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电子电路大全(PDF格式)-第90部分

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       发射频率/MHz                         310                                               440  



       晶振频率/MHz                         9。69                                              15  



       CLKOUT 频率/MHz                    2。42                                             3。75  



       发射输出功率/dBm                       …12                                               +2  



       ASK 数据速率/kb/s                                                                      40  



       FSK 数据速率/kb/s                                                                      20  



       VCO 增益/    (MHz/V )                                       100                         



       启动时间/ms                                                   0。9                         



       电源电压/V                            2。2                                             5。5  



       低功耗模式电流/uA                                                                        0。1  



       电源电流/mA                            4                                              11。5  



1。3。3    芯片封装与引脚功能  



rfHCS362G 采用 SOIC…18 封装,rfHCS362F 采用 SSOP…20 封装,如图 1。3。1 所示。  



                                                                                    



                                图 1。3。1    rfHCS362G/362F 引脚封装形式  



rfHCS362G/362F 各引脚功能如表 1。3。3 所示。  



  


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



                                  表1。3。3    rfHCS362G/362F 各引脚功能  



                     SOIC 封装          SSOP 封装  

      符        号                                                         引  脚  功  能  

                      (362G )          (362F )  



    ANT1                10              11          差分功率放大器的输出端连接到天线,集电极开路输出  



    ANT2                9               10          差分功率放大器的输出端连接到天线,集电极开路输出  



    CLKOUT              6                7          时钟输出  



    DATA                17              19          编码数据输出或者串行编程  



    DATAFSK                             15         FSK 数据输入  



    FSKOUT                              16         FSK 晶振牵动输出  

    LED / SHIFT         2                2          电流限制的LED 驱动器  



    LF                  13              14          连接外部环路滤波器。VCO 转换输入和充电泵输出的共同点  



    PS/DATAASK          7                8          功率选择和 ASK 数据输入  



    REFNIN              5                6          发射器和 CLKOUT 使能  



    S0                  3                3          开关输入 0,内部下拉  



    S1                  4                4          开关输入 1,内部下拉  



    S2                  15              17          开关输入 2 ,内部下拉  



    S3/RFEN             16              18          开关输入 3,内部下拉,RF 使能输出  



    VDD                 1                1          编码器电源正端  



    VDDRF               8                9          发射器电源正端  



    VSS                 18              20          编码器地  



    VSSRF               11              12          发射器地  



    XTAL                14               5          连接发射器用晶振  



      1。3。4    内部结构与工作原理  



     rfHCS362G/362F  内部结构包括一个完整的发射器电路和编码器,且发射器与编码器是相 

互独立的。以下主要介绍发射器电路部分,其方框图如图 1。3。2 所示。  



                                                                                



                               图 1。3。2    rfHCS362G/362F 发射器电路方框图  



  


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                                 第1 章    射频发射器芯片原理与应用电路设计                                                 ·19 · 



      发射器是一个完整的集成 UHF  ASK/FSK                                发射电路,由石英晶体振荡器(Crystal  

Oscillator )、锁相环电路(Phase Locked Loop ,PLL )、集电极开路差动输出的功率放大器(Power  

Amplifier ,PA )和模式逻辑控制(Mode Control Logic )电路组成。外接元器件有旁路电容、 

晶振和PLL 回路滤波器等。能实现ASK 和 FSK 的操作。  

      引脚VDDRF 和 VSSRF 分别是发射器电路的电源供给端和接地端。这些电源脚与编码器 

的电源引脚VDD 和 VSS 是相互独立的。  

      发射器的晶体振荡器(本振)是一个 COLPITTS 振荡器,它提供 PLL 的基准频率,并且 

与PIC micro 微处理器的振荡器是相互独立的。XTAL 脚上接外部振荡器或AC 模拟基准信号。 

发射频率是由晶振频率确定的,公式如下:  

                                             f transmit =f XTAL ×32   



      晶振的具体参数如表 1。3。4 所示。  



                                           表1。3。4    晶振的具体参数  



     符        号         名        称        最    小    值        最    大    值         单        位         条        件  



       f XTAL           晶振频率                 9。69                15                MHz            并联谐振模式  



        C               充电电容                  10                 15                 pF                    

          L 



        C               放电电容                                      7                 pF                    

          O 



        ESR          等价于串联阻抗                                     60                  Ohm                    



        

      rfHCS362G/362F 晶体振荡器能够实现ASK 操作,其一个 ASK  电路如图 1。3。3 所示。图 

中电容 C1 调电路的频率,不同的 C1 对应的频率见表 1。3。5。  



                                表1。3。5    不同的C1 对应的频率(433 MHz )  



           C1/pF                        晶振频率/MHz                              发射频率(32×f XTAL )/ MHz  



            22                            13。551 438                                  433。646  



             39                           13。540 563                                  433。618  



            100                           13。549 844                                   433。595  



            150                           13。549 672                                  433。589 5  



            470                           13。549 548                                  433。585 6  



            1000                          13。549 344                                   433。579  



                                                                           



                                 图 1。3。3    ASK 方式外接晶体振荡器与电容器  



  


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



      rfHCS362G/362F          通过控制石英晶体振荡器的振荡频率实现 FSK                                          操作,其电路图如图 

1。3。4 所示。电容 C1 和 C2 实现 FSK 调制。当 DATAFSK=1 时,FSKOUT 为高阻抗状态,只 

有 C1 对晶振起作用,发射频率为f max ;当DATAFSK=0 时,FSKOUT 与 VSSRF 接地,电容 

C1 和 C2 并联,发射频率为f min 。  



                                                                                



                                     图 1。3。4    FSK 方式外接晶体振荡器的电路  



      选择一组理想的 C1 和 C2 值来确定中心频率和频率偏差(见表 1。3。6)。电容 C1 确定f max 

而电容 C1 和 C2 并联值确定了f min 。负载电容与频率的关系见图 1。3。5。  



                                                                                           



                                           图 1。3。5    负载电容与频率的关系  



      发射器中心频率(f C )确定如下:  



                                                 f C = (f max + f min) /2  

      发射器的频率偏差确定如下:  



                                                  f = (f max f min) /2  



                              表1。3。6    典型发射中心频率和频率偏差(FSK 模式)  



                                    C2=1 000 pF                     C2=100 pF                       C2=47 pF  

            C1/pF  

                             频率/MHz          偏差/kHz         频率/MHz           偏差/kHz        频率 MHz           偏差/kHz  



             22               433。612           34           433。619           27           433。625           21  



             33               433。604           25           433。610           19           433。614           14  



             39               433。598           20           433。604           14           433。608           10  



             47               433。596           17           433。601           11。5         433。604            8  



             68               433。593           13           433。589            9           433。600           5。5  



             100              433。587            8              —              —              —               —  



  


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                             第1 章    射频发射器芯片原理与应用电路设计                                         ·21 · 



     时钟输出(CLKOUT )信号可作为微控制器的输入或其他外围电路的稳定基准频率。石 

英晶体振荡器有一个四分频电路。在应用中需要稳定的基准频率时,把 CLKOUT  脚连接到 

GP2/T0CK1 输入上,并且使用 TIMER0 模块。CLKOUT 的电压幅值由在CLKOUT 脚上的充 

电电容决定(峰…峰值 2V ,5pF )。  

     发射器采用充电泵 PLL 。充电泵PLL  电路比典型电压相位检波器有更多的优点,即具有 

无限制的引入范围和稳定的相位零点,并且允许使用低成本和低噪声的无源环路滤波器(见 

图 1。3。6)。  



                                                                     



                                      图 1。3。6    环路滤波器电路  



     在设计环路滤波器时应主要考虑环路的带宽、相位裕度和阻尼系数。选择一个窄的环路 

带宽可以得到较低的激励电平,但锁定时间较长。同理,选择一个宽的环路带宽可得到较短 

的锁定时间,但又会产生较高的激励电平。相位裕度是衡量PLL 稳定性的标准。典型的环路 

滤波器的相位裕度应在 30 °~70 °之间。阻尼系数决定自然频率的包络线。  

     表 1。3。7给出了一个环路滤波器的元件参数(晶振频率为13。56 MHz,发射频率为433。92 MHz )。  



                                   表1。3。7    环路滤波器的元件参数  



                                                         相位裕度(没有考虑 

    C1      C2/pF     R 1/kOhm    环路带宽       自然频率/kHz                        阻尼系数       计算锁定时间/us  

                                                          阻尼延迟)/    (°)  



  0。01 pF    390       0。68      165 kHz       64               65           1。37          47  



   3 900     100        1。5      360 kHz       103              63           1。89          29  



  1 500 pF    47        2。7      610 kHz       166              55           2。10           18  



  1 000 pF    18        4。7     1。05 MHz       203              50            3。0           15  



注意:(C1、C2 和 R 1 为后面典型应用电路中的 C4 、C5 和 R3 )  



          
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