Den richtigen Quarz für LoRaWAN®-Applikationen auswählen

MHz-Funkquarz und 32.768 kHz Uhrenquarz – Technischer Leitfaden

Der Schwingquarz ist das Herzstück jeder LoRaWAN-Applikation. Die richtige Auswahl entscheidet über Reichweite, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz Ihres Endgerätes.

Dieser Leitfaden zeigt Ihnen, worauf es bei der Quarzauswahl für LoRaWAN ankommt – für den 26 MHz oder 32 MHz Funkquarz am Transceiver und den 32.768 kHz Uhrenquarz für die Real-Time-Clock.

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) nutzt die LoRa®-Modulationstechnologie von Semtech, um Daten über große Entfernungen (bis zu 15 km im Freifeld) bei extrem geringem Energieverbrauch zu übertragen. Im Vergleich zu anderen Funktechnologien wie Bluetooth, Wi-Fi oder Zigbee stellt LoRaWAN dabei besonders hohe Anforderungen an die frequenzerzeugenden Bauelemente:

• Schmalbandige Modulation: LoRa arbeitet mit Bandbreiten von 7,8 kHz bis 500 kHz. Je schmaler die Bandbreite, desto höher die Anforderung an die Frequenzgenauigkeit des Quarzes.
• Hohe Spreading Factors (SF7–SF12): Höhere Spreading Factors ermöglichen größere Reichweiten, verlängern aber die Sendezeit (Time on Air) erheblich – bei SF12 und BW 125 kHz beträgt die Symbolzeit ca. 32,8 ms.
• Regulatorische Anforderungen: In Europa (EU868) gelten strenge Kanaltoleranzen nach ERC 70-03. In den USA (US915) wird Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) eingesetzt. Beide Szenarien erfordern eine präzise Frequenzreferenz.
• Batteriebetrieb: Die meisten LoRaWAN-Endgeräte laufen jahrelang mit einer Batterie. Jedes Milliampere zählt – und der Quarz hat direkten Einfluss auf den Stromverbrauch der Oszillatorschaltung.