电子电路大全(PDF格式)-第92部分

快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！




　　19　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　双向　I/O　端口/　串口编程数据。能通过软件编程改变管脚状态来唤醒睡眠状态。这个缓冲器　

　　　　　　　　GP0　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　在串口编程模式下为施密特触发器输入　　



　　20　　　　VSS　　　　　　　　　　　　　　逻辑电路和　I/O　脚的参考地　　



　　　　　1。4。3　　　　内部结构与工作原理　　



　　　　　rfPIC12F675F/K/H　　内部结构包括一个完整的发射器电路和8　位　CMOS　微控制器电路，发　

射器与　PICmicro（R）　MCU　是相互独立的，使设计具有最大的灵活性。下面主要介绍发射器电路部　

分。发射器电路方框图如图　1。4。2　所示，从图可见　rfPIC12F675F/K/H　发射器电路内部结构与　

rfHCS362G/362F　的发射器电路内部结构相同，工作原理部分参见rfHCS362G/362F　的发射器　

电路部分。　

　　　　　　　　　　　　　

　　　　　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　），集电极开路的输出功率可变放大器　（Power　　

Amplifier　，PA　）和模式逻辑控制（mode　　control　　logic　）所组成。外接元件有旁路电容，晶振　

和　PLL　回路滤波器。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。这些电源脚与微控制　

器的电源供给脚　VDD　和　VSS　是相互独立的。　　



　　


…………………………………………………………Page　699……………………………………………………………

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



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。4。2　　　　rfPIC12F675F/K/H　发射器电路方框图　　



　　　　　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　PICmicro　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　　

　　　　　rfPIC12F675F/K/H　　晶体振荡器能够实现ASK　操作，ASK　方式外接晶体振荡器与电容器　

的电路如图　1。4。3　所示。电容器　C1　调节电路的容量，将晶振频率设置在设定的频率上。　　

　　　　　rfPIC12F675F/K/H　通过控制石英晶体振荡器的振荡频率实现　FSK　操作，电路图如图1。4。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。4。3　　　　ASK　方式外接晶体振荡器与电容器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。4。4　　　　FSK　方式外接晶体振荡器与电容器　　



　　　　　选择一组理想的　C1　和　C2　值来确定中心频率和频率偏差。电容　C1　确定f　MAX　而电容　C1　

和　C2　并联值确定了f　MIN　。　　

　　　　　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：　　



　　


…………………………………………………………Page　700……………………………………………………………

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第1　章　　　　射频发射器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·29　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f　=　（f　MAX…f　MIN　）/2　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　表1。4。2　　　　典型发射中心频率和频率偏差例（433　MHz　，FSK　模式）　　



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



　　　　　　　　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　　　　　　　　　　　　　　　　——　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——　　



　　　　　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。但　

不能把　CLKOUT　信号连接到　PICmicro　　微处理器　OSC1　　的输入，因为　PICmicro　微处理器当　

没有时钟信号时就不能工作，此时发射器的振荡器也不能工作。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　端输入上，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　（2V　，5pF　）。　　

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

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回路滤波器。　　

　　　　　在设计回路滤波器时应主要考虑回路的带宽，相位裕度和阻尼系数。选择一个窄的回路　

带宽可以得到较低的激励电平，但也会降低锁定时间。同理，选择一个宽的回路带宽可得到　

较快的锁定时间，但又会产生较高的激励电平。相位裕度它是衡量　PLL　稳定性的标准。典型　

的回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。　　

　　　　　PLL　　的输出给功率放大器（PA　）。PA　　　　　　　　　　　　　　　　　　的集电极开路的差动输出可直接驱动闭环天线　

　（　

　　ANT1　、ANT2　），也可以经过一个阻抗匹配网络改变成单端输出。引脚　ANT1　和　ANT2　　为　

集电极开路输出，它们必须通过负载上拉到　VDDRF　。PA　的差动输出应该匹配一个　1　kOhm的负　

载电阻。当匹配不合理时会导致过度的干扰和谐波辐射。发射输出电压可以通过改变　

PS/DATAASK　　脚的电压（V　　　　　　　　　　　　）调节，可调节在　　＋2dBm　　到　　…12dBm　中的六个等分值之间。　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PS　



ASK　功率选择电路如图　1。4。5　所示，FSK　的功率选择电路如图　1。4。6　所示。在　FSK　的操作中，　

PS/DATAASK　脚只能作为电压选择脚（PS　）使用。PA/DATAASK　脚的功能为开启或关断　PA　。　

分压网络上的　R1　和　R2　是确定　V　　　　　　　　　　　　　　　　（功率选择电压），以此达到选择发射器的输出功率。假如　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PS　



想得到最大发射器输出功率可以把引脚　GP0　和　PA/DARAASK　直接连接起来。表　1。4。3　列出　

了R1　和　R2　在　ASK　和　FSK　模式下的典型值。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　图　1。4。5　　　　ASK　功率选择电路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。4。6　　　　FSK　功率选择电路　　



　　


…………………………………………………………Page　701……………………………………………………………

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



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1。4。3　　　　功率选择　　



　　发射器输出功率　　　　　　　　发射器操作电流　　　　　　　　　功率选择电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ASK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　FSK　　



　　　　　　/dBm　　　　　　　　　　　　/mA　　　　　　　　　　　V　/V　　　　　　　　　　　R1/kOhm　　　　　　　　　　　R2/kOhm　　　　　　　　　　　R2/kOhm　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PS　



　　　　　　　＋2　　　　　　　　　　　　　11。5　　　　　　　　　　≥2。0　　　　　　　　　　　　2。4　　　　　　　　　　　　4700　　　　　　　　　　　　　≥75　　



　　　　　　　…1　　　　　　　　　　　　　8。6　　　　　　　　　　　　1。2　　　　　　　　　　　　6。8　　　　　　　　　　　　　4700　　　　　　　　　　　　56　　



　　　　　　　…4　　　　　　　　　　　　　7。3　　　　　　　　　　　　0。9　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　4700　　　　　　　　　　　　　47　　



　　　　　　　…7　　　　　　　　　　　　　6。2　　　　　　　　　　　　0。7　　　　　　　　　　　　15　　　　　　　　　　　　　4700　　　　　　　　　　　　　39　　



　　　　　　　…10　　　　　　　　　　　　5。3　　　　　　　　　　　　0。5　　　　　　　　　　　　2。4　　　　　　　　　　　　　4700　　　　　　　　　　　　27　　



　　　　　　　…12　　　　　　　　　　　　4。8　　　　　　　　　　　　0。3　　　　　　　　　　　　4。3　　　　　　　　　　　　　4700　　　　　　　　　　　　15　　



　　注意：1。　V　　是　PS/DATAASK　脚上的实际电压。　　

　　　　　　　　　　PS　



　　　　　　　　　　　　　　　　2。　　功率选择电路包含内部　20　　uA　　的电流源。为了确定当发射　DATAASK=0　（VSSRF　）时的输出功率为最小，请选择　R2　



　　　　　　　　　的值使在它上面的电压降小于0。1V　。　　



　　　　　为了实现　ASK　操作，PA/DATAASK　脚的功能是控制功率放大器　PA　　导通或关断。分压　

网络上的R1　和　R2　是确定　V　　　　　　　　　　　　　　，以此达到选择发射器的输出功率。假如想得到最大发射器输　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PS　



出功率可以把引脚GP0　和　PA/DARAASK　直接连接起来。　　

　　　　　在　FSK　　的操作中，PS/DATAASK　脚只能作为功率选择脚（PS　）使用。一个　20　　　uA　　的内　

部电流源输出电流流入　PS/DATAASK　脚，通过电阻　R2　产生一个电压降，作为功率控制电压　

　（　

　　　V　　）控制发射输出功率。V　　　　　　　　　　　　　　　　控制　PA　的偏置电流，高的发射功率需要较大的偏置电流。　　

　　　　PS　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　PS　



　　　　　逻辑控制模式脚　RFENIN　控制着发射器的操作。当　RFENIN=1　　时，发射器和　CLKOUT　

工作。当　RFENIN=0　　时，发射器和　CLKOUT　进入待机模式。在待机模式时发射机只需很小　

的电流消耗。REFNIN　脚在内部有一个下拉电阻。　　



　　　　　1。4。4　　　　应用电路设计　　



　　　　　一个　FSK　的应用电路如图　1。4。7　所示，工作频率　433。92　MHz　，输出功率＋2　dBm　。电路可　

根据控制输入信号来发射微控制器内的数据。　　

　　　　　印制电路板设计时应注意：需要提供一个低阻抗电源和最小噪声辐射的地线。要求使用　

双面　PCB　板，并把地线平面放在底层以减少无线电的辐射和串扰。旁路电容应尽量靠近相应　

电源引脚VDD　和　VDDRF　。用一个单独的　PCB　　通孔连接　VSS　和　VSSRF　。千万不要把　PCB　　通　

孔与复合地线相连。为减少电路中的分布电容，应避免平行线路的出现。线路应越短越好。　

防止耦合应独立其各组成部分。使用接地线使各信号隔离、屏蔽时钟输出线、隔离　CLKOUT　

信号和减少耦合。回路滤波器的组成部分尽可能地放在离　LF　　脚近的地方，并保持线路尽可　

能短。发射天线可印制在　PCB　上。　　



　　


…………………………………………………………Page　702……………………………………………………………

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第1　章　　　　射频发射器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·31　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1。4。7　　　　FSK　的应用电路　　



　　1。5　　　　315　MHz～433　MHz　FSK/FM/ASK　　发射器芯片　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　TH7107　的原理与应用电路设计　　



　　　　1。5。1　　　　概述　　



　　　　TH7107　是一个单片　FSK/FM/ASK　发射器芯片，可工作在　310　MHz～440　MHz　频段，芯　

片内集成了晶体振荡器、压控振荡器（VCO　）、相频检波器、分频器、功率放大等电路。　

FSK/FM/ASK　调制，FSK　调制通过拉动晶振进行调制，（DC～20　kb/s　），ASK　调制通过开/关　

内部的功率放大器完成，　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　FM　调制利用外接的变容二极管。电源电压为2。1～5。5V，电流为4。8～　

11。5mA，提供低功耗模式，可为微控制器提供分频的时钟输出，输出功率为…12～＋2　dBm，　

符合　EN　300　220　及类似标准。可用于无钥匙进入系统、遥控遥测系统、数据通信系统和安防　

系统等。　　



　　


…………………………………………………………Page　703……………………………………………………………

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



　　　　　1。5。2　　　　主要性能指标　　



　　　　　TH7107　主要性能指标如表　1。5。1　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1。5。1　　　　TH7107　主要性能指标　　



　　　　　　参　　　　　　　　数　　　　　　　　　　　　最　　　　小　　　　值　　　　　　　　　　　　典　　　　型　　　　值　　　　　　　　　　　最　　　　大　　　　值　　　　　　　　　　　　单　　　　　　　　位　　



　　　　　　电源电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5。5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　



　　　　　　工作温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…40　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋85　　　　　　　　　　　　　　　　　　　℃　　



　　　　　XOSC　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9。7　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　13。75　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　VCO　频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　310　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　440　　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　时钟频率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3。4　　　　　　　　　　　　　　　　　　MHz　　



　　　　　　待机电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。05　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uA　　



　　　　　　工作电流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12　　　　　　　　　　　　　　　　　　　mA　　



　　　　　输入高电平　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0。7　V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　＋0。3　　　　　　　　　　　　　　　　　　V　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　CC　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　CC　



　　　　　输入低电平