Nordic Semiconductor宣布推出其首款功率放大器/低雜訊放大器(PA/LNA)產品nRF21540 RF前端模組(FEM)。nRF21540在開發上可與Nordic的nRF52和nRF53系列多協定系統單晶片(SoC)完美的進行搭配。

nRF21540 RF前端模組是一款針對該公司短距離無線產品組合所開發的「隨插即用」範圍延伸器(range extender)，它經過最佳化，可提高Nordic nRF52和nRF53系列高級多協定無線SoC的鏈路預算。

這款RF FEM的PA提供了高達+21dBm的可調發射功率提升，而LNA則可提供+13dB的接收增益。LNA的雜訊指數(NF)低，只有2.5dB，可為Nordic的藍牙5/低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy /Bluetooth LE)、Thread、Zigbee和2.4GHz RF低功耗無線解決方案等帶來接收靈敏度的提升。例如，當搭配以1Mbps速度運行的低功耗藍牙nRF52840 SoC時，nRF21540可將RX靈敏度提高5dBm。加上增加的輸出功率，連接鏈路預算就可提高18dBm。

對於發射功率小於+8dBm的設備而言，改善的幅度更大。連接鏈路預算增加提供了更長的通訊範圍，並有助於減少由於資料封包損壞而引起的重傳次數。對那些可能需要擴大通訊範圍或強健通訊覆蓋的應用而言，加上nRF21540是十分有用且有價值的方案。它的應用範例包括資產追蹤、音訊、智慧家庭或工業使用案例等。

當與Nordic的短距離無線SoC搭配使用時，nRF21540是一款「隨插即用」的補充設備。nRF21540可連接到SoC的天線輸出，並具有兩個額外的天線埠，以實現天線分集的功能。裝置的增益控制、天線切換和功率模式可藉由GPIO或SPI或兩者結合來控制。雖然nRF21540可以與其他無線電設備搭配一起使用，但未來版本的Nordic nRF5 SDK、nRF5 SDK for Thread and Zigbee以及nRF Connect SDK將會包括其驅動程式支援，進一步增強該裝置與Nordic SoC共用的易用性。

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nRF21540的發射功率是動態可調的，輸出功率可以小量的增加，最高可設定至21dBm。這樣便可確保在所有地區和工作條件下均可在規範內的1dBm輸出功率條件下運行。在使用期間，功率設定可以由SoC來動態控制，以便符合當前使用所需的規格。

例如，可以透過監測接收訊號強度指標(RSSI)和其他參數來確定特定連接的功率要求，並透過升高或降低發射功率來管理功耗。因為溫度所引起的任何變化都可以抵消，讓輸出功率可以在所需的位準上保持穩定。

nRF21540可在1.7至3.6V的電源電壓範圍內工作，在發射功率調整至+20dBm的情況下可提供具有競爭力的115mA電流量，在接收模式下則為4.1mA，而在斷電模式下則為30nA。該裝置可在-40至105°C的溫度範圍內運作，可以協助應用於專業照明等情況下所需要高溫等級的Nordic nRF52833和nRF5340，以發揮相輔相成的作用。該晶片將供應4x4 mm QFN16封裝，而除了nRF21540 IC本身，Nordic還提供開發板，用以進行性能評估，可用於實驗室設備來評估RF FEM性能，以及評估與nRF52系列裝置一起搭配使用時的實際應用性能。

Nordic Semiconductor的產品管理總監Kjetil Holstad表示：「RF FEM為許多應用帶來顯著的通訊距離擴展，但是RF FEM也必須確保不會影響其他RF表現，或是對電池使用壽命有顯著的影響。Nordic憑藉在低功耗無線設計領域數十年的豐富經驗，我們的工程團隊設計出了這款具有競爭力的RF FEM，在可最大程度減少對電路板面積和BOM影響的尺寸和價格情況下，它已針對Nordic先進的多協定SoC進行了最佳化，而彼此的搭配也可充分發揮相輔相成的效果。」

nRF21540 RF FEM現在已開始為主要客戶提供樣品。