电子电路大全(PDF格式)-第113部分

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　　　　VCO　是一个很灵敏的部分，RF　信号反馈到　VCO　，PLL　跟踪锁相。外接的电阻和可变电　

容二极管的布局是很重要的。外接的电容和可变电容二极管将以尽可能短的连接到　RF2919　

的连接端。分布电感和引线电感会使电感的数值减少。在设计中可以使用印制电感。为得到　

最好的效果。印制板的布局尽可能的对称。当使用的回路带宽低于　5kHz　　时，较好的滤波器　

响应将减少VCO　的相位噪声，滤波器可以使用一个　100　Ohm～200Ohm和　1uF　　电容组成。　　

　　　　在低噪声放大器　LNA　　和混频器之间接口，需要连接一个耦合电容，和一个偏置电感，　

电感的值可能被引线电感所改变。LNA　　的输出阻抗是几　kOhm，匹配到　50Ohm是困难的。如果使　

用镜像滤波器，推荐使用高阻抗滤波器。对于有高增益的　IF　放大器级的电路混频器的输入可　

以不需要好的连接匹配。事实上，在低噪声放大器LNA　和混频器之间的匹配不影响灵敏度，　

但影响系统的　IIP3　和　IF　的不稳定性。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…6　　…1　

　　　　陶瓷鉴频器的温度系数要求＋50　×10　　　　　　　　　　（℃）　。FM　　OUT　端的　DC　　电平反馈到在基准晶体　

振荡器连接的变容二极管上，用于自动频率控制回路。在　DEMOD　IN　端有一个　DC　偏置，必　

须要隔直。　　

　　　　RF2919　芯片上有一个　PLL　回路。VCO　的输出被分频器分频后，与基准振荡器频率进行　

比较。鉴相器的输出对应被调制脉冲的宽度，用一个积分脉冲序列的回路滤波器，产生VCO　

的控制电压去锁定相位。PLL　的锁定时间与回路瞬时响应时间、鉴相器输出电流设置的回转　

率、回路滤波器的电容有关。　　

　　　　一个较好的　RF2919　的PLL　的锁定时间如下：　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　t　　　=　　＋35　000CdV　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Lock　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　F　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　C　



式中，D　　是回路阻尼系数，FC　是回路截止频率，C　是回路的所有的电容，dV　　是在瞬时频率　

变化所需要的控制电压。D=2　时，回路相差　30　°～40　°，D=1　时，回路相差　50　°～60　°。需　

要锁定时间短，电容要小。　　



　　　　2。6。5　　　　应用电路设计　　



　　　　DK1000R　的典型应用电路如图2。6。3　所示，印制板图如图　2。6。4　所示。　　



　　


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



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　


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第2　章　　　　射频接收器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·135　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（a　）元器件布局图　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（b　）印制板元器件面　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（c　）印制板底板面　　



　　　尺寸：2。287〃　×2。361〃　，板厚　0。062〃，材料FR…4　。　　



　　　　　　图2。6。4　　　　DK1000R　印制板和元器件图　　



　　


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



2。7　　　　300MHz～450MHz　ASK　接收器芯片U3745BM　的　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　原理与应用电路设计　　



　　　　　2。7。1　　　　概述　　



　　　　　U3745BM　　是一个单片　PLL　接收机器件，采用　SO20　封装。它是为满足低数据率、低成　

本　RF　数据传输系统的要求而开发出来的。其数据率为　1～10　kBaud。编码方式为曼切斯特或　

双相位方式。可用于接收频率范围为　300MHz～450MHz　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（433。92MHz　　和　315MHz　）的　ASK　

数据传输。高灵敏度（尤其在低数据率时），全集成　VCO　，可实现低功耗功能。电源电压4。5V～　

5。5V　。单端RF　输出容易与λ/4　天线或　PCB　板的印制天线相适配。U3745BM　除天线适配电路　

外，只需很少外围电路，PCB　板上没有其他　RF　元件。符合美军标　MIL…STD883　的ESD　保护　

规范（4kV　HBM　），但POUT　引脚除外（2kV　HBM　）。由于采用　1MHz　中频（IF　）与前端　SAW　

滤波器相配合实现了高镜像抑制，如使用新型　SAW　器件，可达到　40　　dB　抑制。可选用两种　

不同的　IF　带宽（300kHz　和　600kHz　）。能用简单的双向数据线实现与微控制器uC　的通信，利　

用单独引脚经微控制器uC　可以实现电源管理。工作温度范围　　…40　℃～＋105　℃。适合与　PLL　RF　

发射机　U2745B　配合使用，可在遥测、保安技术和无键输入系统等领域应用。　　



　　　　　2。7。2　　　　主要性能指标　　



　　　　　U3745BM　的主要性能指标如2。7。1　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2。7。1　　　　U3745BM　的主要性能指标　　



　　　　　　　　　　　　　　　　参数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　最小　　　　　　　　　　　　　　　典型　　　　　　　　　　　　　　　　　最大　　　　　　　　　　　　　单位　　



　　工作频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　300　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　450　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　调制类型　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ASK　　



　　数据速率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　kbaud　　



　　ASK　方式灵敏度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…106　　　　　　　　　　　　　…110　　　　　　　　　　　　　　…113。5　　　　　　　　　　dBm　　



　　XTO　工作频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6。764　375　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4。90　625　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　XTO　=　6。764　MHz　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　150　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ohm　　

　　晶振串联谐振电阻　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4。906　MHz　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　220　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ohm　　



　　XTO　引脚端的静态电容　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6。5　　　　　　　　　　　　　PF　　



　　ASK　输入高电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。8　×V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　S　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高电平　　　　　　　　　　　　　　　　　0。8　×V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　S　

　　数字控制信号　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。2　×V　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　S　



　　睡眠模式电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　190　　　　　　　　　　　　　　　350　　　　　　　　　　　　　uA　　



　　工作电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　7。0　　　　　　　　　　　　　　　8。6　　　　　　　　　　　　mA　　



　　电源电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4。5　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　5。5　　　　　　　　　　　　　V　　



　　工作温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…40　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋85　　　　　　　　　　　　　℃　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第2　章　　　　射频接收器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·137　·　



2。7。3　　　　芯片封装与引脚功能　　



U3745BM　采用　SO20　封装，如图　2。7。1　所示。各引脚功能如表　2。7。2　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。7。1　　　　U3745BM　的引脚封装形式　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2。7。2　　　　U3745BM　引脚功能　　



　管　　　　　　脚　　　　　　　　　　　　　　符　　　　　　号　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　功　　　　　　　　能　　



　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　NC　　　　　　　　　　　　　空脚　　



　　　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ASK　　　　　　　　　　　　　ASK　高电平　　



　　　　3　　　　　　　　　　　　　　　　　　CDEM　　　　　　　　　　　　　低频数据滤波器　　



　　　　4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　AVCC　　　　　　　　　　　　模拟电源输入　　



　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　AGND　　　　　　　　　　　　　模拟地　　



　　　　6　　　　　　　　　　　　　　　　　　DGND　　　　　　　　　　　　　数字地　　



　　　　7　　　　　　　　　　　　　　　　　MIXVCC　　　　　　　　　　　　混频器电源　　



　　　　8　　　　　　　　　　　　　　　　　LNAGND　　　　　　　　　　　　LNA　和混频器地　　



　　　　9　　　　　　　　　　　　　　　　　　LNA…IN　　　　　　　　　　　射频输入　　



　　　10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　NC　　　　　　　　　　　　　空脚　　



　　　11　　　　　　　　　　　　　　　　　　LFVCC　　　　　　　　　　　　　VCO　电源　　



　　　12　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　LF　　　　　　　　　　　　　　回路滤波器　　



　　　13　　　　　　　　　　　　　　　　　　LFGND　　　　　　　　　　　　　VCO　地　　



　　　14　　　　　　　　　　　　　　　　　　　XTO　　　　　　　　　　　　　　晶体振荡器　　



　　　15　　　　　　　　　　　　　　　　　　　DVCC　　　　　　　　　　　　数字电源　　



　　　16　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MODE　　　　　　　　　　　　　433。92MHz/315MHz　选择。L　：4。90625MHz　　　　（USA　）；　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H　：6。76438MHz　　（Europe　）　　



　　　17　　　　　　　　　　　　　　　　　　　POUT　　　　　　　　　　　　可编程输出口　　



　　　18　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TEST　　　　　　　　　　　　测试脚，工作时接地　　



　　　19　　　　　　　　　　　　　　　　　　ENABLE　　　　　　　　　　　查询模式使能，L　：查询模式关断（睡眠模式）；　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H　：查询模式导通（激活模式）　　



　　　20　　　　　　　　　　　　　　　　　　　DATA　　　　　　　　　　　　数据输出/结构设置输入　　



2。7。4　　　　　内部结构与工作原理　　



U3745BM　的内部结构如图2。7。2　所示。　　



　　


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



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。7。2　　　　U3745BM　的内部结构　　



　　　　　U3745BM　的RF　前端是一个超外差结构，将射频输入信号变换成　1MHz　IF　信号。RF　前　

端由　　LNA　（低噪声效大器），LO　（本地振荡器）、混频器和　RF　放大器组成。LO　是由一个　PLL　

合成器产生的载波频率，供混频器使用。XTO　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（晶体振荡器）产生参考频率f　XTO　。VCO　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（压　

控振荡器）为混频器产生驱动电压频率f　LO　。f　LO　是由　LF　脚的电压决定的。f　LO　经　64　次分频后　

在鉴频鉴相器中与　f　　　　　　　　　　　　　　　　相比较，输出电流连接到一个无源环路滤波器得到控制电压　V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　送　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　XTO　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　LF　



VCO　。如果f　LO　是确定的，则f　XTO　可用下式求出：　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　XTO=f　LO/64　　

　　　　　XTO　是一个单引脚振荡器，工作在石英晶体的串联谐振频率上。晶体应经电容　CL　接地，　

如图　2。7。3　所示。这个电容的大小采用由晶体供应商提供的建议值。CL　　的值应按不同的　PCB　

板进行优化，以获得　f　XTO　　的精确值。从而也得到f　LO　精确值。在设计系统的接收带宽时，必　

须要考虑石英晶体的精确度。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2。7。3　　　　PLL　外接电路　　



　　　　　接在　LF　脚上的无源环路滤波器的设计带宽　BLOOP　为　100kHz　时，LO　的噪声特性最好，　

图2。7。3　给出了相应的环路滤波器元件值。如果要改变滤波器元件的值，一定要注意　LF　脚的　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第2　章　　　　射频接收器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·139　·　



最大容性负载是有限制的。如果容性负载超过限定值，位检测无效，原因是在位检测对进来　

的数据串开始检测前f　LO　不能建立起来，在这种情况下，自查询也同样无法工作。　　

　　　　　f　LO　　由RF　输入频率f　RF　和　IF　中频频率f　IF　决定，f　LO=f　RF　f　IF　。　　

　　　　　为确定f　LO　必须考虑　IF　滤波器的结构。通常　IF　频率是　1MHz，为达到较高精度的滤波器　

中心频率，滤波器受晶体频率f　XTO　调谐。在f　IF　和f　LO　之间有一固定的关系，这一关系由　MODE　

脚上的逻辑电平决定，可由下式表示：　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　LO　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　IF　=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MODE=0　　　　　（美国）　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　314　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　LO　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　IF　=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MODE=1　　　　　（欧洲）