电子电路大全(PDF格式)-第105部分

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　IOP　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　18。5　　　　　　　　　　　　mA　　

　　工作电流　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　mA　　



　　待机电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ISTBY　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uA　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　接收灵敏度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…81　　　　　　　　　　　…84　　　　　　　　　　　dBm　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中频频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　IF　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。496　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　RF　输入范围　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　ANT　　　　　　　　　　800　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　000　　　　　　　　　　MHz　　



　　RF　部分，IF　部分　　　　　　　接收调制占空因比　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　20　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　80　　　　　　　　　　　　　％　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　最大接收输入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…10　　　　　　　　　　　dBm　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　AGC　上升/衰减　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　AGC　泄露电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　200　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　nA　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基准振荡器稳定时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1。2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ms　　



　　基准振荡器　　　　　　　　　　　　　基准振荡器输入阻抗　　　　　　　　　　　　　　　　　ZREFOSC　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　300　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　k　Ohm　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基准振荡器输入范围　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1。5　　　　　　　　　　　Vp…p　　



　　


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



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　续表　　



　　　　　　　　　　　　　　　　参　　　　　　　　数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　　　　　　　号　　　　最　　　　　　　　小　　　　典　　　　　　　　型　　　　最　　　　　　　　大　　　　　　单　　　　　　　　位　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　CTH　源阻抗　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ZCTH　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　26　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　k　Ohm　　



　解调器　　　　　　　　　　　　　　　CTH　源阻抗变化　　　　　　　　　　　　　　　　　　ZCTH　　　　　　　　　　　…15　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋15　　　　　　　　　　　　　％　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　解调滤波器带宽　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　300　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　kHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输入高电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　　　　　　　　　　　　V　　…0。5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　IN（high）　　　　　　DD　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输入低电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。5　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　IN（low）　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输出电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　IOUT　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　90　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uA　　

　数字/控制部分　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输出高电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　　　　　　　　　　　　　0。9VDD　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　OUT（　high）　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输出低电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。1VDD　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　OUT（low）　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输出上升下降时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　t　，t　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　　us　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　R　　F　



　　　　　2。2。3　　　　芯片封装与引脚功能　　



　　　　　MICRF005　采用标准　14…Pin　SOP　（M）　　封装，如图　2。2。1　所示；引脚功能如表　2。2。2　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。2。1　　　　MICRF005　引脚封装形式　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2。2。2　　　　MICRF005　引脚功能　　



　　　引脚　　　　　　　　　　符号　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　功　　　　　　　　能　　



　　　　　1　　　　　　　　　　T/R　　　　　　　发射/接收控制开关。拉低使能接收器功能　　



　　　2　，3　　　　　　　VSSRF　　　　　　　IC　射频部分接地端。旁路电容连接在　VDDRF　和　VSSRF　之间，尽可能减短引线。为得到最好的　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　性能，连接　VDDRF　和　VSSRF　到电源　　



　　　　4　　　　　　　　　　ANT　　　　　　　　接收器的射频输入，内部　AC　耦合。连接这个引脚端到天线。在高环境噪声情况下，固定数值的　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　带通滤波器可以连接在　ANT　和　VSSRF　之间，提高接收器的灵敏度和输入过载保护　　



　　　　　5　　　　　　　　VDDRF　　　　　　　IC　射频部分的电源电压正端输入。VDDRF　和　VDDBB　将被一起直接连接在　IC　端　　



　　　　　6　　　　　　　　VDDBB　　　　　　　IC　基带部分的电源电压正端输入。VDDRF　和　VDDBB　将被一起直接连接在　IC　端　　



　　　　7　　　　　　　　　　CTH　　　　　　　　外接数据限幅阀值电容器，所接电容器上的解调波形的直流平均电压值为芯片内部数据限幅比较　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　器的基准值　　



　　　　　8　　　　　　　　VDDBB　　　　　　　IC　基带部分的电源电压正端输入。VDDRF　和　VDDBB　将被一起直接连接在　IC　端　　



　　　　9　　　　　　　　　　　DO　　　　　　　　数据输出，输出与　CMOS　电平兼容的数字输出信号　　



　　　　10　　　　　　　　　SHUT　　　　　　　关闭模式控制，下拉到低电平时接收器使能，在芯片内部上拉到　VDDRF　端　　



　　　　11　　　　　　　　　　NC　　　　　　　　空脚　　



　　　　12　　　　　　　　　CAGC　　　　　　　外接自动增益控制电容　　



　　　　13　　　　　　　　　　NC　　　　　　　　空脚　　



　　　　14　　　　　　　　REFOSC　　　　　　外接晶体振荡器，　　或者采用交流耦合方式输入　0。5VP…P　时钟脉冲　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第2　章　　　　射频接收器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·97　·　



　　　　2。2。4　　　　芯片内部结构及工作原理　　



　　　　MICRF005　芯片内部结构如图　2。2。2　所示。芯片内部含有三个部分：UHF　下变换器、OOK　

解调器、基准和控制。MICRF005　必需在　CAGC　端和　CTH　端上接一外围电容元件、在　REFOSC　

端上接一定时元件（通常为晶振）才能构成一个完整的　UHF　接收器（内部结构图中未画出）。　

芯片有控制输入端，即　SHUT　引脚端。SHUT　引脚用来使能芯片接收器。这些输入都与　CMOS　

兼容，在芯片内部被上拉到高电平上。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。2。2　　　　MICRF005　芯片内部结构　　



　　　　（1）接收器操作　　

　　　　MICRF005　　是个标准的超外差接收器，窄带接收器对　RF　　干扰信号不敏感，允许数据传　

输速率达　115kb/s。典型方式是使用晶体振荡器做基准振荡器频率。MICRF005　中心频率由完　

全集成的　PLL/VCO　频率合成器控制，与晶振频率有关。　　

　　　　（2　）中频带通滤波器　　

　　　　滤波器为中频带通滤波器，当输入的中频频率在滤波器的带通范围内时，允许输入频率　

通过。否则，滤除掉输入频率。　　

　　　　（3　）基带解调滤波器　　

　　　　MICRF005　　有一个完全集成的基带解调滤波器，滤波器有一个固定的　300kHz　　带宽。此　

滤波器把接收器的原始数据传输速率限制在　115kb/s　上。　　

　　　　（4　）数据限幅电平　　

　　　　为了逻辑数据电平限幅在　CTH　端，使用外部电容和在芯片内的电阻　RSC　来完成对解调信　

号直流电压值的提取，RSC　　有效值为　118kOhm。限幅电平的时间常数会因解码类型、数据模式　

和数据传输率的不同而变化，其典型值范围为　5ms～50ms　。　　

　　　　（5　）自动增益控制　　

　　　　信号通道使用　AGC　　增加输入动态范围，外部电容　CAGC　必须与器件的　CAGC　端相连接。　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　

衰减/上升时间常数比率固定为　10　　1，此比率不能被使用者改变。但是，上升时间常数可通　



　　


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



过选择外部电容　CAGC　　的值来设置。在片上要小心配置AGC　控制电压，以使　MICRF005　的占　

空比超过　10：1，当器件设置为关闭模式时，AGC　　　　　　　　　　　　　　电容就会自动补偿以维持此电压不变。假　



设在工作时，因为泄漏而使电容上的电压下降，此时一定要给它予以补充，并且建议在占空　

比操作中使用一泄漏相对低的电容。　　

　　　　为更加改善芯片的占空比操作，在器件脱离关闭模式后，AGC　的推拉电流会立即增加，　

这弥补了当芯片在关闭模式时　AGC　　电容电压的下降，减少了恢复准确AGC　　电压的时间，并　

且扩展了最大可能获得的占空比率。推…拉电流将在固定时间内增加原来标准值的　45　倍，固　

定时间的长短依靠于基准振荡器频率f　T　，对f　T=6。00MHz　而言，此时间为　10。9ms，随f　T　　的变　

化而成反比变化。　　

　　　　（6　）基准振荡器　　

　　　　所有　MICRF005　定时调谐操作都来源于内部基准振荡器，定时调谐通过　REFOSC　引脚控　

制，有两种方法：①　　接晶体振荡器　　　；②　　用外部定时信号驱动此脚。　　

　　　　基准振荡器频率和内部本机振荡器间的乘积系数为　64　，如，f　T=f　LO=14。3359MHz　×　

64=915MHz，若系统存在精确基准信号，第二种方法可有效降低系统成本，例如，使用受晶　

振控制的微处理器的基准时钟。外部时钟输入信号应是交流耦合，其峰…峰值大约为　0。5V　。　

具体所要求的基准频率的大小和系统发射频率有关。　　

　　　　（7　）关闭功能　　

　　　　关闭功能由　SHUT　引脚的输入逻辑级控制，当VSHUT　为高电平时，器件进入低功耗待机　

模式，消耗电流低于　1uA　，此引脚在芯片内部被拉到高电压上。若要激活接收器，引脚在外　

部必须被拉到低电压上。　　

　　　　（8　）I/O　端接口电路　　

　　　　MICRF005　不同的　I/O　端的接口电路如图　2。2。3～图　2。2。　８所示，在所有输入和输出脚上　

的ESD　保护二极管都未画出来。　　

　　　　①　ANT　引脚　　

　　　　如图　2。2。3　，ANT　端在内部通过　3PF　电容交流耦合到RF　　N　通道　MOSFET　管上，此端与　

VSS　　间的阻抗在低频时很高，随频率增加而减少。在　UHF　　频率范围内，器件输入可被看做　

是把　6。3　kOhm的电阻与2PF　的电容并联接到VSSORF　上。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。2。3　　　　ANT　引脚　　



　　　　②　CTH　引脚　　

　　　　CTH　引脚接口电路如图　2。2。4　所示，此　CTH　脚由大约偏置　10uA　　的　P　通道　MOSFET　源　

极电流驱动，门　TG1　和　TG2　把　6。9pF　电容隔离开，内部控制信号PH11/PH12　在方式上相近，　

通过门的阻抗类似一个　100　kOhm的电阻。　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第2　章　　　　射频接收器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·99　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。2。4　　　　CTH　　引脚　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　③　CAGC　引脚　　

　　　　　　　图2。2。5　是　CAGC　接口电路。CAGC　控制电压被认为是流入电容　CAGC　的集成电流。上　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　

升电流标准值为　15uA　，衰减电流为　1。5uA　，这使得上升/衰减时间常数固定为　10　　1，芯片内　

RF/IF　信号增益随　CAGC　　电压的减少而消失，上升/衰减比率可通过增加　CAGC　端与　VDD　　间　

的电阻来修改。推拉电流源在关闭模式时无用，这可通过维持　CAGC　　的电压，提高占空比恢复　

时间。为了更加改善占空比恢复时间，在　SHUT　脚断开后，推拉电流增加　45　倍，其恢复时　

间约为　10ms。这使得在关闭模式时任何　CAGC　上的电压下降可迅速恢复。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。2。5　　　　CAGC　引脚　　



　　　　　　④　　DO　引脚　　

　　　　　　DO　引脚输出级如图　2。2。6　所示，输出为　10uA　推拉开关电流，能驱动　CMOS　负载，当驱　

动高电容负载时，要使用外部缓冲驱动器。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。2。6　　　　DO　引脚　　



　　


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



　　　　　⑤　　REFOSC　引脚　　

　　　　　REFOSC　引脚输入电路图如图　2。2。7　所示，内部振荡器有　15PF　的电容，此输入端用来和　

连接在此引脚与　VSS　引脚之间的标准陶瓷谐振器一起工作，当需要更精确的