电子电路大全(PDF格式)-第102部分

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　　　　　　电流消耗　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　发射模式　　　　　　　　　　　　　I　　　　　　　　　　　　　　3。7　　　　　　　　　　　　　　　8。5　　　　　　　　　　　　　　　11。6　　　　　　　　　　　　　　　　mA　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　s　



　　　　　工作温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TA　　　　　　　　　　　　　…40　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　85　　　　　　　　　　　　　　　　　℃　　



　　



　　　　　　1。12。3　　　　芯片封装与引脚功能　　



　　　　　　T5753　采用　TSSOP8L　封装，封装形式如图　1。12。1　所示。各引脚功能如下。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。12。1　　　　T5753　的封装形式　　



　　　　　　引脚　1：CLK　；　　时钟信号输出，为微控制器提供时钟信号，输出频率为f　XTAL/4　。　　

　　　　　　引脚　2　：PA_ENABLE　，功率放大器导通开关（功率放大器使能控制），用于ASK　调制。　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第1　章　　　　射频发射器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·81　·　



　　　　引脚　3　：ANT2　，天线输出级的发射极。　　

　　　　引脚　4　：ANT1　，天线输出级的集电极（OC　）。　　

　　　　引脚　5：XTAL　，外接晶振。　　

　　　　引脚　6　：VS　，电源电压。　　

　　　　引脚　7　：GND，地。　　

　　　　引脚　8：ENABLE　，使能控制输入。　　



　　　　1。12。4　　　　内部结构与工作原理　　



　　　　T5753　内部结构框图如图　1。12。2　所示。芯片内包含射频功率放大器（PA　）、晶体振荡器　

　（　

　　XTO　）、压控振荡器（VCO　）、相频检波器（PFD　）、分频器（f　/4　、f　/64　）、充电泵（CP　）、电　

源控制电路（Power　　up/down　）等电路。锁相环（PLL　）合成器由压控振荡器（VCO　）、分频　

器、相频检波器、充电泵和回路滤波器（LF　）组成。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。12。2　　　　T5753　内部结构框图　　



　　　　压控振荡器（VCO　）被锁定在32　×f　XTAL　，频率为　315MHz　的发射器需要一个9。8438MHz　

的晶体振荡器，频率为　915MHz　的发射器需要一个　14。2969MHz　的晶体振荡器。锁相环（PLL　）　

和压控振荡器（VCO　）所有外围元件都是集成的。　　

　　　　XTO　是一个串联谐振的振荡器，外部元件只需要一个电容和一个晶振串联到地即可。　　

　　　　在锁相环被锁定和时钟输出稳定之前，晶体振荡器和锁相环需要小于　3ms　的稳定时间。　

而在　CLK　　提供给微控制器时钟信号并且射频功率放大器（PA　）被接通之前，必须有一段不　

小于　1ms　的等待时间。　　

　　　　射频功率放大器是集电极开路的输出，传送的是电流脉冲，而这个电流几乎完全取决于　

负载阻抗。因此发射输出功率是由负载阻抗来控制的。这种输出匹配方式使得发射器能简单　



　　


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　·82　·　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　射频集成电路芯片原理与应用电路设计　　



地匹配到任何天线或　50Ohm的负载。当用　3V　　　　　　　　　　　　　　　　电源供电时，在　315MHz　　　　　　　　的最佳的负载阻抗即　　　　　　　　

Z=　（255＋j192　）Ohm时，功率放大器可得到高的电源效率。　　

　　　　当　ENABLE　端和　PA…ENABLE　端都为低电平时，电路处于待机状态，此时只消耗很小的　

电流（350　nA　），因此一个锂电池就能提供好几年的电源。当ENABLE　端变为高电平，XTO　、　

PLL　和　CLK　导通。如果　PA…ENABLE　端维持在低电平，PLL　和　XTO　工作，CLK　输出时钟信　

号，VCO　锁定在　32　倍的　XTO　频率上。　　

　　　　当　ENABLE　端和　PA…ENABLE　端变为高电平，PLL　、XTO　、CLK　和功率放大器导通工　

作。通过控制　PA…ENABLE　端，功率放大器能接通和关断，这可用来进行　ASK　调制。　　

　　　　ASK　发射：当　ENABLE　端为高电平时，T5753　被激活，PA…ENABLE　端必须维持不小于　

4ms　的低电平，之后CLK　端能给微控制器提供时钟，输出功率就能通过　PA…ENABLE　端来调　

制。当发射完后　PA…ENABLE　端被切换到低电平，T5753　被转换回待机状态，ENABLE　端变　

为低电平。　　

　　　　FSK　发射：当　ENABLE　为高电平时，T5753　被激活，PA…ENABLE　维持低电平不小于　4ms　

之后，CLK　时钟信号能给微控制器提供时钟，功率放大器导通且PA…ENABLE　变为低电平，　

芯片进入　FSK　调制状态，利用微控制器控制在　XTAL　端的负载电容和接地电容的通断，能改　

变锁相环的基准频率。开关闭合时的输出频率低于开关断开时的输出频率。发射完成后，　

PA…ENABLE　端切换到低电平，T5753　被转换回待机状态，ENABLE　端为低电平。如图　1。12。3　

所示，使用　C　=8。2pF　±2％　、C　=10pF　±5％，开关两端的　C　　　　　　　　　　　　　=3pF　±10％，在晶振两边的分　

　　　　　　　　　　　4　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　switch　



布电容为　C　　　　　　　　　=C　　　　　=1pF　±10％，晶振的并联电容为　C　=3。2pF　±10％，晶振的容抗　

　　　　　　　　　　　STRAY1　STRAY2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　



CM=13pF　±10％。FSK　频偏的典型值为±21。5kHz　，最大频偏为±16。8kHz～±28。0kHz　。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。12。3　　　　FSK　调制示意图　　



　　　　功率匹配和功率调节：输出功率是由天线的负载阻抗决定的。当负载阻抗在　315MHz　时　

为　Z=　　（255＋j192　）Ohm，则得到最大功率输出。对于　VS　　必须有个低阻抗的通道来提供直流电　

流。　　

　　　　功率放大器上的　0。53pF　的输出电容是由输出阻抗来补偿，功率放大器的传输电流脉冲为　

7。7mA，要得到最大的输出功率，则最佳的负载电阻应为　ZLOAD=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（255＋j192　）Ohm。这个负载　

阻抗为　T5753　的ANT1　、ANT2　端的匹配网络的阻抗。保持　192Ohm并联电阻的虚部不变，降低　

其实部阻值；就能降低输出功率。　　

　　　　功率的测量可以由图　1。12。4　所示的电路来完成。注意，元件的值必须变化以补偿不同的　

印制板的寄生值，直到　T5753　　能得到合适的负载电阻值：ZLOAD=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（255＋j192　）Ohm。同时用来　

测量输出功率的电缆线的阻抗也必须校准。　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第1　章　　　　射频发射器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·83　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。12。4　　　　输出功率的测量　　



　　　　　　1。12。5　　　　应用电路设计　　



　　　　　　T5753　应用电路如图　1。12。5　和图　1。12。6　所示。电源供应部分可用推荐的　1～68nF/XTR　的　

滤波电容　C　，C　　和　C　　用来使环形天线与功率放大器匹配，其中　C　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的典型值为　22pF/NPO　。　

　　　　　　　　　　　　　　　　3　　　　　1　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　



C　　　的典型值为　10。8pF/NPO　　（对C　　来说，两个电容串联可以达到一个更好的容限值，并且有　

　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　



可能用标称的电容实现　ZLOAD　）。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。12。5　　　　T5753　ASK　应用电路　　



　　


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　·84　·　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　射频集成电路芯片原理与应用电路设计　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。12。6　　　　T5753　FSK　应用电路　　



　　　　　　C　　和　T5753　的管脚以及PCB　板上的导线组成一个串联环，抑制了一次谐波，因此　C　　在　

　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　



PCB　板中的位置是相当重要的。一般来说，要达到最好的抑制效果，C　　离　ANT1　，ANT2　脚　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　



的位置应尽量近。环形天线的宽度不应超过　1。5mm，否则环型天线的　Q　点就会很高。L　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（约　

为　50nH　到　100nH）可以印制在PCB　板上，C　　值的选择应保证　XTO　在晶振的负载谐振频率　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4　



下正常运行。通常，一个有　15pF　负载电容的晶振需一个　12pF　的电容（C　　）。　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4　



　　　　　　　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　第　2　章　　　　射频接收器芯片原理　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　与应用电路设计　　



　2。1　　　　315MHz　ASK/FSK　接收器芯片TDA5211　的原理　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　与应用电路设计　　



　　　　　2。1。1　　　　概述　　



　　　　　TDA5211　是低功耗的单片　FSK/ASK　超外差无线电接收器（SHR　）芯片，其工作频段为　

310MHz～350MHz，接收灵敏度为　110dBm。电源电压为　5V，电流消耗低（FSK　　模式时为　

5。7mA，ASK　模式时为　5mA　），低功耗模式时电流消耗为　50nA　。能接收数字　FSK/ASK　信号。　

适用于无钥匙进入系统、安防系统、遥控系统、低比特率通信系统等应用。　　



　　　　　2。1。2　　　　主要性能指标　　



　　　　　TDA5211　的主要性能指标如表2。1。1　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2。1。1　　　　TDA5211　的主要性能指标　　



　　　　　　　　　　　　　　　　参　　　　　　　　数　　　　　　　　　　　　　　　最　　　　小　　　　值　　　　　　典　　　　型　　　　值　　　　　最　　　　大　　　　值　　　　　单　　　　　　　　位　　



　　　　　　　　　　　　　　　　工作频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　310　　　　　　　　　　　　　　315　　　　　　　　　　　　　350　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　FSK　模式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3。9　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　7。5　　　　　　　　　　　　mA　　

　　　　电源电流　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ASK　模式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3。2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6。8　　　　　　　　　　　　mA　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ASK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…110　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　dBm　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　FSK　，频偏±50kHz　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…102　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　dBm　　

　　　接收输入电平　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　LNA　输入频率　　　　　　　　　　　　　　　　310　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　350　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　混频器输入频率　　　　　　　　　　　　　　　　　310　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　350　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ASK　模式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　23　　　　　　　　　　　　　MHz　　

　　　　3dB　中频频率　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　FSK　模式　　　　　　　　　　　　　　　　　　10。4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低功耗模式导通　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。8　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PWDNON　　

　　　低功耗模式控制　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低功耗模式关断　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　S　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PWDNOFF　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　增益控制电压　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。8　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　S　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（LNA　高增益状态）　


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　·86　·　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　射频集成电路芯片原理与应用电路设计　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　续表　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　参　　　　　　　　数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　最　　　　小　　　　值　　　　　　　　典　　　　型　　　　值　　　　　　　　最　　　　大　　　　值　　　　　　　　　单　　　　　　　　位　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　增益控制电压　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。7　　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（LNA　低增益状态）　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　混频器增益　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋19　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　dB　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　工作频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输入阻抗　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…850　＋j　625