电子电路大全(PDF格式)-第120部分

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　000010000　1111　0001101010　0001101010　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　011110000000001　100000001　　



　　　　3。2　　　　300MHz～930MHz　FSK/FM/ASK　收发器芯片　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TH7120　的原理与应用电路设计　　



　　　　　　3。2。1　　　　概述　　



　　　TH7120　是一个单片集成的FSK/　FM　/ASK　收发器芯片，可工作在固定的频率收发器模式，　

也可以编程工作在多通道收发器模式，PLL　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　锁定的　RF　　VCO　　　　　　　　　　　　采用内部可变电容二极管，　

FSK/ASK　调制，FSK/FM　调制适合数字数据和模拟信号应用，LNA　增益可以转换以适用　

于大的动态范围，在　PLL　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　锁定后功率放大器自动导通，工作频率范围为　300MHz　　～　

930MHz　，电源电压为　2。2V～5。5V，工作电流为　12mA，待机电流为　50nA，工作温度为　

…40°C～＋85°C　，接收灵敏度为…105　dBm，数据传输速率（FSK　和ASK　）为40　kb/s　，可调　

整的发射功率为–15　dBm～＋6　dBm，采用LQFP32　封装。适用于ISM　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（工业、科学和医学）　

频率范围内的各种应用，如无钥匙进入系统、安防系统、遥控遥测系统、数据通信系统等。　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第3　章　　　　射频收发器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·169　·　



　　　3。2。2　　　　主要技术指标　　



　　　TH7120　的主要技术指标如表3。2。1　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3。2。1　　　　TH7120　主要技术指标　　



　　　　　　　　　　　　　参数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　最小值　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　典型值　　　　　　　　　　　　　　　　　最大值　　　　　　　　　　　　　　　　　　单位　　



电源电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5。5　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　



输入低电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。3　V　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　cc　



输入高电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。7　V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　cc　



发射和接收频率范围　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　300　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　930　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



VCO　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　300　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　930　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



中频IF　范围　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　22　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



频偏　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　±2。5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　±80　　　　　　　　　　　　　　　　　　kHz　　



FSK/ASK　数据速率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　40　　　　　　　　　　　　　　　　　kb/s　　



FM　带宽　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　　　　　kHz　　



VCO　增益　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　14　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　55　　　　　　　　　　　　　　　　MHz/V　　



待机电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　50　　　　　　　　　　　　　　　　　　100　　　　　　　　　　　　　　　　　nA　　



工作电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　27。6　　　　　　　　　　　　　　　　　mA　　



ASK　接收灵敏度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…96　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　105　　　　　　　　　　　　　　　　dBm　　



FSK　接收灵敏度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…87　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　103　　　　　　　　　　　　　　　　dBm　　



ASK　启动时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　ms　　



FSK　启动时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。5　　　　　　　　　　　　　　　　　　3　　　　　　　　　　　　　　　　　　ms　　



输出功率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…14　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　8　　　　　　　　　　　　　　　　　dBm　　



FSK　频偏　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　±5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　±25　　　　　　　　　　　　　　　　　±80　　　　　　　　　　　　　　　　　　kHz　　



FM　频偏　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　±6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　kHz　　



从待机模式到发射模式启动时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　ms　　



　　　3。2。3　　　　芯片封装与引脚功能　　



　　　TH7120　采用LQFP32　封装，如图3。2。1　所示。各引脚功能如下所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。2。1　　　　TH7120　引脚封装形式　　



　　


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



　　　引脚1：IN…IFA，IF　放大器输入。　　

　　　引脚2　：VCC　，电源正端。　　

　　　引脚3　：IN…DEM　，IF　放大器输出和解调器输入，外接陶瓷滤波器。　　

　　　引脚4　：INT2　，OA2　输出　　

　　　引脚5：INT1　，OA1　和OA2　反向输入　　

　　　引脚6　：OUT…DEM，解调输出和OA1　同相输出　　

　　　引脚7　：RSSI　，RSSI　输出。　　

　　　引脚8：OUT…DTA，OA1　输出　　

　　　引脚9　：VEE…RO　，RO　地。　　

　　　引脚10：RO　，RO　输入。　　

　　　引脚11：FSK…SW　，FSK　拉动端，开关到地或者开路。　　

　　　引脚12：IN…DTA，ASK/FSK　调制数据输入。　　

　　　引脚13：ASK/FSK　，ASK/FSK　调制选择输入。　　

　　　引脚14：VCC…DIG　，电源正端，串行通道和控制逻辑部分电源。　　

　　　引脚15：RE/SCLK　，接收器使能输入/移位寄存器时钟输入。　　

　　　引脚16：TE/SDTA，发射使能输入/　串行数据输入。　　

　　　引脚17：FS0/SDEN　，频率选择输入/　串行数据使能输入。　　

　　　引脚18：VEE…DIG　，串行通道和控制逻辑部分地。　　

　　　引脚19：FS1/LD　，频率选择输入/锁定检波器输出。　　

　　　引脚21　：LF　，充电泵输出，连接外部的回路滤波器。　　

　　　引脚23　：TNK…LO，VCO　集电极开路输出，连接到外部的LC　谐振回路。　　

　　　引脚24　：PS…PA　，功率设置输入。　　

　　　引脚25　：OUT…PA，功率放大器输出，集电极开路。　　

　　　引脚26　：IN…LNA；LNA　输入，单端大约50Ohm。　　

　　　引脚27　：VEE…LNA　，LNA　和PA　地　　

　　　引脚28　：OUT…LNA，LNA　输出，集电极开路，外接LC　谐振回路。　　

　　　引脚29　：GAIN…LNA，LNA　增益控制，低增益连接到Vcc　，高增益连接到地。　　

　　　引脚30　：IN…MIX，混频器输入，单端大约为200Ohm。　　

　　　引脚31　：VEE…IF　，IFA、解调器、OA1　和OA2　地。　　

　　　引脚32　：OUT…MIX，混频器输出，单端大约为330Ohm。　　



　　　3。2。4　　　　　内部结构与工作原理　　



　　　TH7120　的内部结构如图　3。2。2　　　　所示。芯片内包含低噪声放大器（LNA　）、两级混频器　

　（　

　　MIX1；MAX2　）、锁相环合成器（PLL　Synthesizer　）、基准晶体振荡器（RO　）、充电泵（CP　）、　

中频放大器（IFA　）、相频检波器（PFD　）、功率放大器（PA　）、控制逻辑电路、串行接口（SIC）　

等电路。　　



　　


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第3　章　　　　射频收发器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·171　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　


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



　　　　　固定频率工作模式：在电源加上以后，收发器设置在固定频率工作模式。在这个模式，　

为得到希望的工作频率，引脚端FS0/SDEN　　和FS1/LD　必须连接到VEE　或者　　VCC　。在电源　

加上以后，在引脚端FS0/SDEN　　和FS1/LD　逻辑电平不能改变，以保证工作在这个模式。在　

固定频率工作模式控制字位的默认设置如表3。2。2　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3。2。2　　　　频率选择　　



　　　　　　　　　通　　道　　频　　率　　　　　　　　　　　　433。92　MHz　　　　　　　　868。30　MHz　　　　　　　　315。00　MHz　　　　　　　　　915。00　MHz　　



　　FS0/SDEN　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　　



　　FS1/LD　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　



　　基准振荡器频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　7。1505　MHz　　



　　在RX　模式R　计数器比率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　　　　　　　　　　18　　　　　　　　　　　　　　　　　　30　　



　　在RX　模式PFD　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　446。91　kHz　　　　　　　446。91　kHz　　　　　　　　397。25　kHz　　　　　　　　　238。35　kHz　　



　　在RX　模式N/A　计数器比率　　　　　　　　　　　　　　　　　　947　　　　　　　　　　　　　　1919　　　　　　　　　　　　　　766　　　　　　　　　　　　　　　　3794　　



　　在RX　模式VCO　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　423。22　MHz　　　　　　　　857。60　MHz　　　　　　　　304。30　MHz　　　　　　　　　904。30　MHz　　



　　接收频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　433。92　MHz　　　　　　　　868。30　MHz　　　　　　　　315。00　MHz　　　　　　　　　915。00　MHz　　



　　在TX　模式R　计数器比率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　　　　　　　　　　18　　　　　　　　　　　　　　　　　　30　　



　　在TX　模式PFD　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　446。91　kHz　　　　　　　446。91　kHz　　　　　　　　397。25　kHz　　　　　　　　　238。35　kHz　　



　　在TX　模式N/A　计数器比率　　　　　　　　　　　　　　　　　　971　　　　　　　　　　　　　　1943　　　　　　　　　　　　　　793　　　　　　　　　　　　　　　　3839　　



　　在TX　模式VCO　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　433。92　MHz　　　　　　　　868。30　MHz　　　　　　　　315。00　MHz　　　　　　　　　915。00　MHz　　



　　发射频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　433。92　MHz　　　　　　　　868。30　MHz　　　　　　　　315。00　MHz　　　　　　　　　915。00　MHz　　



　　在RX　模式IF　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10。7　MHz　　



　　　　　　　　　

　　　　　在固定频率工作模式，能够通过控制引脚端RE/SCLK　和TE/SDTA　的状态设置收发器工　

作在待机模式、发射模式、接收模式和空闲模式（仅PLL　合成器工作），如表3。2。3　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3。2。3　　　　工作模式控制　　



　　　　　工　　作　　模　　式　　　　　　　　　待　　机　　模　　式　　　　　　　　　　　接　　收　　模　　式　　　　　　　　　　　发　　射　　模　　式　　　　　　　　　　空　　闲　　模　　式　　



　　　　　　RE/SCLK　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　



　　　　　　TE/SDTA　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　　



　　　　　　　

　　　　　在固定频率工作模式，通过引脚端ASK/FSK　的状态选择调制类型，ASK/FSK=0　，为ASK　

调制，ASK/FSK=1　，为FSK　调制。　　

　　　　　可编程多通道工作模式：在多通道模式收发器通过3　线（SCLK；　　SDTA；　　SDEN）串行接　

口（SIC）编程。在每个SCLK　信号的上升沿，将SDTA　引脚端的逻辑数值被写入24　位的移　

位寄存器。在SDEN　的上升沿，把移位寄存器中的储存的数据装入4　个锁存器中所对应的一　

个锁存器中。控制字的长度是24　位，2　个地址位，22　个数据位。最初的两位是锁存器地址位　

　（　

　　bit23　、bit22　）。最初引入的是最高有效位（MSB　）。为编程收发器在多通道工作，4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　个　24　

位的控制字需要设置：A　字、B　字、C　字、D　字。串行数据输入时序和控制字结构如图3。2。4　

和表3。2。4　所示。在电源加上后默认的各寄存器设置值如表3。2。5　所示。　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第3　章　　　　射频收发器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·173　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3。2。4　　　　串行接口控制字　　

　　　　　　　　A　字：　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　B　字：　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　C　字：　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　D　字：