드 모듈을 설계했다.”고 밝혔다. 

nRF21540 RF 프론트 엔드 모듈은 현재 선도 고객들에게 샘플이 공급되고 있다. 보다 자세한 내용은 노르딕 한국지사 및 대리점을 통해 확인할 수 있다.