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电子电路大全(PDF格式)-第137部分
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发射的电平能量较低。OOK 调制与第一代ASH 技术兼容,同时能量损耗也很低。ASK 调制
则用于高数据传输速率模式(数据脉冲宽度应小于 30us ),它减小了其他形式干扰的影响而
且允许发射尖脉冲来控制调制带宽。
模式的选择由 CNTRL0 和 CNTRL1 模式控制端完成。当其中的一种模式被选中时,接
收机射频放大器就会关闭。在OOK 模式时,如果TXMOD 输入电压小于220mV ,延迟线(谐
振器)放大器TXA1 和缓冲放大器TXA2 就会停止工作,数据传输速率被延迟线的开关次数
限制(谐振器周期的理想值为12us 和6us )。在ASK 模式,TXA1 被连续偏置为接通状态,
TXA2 的输出由TXMOD 输入电流调制。当调制驱动电路得到TXMOD 的输出电流小于10uA
时,ASK 模式有最小输出功率。
发射机射频放大器的输出功率是与TXMOD 的输入电流成比例的,其中用一个串联电阻
调节发射机输入功率的峰值,产生最大饱和输出功率需要300uA 的输入电流。
收发机有四种工作模式:接收模式、ASK 发射模式、OOK 发射模式、低功耗(睡眠)
模式,模式控制是由调制和偏置控制电路的控制,由 CNTRL1 和 CNTRL0 选择控制。二者
均为高电平时为接收模式;CNTRL1 为高电平,CNTRL0 为低电平时为 ASK 发射模式;
CNTRL1 为低电平,CNTRL0 为高电平时为OOK 发射模式;二者均为低电平时为低功耗(休
眠)模式。在接收和低功耗模式,驱动TXMOD 的电阻必须较小。在低功耗模式中PWIDTH
电阻必须较小以使电流最小。CNTRL1 和CNTRL0 输入与CMOS 兼容,输入必须维持在一
个逻辑电平,不能悬空。另外,这些端口电压应随电源电压的接通而上升。
3。9。5 应用电路设计
DR3101 的应用电路如图3。9。4 与图3。9。5 所示。
图3。9。4 2。4kb/s 收发电路 图3。9。5 19。2kb/s 收发电路
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·252 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
3。10 2。4GHz DSSS 收发器芯片组RFW302 原理
与应用电路设计
3。10。1 概述
RFW302 是RFWaves 公司推出的一种半双工、采用直接序列扩频技术(DSSS )无线收
发器芯片组,工作在2400~2483。5MHz 工业、科学和医学(ISM )频段。该收发器芯片组包
含三块芯片,只需要外接电感和电容等无源元件。该芯片组符合美国联邦通信委员会(FCC )
(
part 15。247 )和欧洲电信标准协会(ETSI )(300 328 )的技术规范。该芯片组适用于2。4GHz
的短程无线通信应用,数据转输速率最高可达 3。2Mb/s,其功耗较低,适于电池驱动。输出
功率达0dBm (峰值),接收灵敏度为…77dBm,电源电压为2。7V~3。6V,电流消耗在3。2Mb/s
时为43mA ,在1kb/s 时为28uA ,待机电流为6uA ,室内有效距离约为20m,3 线串行接口
能与8 位微控制器协同工作。该芯片组的典型应用有无线游戏键盘、鼠标、无线手机、数字
音乐(MP3 )耳机、家庭自动化和安防产品、工业自动化应用、遥控和遥测应用等等。
3。10。2 主要技术指标
RFW302 的主要的性能指标如表3。10。1 所示。
表3。10。1 RFW302 的主要的性能指标
参 数 最小值 典型值 最大值 单位
电源电压 2。7 3。3 3。6 V
工作温度范围 0 ° 25 ° 50 ° ℃
唤醒时间 20 35 uS
在待机模式下的电流消耗 6 9 uA
在唤醒时间内的电流消耗 7。5 9 mA
上升时间 8 1 000 ns
下降时间 8 1 000 ns
引脚TXD/RXD;ACT;RX/TX 输入电容 1 pF
逻辑高电平 V …0。8V V
CC CC
逻辑低电平 GND 0。8 V
发射到接收转换时间 1。5 us
接收到发射转换时间 1。5 us
天线负载 24069i 30073i 37577i Ohm
比特率 0。01 3。2 Mb/s
峰值输出功率 …5 2 5 dBm
发射电流消耗 15 21 50 mA
接收电流消耗 30 38 48 mA
接收灵敏度 …77 dBm
镜像抑制比 30 dB
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第3 章 射频收发器芯片原理与应用电路设计 ·253 ·
3。10。3 芯片封装与引脚功能
RFW302 芯片组由RFW24 、RFW488C 、RFW488R 三块芯片构成,如图3。10。1、图3。10。2
和图3。10。3 所示。引脚功能分别如表3。10。2、表3。10。3 和表3。10。4 所示。
图3。10。1 RFW24 的引脚封装形式
表3。10。2 RFW24 芯片的引脚功能
引 脚 符 号 功 能
1 VccRF RF 部分的电源电压
2 GND 地
3 NRF 连接到天线
4 RF 连接到天线
5 GND 地
6 VccRF 功放部分的电源电压
7 ACT 启动控制,L 时为待机模式,H 时启动模式
8 LC 连接到22nH 电感
9 NLC 连接到22nH 电感
10 VccPD 峰值检测器部分的电源电压
11 SAWD 从RFW488C…A(D)到峰值检测器的输入
12 NSAWD 地
13 GND 地
14 GND 地
15 SAWIF 从/到RFW488C…A(IF) 的中频输入/输出
16 Tx/Rx 发射/接收控制,接Vcc 是Tx 模式;接GND 是Rx 模式
17 CAP 外部电容连接到此脚,最佳值为2。2nF
18 VccGD 到状态机和脉冲发生器部分的供给电压
19 DataIO (TxD/RxD ) 数据输入/输出
20 SAWG 当输入到RFW488C…A(G) 时的发射脉冲输出
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·254 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
续表
引 脚 符 号 功 能
21 GND 地
22 OSCO 连接到谐振器
23 OSCI 连接到谐振器
24 VccLO 振荡器部分的电源电压
Puddle GND 地
图3。10。2 RFW488C…A 相关器芯片的引脚封装形式
表3。10。3 RFW488C 相关器芯片的引脚功能
引 脚 符 号 功 能
1 GND 地
2 GND 地
3 GND 地
4 SAWD 输出到峰值检测器,在488MHz 时的特征阻抗为5…122j
5 NSAWD 地
6 GND 地
7 IF 从/到IF 到SAW 的输入/输出,在488MHz 时的特征阻抗为3…13j
8 GND 地
9 NSAWG 地
10 SAWG 输入到SAW 的发射脉冲,在488MHz 时的特征阻抗为3…13j
图3。10。3 RFW488R…A 谐振器芯片的引脚封装形式
表3。10。4 RFW488R 谐振器芯片的引脚功能
引 脚 符 号 功 能
1 GND 地
2 OSCI 在这个引脚与5 脚之间串联谐振
3 GND 地
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第3 章 射频收发器芯片原理与应用电路设计 ·255 ·
续表
引 脚 符 号 功 能
4 GND 地
5 OSCO 在这个引脚与5 脚之间的串联谐振
6 GND 地
3。10。4 内部结构与工作原理
芯片组RFW302 的内部结构如图3。10。4 所示。RFW24 芯片是系统的有源部分,具有定
时、放大、开关、发射和接收的功能。RFW488C 是一个在晶振的基础上实现的4 脚SAW 相
关器,芯片是一个无源的、用作直接序列扩频器件,作用是提供一个13 位的BPSK 巴克码相
关器(一个匹配滤波器)。RFW488R 是一个单端口的 SAW 谐振器,谐振频率为 488MHz ,
作为系统振荡器源。由三块芯片组成的收发器模块包含有 SAW 相关器、频率发生器、脉冲
发生器、RF 前端、低噪声块、峰值检测器和状态机等。
图3。10。4 RFW102 芯片组的内部结构框图
SAW 相关器是一个线性的无源3 端口器件,一条连续的延时线,连接在带通滤波器和反
相器之间,电流SAW 相关器是一个匹配滤波器,与一个13 位的BPSK 调制巴克码相匹配。
SAW 相关器的3 个端口和外部无源部件匹配电阻为200Ohm,工作中心频率为488MHz 。
在系统中,频率发生器电路是一个通用元件,是系统在发射和接收模式下都处于工作的
惟一部件。功能是为状态机提供基准时钟。此电路由一基于晶体振荡器的SAW…谐振器组成。
谐振器的频率乘以4 就能得到想要的上变频频率。电路的一个非常重要特点是苏醒时间很快
(从待机模式到稳定状态所需时间小于
20us )。
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·256 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
脉冲发生器产生一大约76ns IF 脉冲,此脉冲输入到SAW 相关器
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