电子电路大全(PDF格式)-第138部分

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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。状态机对相关的模拟　

单元进行开关控制。输出级是一个非差分形式的功率放大器，在匹配状态下能使最大功率输　

出到200Ohm　SAW　输入端上。　　

　　　RF　前端包含放大和上变频级，其输入端是13　位BPSK　信号（为488MHZ　中频里相关器　

的输出信号），其输出是被放大到31dB　和上变频到2440MHz　　的信号。第一级放大在IF，第　

二级放大在RF　。混频器是个镜像抑制混合器，抑制率至少35dB　。　　

　　　低噪部件LNA　的输入来自天线，输出连到SAW　上。由于在天线和LNA1　间没有RF　滤　

波器，需要很宽的动态发射/接受范围，高频端块的特点是动态范围非常高。在此部件后是　

SAW　相关器，功能是作为一滤波器抑制频带外信号和抑制频带内的干扰。主要性能参数如下：　

增益为25dB，天线电阻是50Ohm（差分形式），负载（SAW　相关器）为200Ohm，输入IP1》…18dBm，　

输入IP3》…5dBm，噪声值NF35dB　。　　

　　　峰值检测器位于SAW　相关器的下一级，其功能是检测信号的包络，直接把中频IF　移到　

基带上。峰值检测器位于在ASK　接收器的第一级，由于输入可能有一非常高的输入信号范围，　

所以要求动态范围非常高。一个“快速”峰值检测器和一个“慢速”峰值检测器，两个峰值　

检测器并联使用，两者之间的区别是它们的输出带宽。“快速”峰值检测器的带宽是10MHz；　

　“慢速”峰值检测器的带宽由一外接的电容器决定，电容器连接在第13　引脚端和系统GND　

之间。　　

　　　为了保持的高动态范围，需要使用对数峰值检测器。这个可以通过使VOUT=α　*PIN　

实现，其中，PIN　　的单位是dBm　　（对数），VOUT　　的单位是伏特（线性）。噪声底线是Pmin　，　

饱和点是Pmax　，在这两点之间，峰值检测器作用如下：α为斜率，α=10（mV/dB）　；Pmax…Pmin　

是动态范围，Pmin5dBm　；斜率线性度：在动态范围内，斜率α有　a　±1dB　

的线性偏差；工作的中心频率为　488MHz　±5MHz　。外部电感是带通滤波器的一部分，定　

义峰值检测器带宽，电感与外部电容相并联，连接在芯片RFIC　　的8　脚与9　脚之间。输入　

阻抗为200Ohm。　　

　　　状态机是芯片数字电路部分，主要完成定时、控制和数字流程等功能。信号输入：（1）　

DATA　　I/O　，在发射模式下的高阻抗输入脚。（2　）Tx/Rx，H=Tx　　　　l=Rx　。（3　）ACT　，LH　　时元　

件被关掉，电流消耗最低，HL　时芯片工作。（4　）Clk　　（5　）p　out　　（从模拟比较器的输出的　

内部信号）。信号输出：（1）DATA　　I/O　，在接收模式下的低阻抗输入脚。（2　）脉冲正逻辑信　

号。（　

　　　　3　）SW　cont　（到脉冲发生器的内部信号），高电平时是脉冲发生器的电压输出到放大器。　

　（　

　　4　）Acont　　高电平时电压输出到功率放大器。（5　）Rxcont　　高电平时接收链路工作。具体状　

态控制过程如图3。10。5　所示。　　

　　　调制解调器建立在SAW　相关器的基础上，SAW　相关器是一个3　端口的无源器件。与SAW　

相关器连接的还有两个器件，一个是488MHz　　的单端口SAW　谐振器，为系统提供频率源；　

还有一个是RFIC　，RFIC　是系统的有源部件，即RF　收发器，中频频率为488MHz　，本振频率　

为1952MHz，由SAW　谐振器产生。　　

　　　接收电路输出是数字脉冲。　　



　　　3。10。5　　　　应用电路设计　　



　　　RFW302　芯片组的典型应用电路如图3。10。6　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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·257　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。10。5　　　　状态机的状态图　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。10。6　　　　RFW302　芯片组的应用电路　　



通过这3　块芯片组合而成的收发器的接口如表3。10。5　所示。　　



　　


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



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3。10。5　　　　RFW302　的接口说明　　



　　　　　　　名称　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　特　　　　　　　　征　　



　　　　Vcc　　　　　　　　　　芯片电源供给输入端，需要一个2。7～5V　的可调电源　　



　　　　GND　　　　　　　　　　地，所有接地端连接到此引脚　　



　　　　Tx/Rx　　　　　　　　模式选择输入，输入Vcc　时为发射模式，输入0V　时为接收模式　　



　　　　ACT　　　　　　　　　　输入0V　时为待机模式，输入Vcc　时启动模块。唤醒为完全工作模式的典型时间需要花10us　的时间。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　CMOS　电平　　



　　　　TxD/RxD　　　　　　在Tx　模式下这是输入脚，为正沿触发，每次TxD　从地到Vcc　，位数据将会被发射。在Rx　模式下这是　



　　　　　　　　　　　　　　　　　输出脚。CMOS　电平脚　　



　　　　　RFW302　工作时序图如图3。10。7　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。10。7　　　　RFW302　工作时序图　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第3　章　　　　射频收发器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·259　·　



　　　　虽然应用电路由3　块芯片组合而成，但具体的PCB　板却很小，尺寸为12mm×16mm。　　



　　　　　3。11　　　　915MHz　OOK　收发器模块RD0300　的原理　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　与应用电路设计　　



　　　　3。11。1　　　　概述　　



　　　　RD0300　是基于射频收发器集成电路RF2905　设计的低价格的OOK　收发器模块。可以直　

接与微控制器等电路接口。工作频率　915MHz，数据速率　128kb/s，电源电压2。7～5。0V　。符　

合　　Parts　15。231　或者15。249　规范要求。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。　　



　　　　3。11。2　　　　主要性能指标　　



　　　　RD0300　的主要性能指标如表3。11。1　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3。11。1　　　　RD0300　的主要性能指标　　



　　　　　　　　参数　　　　　　　　　　　　　　　　最小值　　　　　　　　　　　　　　　典型值　　　　　　　　　　　　　　　最大值　　　　　　　　　　　　　　单位　　



　　频率范围　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　916　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　射频输入/输出阻抗　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　50　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ohm　　



　　发射模式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　OOK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　最大输出功率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　dBm　　



　　接收灵敏度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…90　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　dBm　　



　　RSSI　DC　　输出电压　　　　　　　　　　　　1。6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3。2　　　　　　　　　　　　　　V　　



　　数据输出带宽　　　　　　　　　　　　　　　　　　　200　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　kHz　　



　　数据输出电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　－0。3V　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　cc　



　　电源电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。7　　　　　　　　　　　　　　　3。6　　　　　　　　　　　　　　　5。0　　　　　　　　　　　　　　V　　



　　电流消耗　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　mA　　



　　待机电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uA　　



　　　　3。11。3　　　　　内部结构与引脚功能　　



　　　　RD0300　的内部结构如图3。11。1　所示，各引脚功能简介如下。　　

　　　　　引脚1；　3；　7；　9；　10；　14；　15：GND，地。　　

　　　　　引脚2　：RF　IN/OUT　，天线输入接口，50Ohm。　　

　　　　　引脚4　：TX　DATA，发射数据输入。　　



　　　　　引脚5：PD　，逻辑输入，使能或者不使能PLL　部分。　　

　　　　　引脚6　：VCC1　，功率放大器等部分电源。　　



　　　　　引脚8：RX/　TX　，接收/发射模式选择。　　

　　　　　引脚11：VCC3　，IF　放大器等部分电源。　　

　　　　　引脚12：RSSI　，RSSI　输出。　　



　　


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



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。11。1　　　　RD0300　的内部结构　　



　　　　　　引脚13：RX　DATA　，接收数据输出。　　

　　　　　　引脚16：VCC2　，LNA　和混频器电源。　　

　　　　　　RD0300　是基于射频收发器集成电路RF2905　设计的低价格的OOK　收发器模块。　　

　　　　　　RF2905　是低功耗单片收发器芯片，频率范围为300MHz　　～1000　MHz，工作电压为2。7V～　

5。0V，窄带和宽带FM/FSK　，在433　MHz　时输出功率为10　mW，工作在433/868MHz　的欧洲　

ISM　频段和915MHz　的北美ISM　频段。　　

　　　　　　RF2905　的内部结构如图3。11。2　所示，各引脚功能简介如下。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。11。2　　　　RF2905　的引脚封装形式　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第3　章　　　　射频收发器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·261　·　



　　　　引脚1：RX　ENABL　，接收电路启动，在所有启动装置启动电压大于2。0V　，若小于1。0V　

时，除了PLL　装置和RE　混频器外，关闭所接收装置。　　

　　　　引脚2　：TX　ENABL，发射电路启动，启动电压大于2。0　时打开所有发射电路，启动电压　

小于1。0　时除了PLL　装置外关闭发射电路。　　

　　　　引脚3：TX　OUT，发射电路射频输出，当发射器启动时，TX　OUT　输出阻抗是低阻抗，　

当发射器停用时，输出阻抗为高阻抗。　　

　　　　引脚4　：GND2，40dB　中频放大器和TX　PA　装置的接地端。　　

　　　　引脚5：RX　　IN　，接收电路的射频输入，当接收器启动时RX　　IN　输入阻抗为低阻抗，当　

接收器停用时，RX　IN　为高阻抗。　　

　　　　引脚6　：GND1，射频接收装置的接地端。　　

　　　　引脚　7　：LNA　　OUT　，接收射频信号低噪声放大器输出，　　这个管脚为集电极开路形式，　

需要一个外部线圈提供偏移和调整LNA　输出。　　

　　　　引脚8：GND，地，同管脚4　。　　

　　　　引脚9：MIX　　IN　，射频混频器的射频输入端，在LNA　　OUT　　和MIX　　IN　之间有LC　匹配　

网络，用来连接LNA　输出到RF　混频器输入，不需要滤波器。　　

　　　　引脚10：GND5，发射器的功率放大器和接收RF　混频的接地端。　　

　　　　引脚11：MIX　OUT＋　，混频器中频输出，直接到10。7MHz　陶瓷中频滤波器的端口。　　

　　　　引脚12：MIX　OUT…，混频器中频输出。　　

　　　　引脚13：IF1　N＋　，40　分贝限制放大器的中频输入，这个输入需要一个10nF　的隔直电容。　　

　　　　引脚14：IF1　N　功能和13　脚类似，只是放大器输出端的相反外，输出端需要一个10nF　

的旁路电容直接接地。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　引脚15：IF1　　BP＋　，40　分贝限制放大器的直流反馈点，它需要一个　10nF　的旁路电容接　

地。　　

　　　　引脚16：IF1　BP…，与引脚15　相似。　　　　

　　　　引脚17：IF1　OUT　，40dB　限制放大器的输出，IF1　OUT　的输出提供一个60dB　限制放大　

器的中频输入标称值330Ohm的输出阻抗，可以与10。7MHz　的陶瓷滤波器的直接接口。　　

　　　　引脚18：IF2　IN，60dB　限制放大器的中频输入。这个输入需要一个10nF　的隔直电容，　

IF2　IN　的输入提供一个标称值330Ohm的输出阻抗和10。7MHz　的陶瓷滤波器的直接接地。　　

　　　　引脚19：GND6　　40dB　限制放大器的接地端，应使引线尽量短以求达到最佳的工作性　

能。　　　　　　　　　　

　　　　引脚20　：VREFIF　，IF　放大器的基准电流，需要一个10nF　的电容接地。　　

　　　　引脚21　：IF2　BP＋，60dB　限制放大器的直流反馈点，需要一个10nF　的旁路电容接地。　　

　　　　引脚22　：IF1　BP…，与引脚21　相似。　　

　　　　引脚23　：MUTE　，用于减弱数据输出。MUTE　　2。0V　或MUTE　　1。0V　　转向DATA　　OUT　信　

号端。这个MUTE　信号在睡眠模式中应是低逻辑电平。　　

　　　　引脚24　：RSSI　，输出一个对应于接收信号强度的直流电压，输出范围从0。5V　到2。3V　，　

并随着信号强度的增加而增加。　　

　　　　引脚25　：FM　　OUT　，FM　解调器的线性输出端。在模拟应用中，它的信号保真度是很重　

要的。当LO　为低输入时，输出倒置；当LO　为高输入时，输出不变。　　　　



　　


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



　　　引脚26　：DATA　OUT　解调器的解调数据输出。这个脚的输出电平是TLL/MOS　兼容的。　

负载电阻的大小被设计为1M　或更大。