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电子电路大全(PDF格式)-第93部分
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输入低电平 …0。3 0。3 V V
CC
FSK 频偏 ±5 ±30 ±100 kHz
FSK 数据速率 20 kb/s
FM 频偏 ±6 kHz
ASK 数据速率 40 kb/s
VCO 增益 200 MHz/V
启动时间 1。2 ms
1。5。3 芯片封装及引脚功能
TH7107 采用 FC (QSOP16 )封装,如图 1。5。1 所示。各引脚功能分别介绍如下。
图 1。5。1 TH7107 的引脚封装形式
引脚 1:LF1 ,充电泵输出,连接到回路滤波器。
引脚 2 :SUB,地。
引脚 3 :DATA ,FSK 数据输入。
引脚 4 :RO2 ,晶体振荡器电路FSK 引入端。
引脚 5:RO1 ,晶体振荡器电路连接到晶体振荡器。
引脚 6 :ENTX ,模式控制输入。
引脚 7 :ENCK ,模式控制输入。
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·33 ·
引脚 8:CKOUT,时钟输出。
引脚 9 :PS ,电源选择和ASK 输入。
引脚 10:VCC ,电源。
引脚 11:VEE ,地。
引脚 12:OUT2,差分功率放大器输出,集电极开路。
引脚 13:OUT1,差分功率放大器输出,集电极开路。
引脚 14:VEE ,地。
引脚 15:VCC ,电源。
引脚 16:LF2 ,压控振荡器调谐输入,连接到回路滤波器。
1。5。4 内部结构与工作原理
TH7108 内部结构框图如图 1。5。2 所示。芯片内包含发射功率放大器(PA )、晶体振荡
器(XOSC )、压控振荡器(VCO )、相频检波器(PFD )、分频器(÷32 )、充电泵(CP )、
电源电路(PS )、FSK 开关(SW )等电路。锁相环(PLL )合成器由压控振荡器(VCO )、
分频器、相频检波器、充电泵和回路滤波器(LF )组成,在LF 端外接的回路滤波器决定
PLL 的动态性能。VCO 的振荡器信号被馈送到分频器和功率放大器,分频器的分频比是
32 。晶体振荡器(XOSC )作为 PLL 合成器的基准振荡器。射频发射功率 Po 从…12~+2 dBm
分 6 档,可以通过改变电阻 R 或者改变在 PS 引脚端的电压 V 调节。集电极开路的差动
ps ps
输出(OUT1 ,OUT2 )能被用来直接驱动环形天线或者通过平衡和不平衡变换器转换为
单端输出。发射器的载波频率f c 是由晶体振荡器的基准频率f ref 决定的,集成的 PLL 合成
器利用f ref = f c/N (N=32 ,分频器系数) ,保证在 310 MHz~440 MHz 的频率范围内的每一
个射频频点能够实现。
图 1。5。2 TH7107 的内部结构框图
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·34 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
晶体振荡器作为PLL 的基准振荡器。FSK 调制通过拉动晶振的频率完成。FSK 调制时,
数据流加到 DATA 端,在数据= “LOW ”(低电平)时,外接的电容器CX2 被芯片内开关连
接到与 CX1 并联,晶体振荡器的频率被设置到振荡频率的低端f min ;在数据= “HIGH ”(高
电平)时,外接的电容器 CX2 被芯片内开关断开与 CX1 的并联,晶体振荡器的频率被设置
到振荡频率的高端f max ,实现 FSK 调制。两个外接的电容器 CX1 和 CX2 允许独立的调节 FSK
的频偏和中心频率。FM 调制需要一个外接的变容二极管,作为一个电容被串接到晶体振荡
器回路中,模拟信号通过一个串联电阻直接调制晶体振荡器。ASK 调制时,数据信号直接加
PS 端,利用数据信号控制功率放大器(PA )“导通”和“关断”,完成ASK 调制。
功率放大器(PA )的输出功率可以通过改变PS 端的外接电阻 RPS 的数值或改变在PS 端
的电压 V 完成。集电极开路的差分输出(OUT1;OUT2 )能直接驱动一个环形天线,或者通
PS
过一个平衡到不平衡的变换器转换为单端输出。
TH7108 模式控制逻辑如表 1。5。2 所示,模式控制允许芯片工作在四个不同的模式。模式
控制端 ENCK 和 ENTX 在芯片内部被下拉,以保证模式控制端 ENCK 和 ENTX 在浮置时,
电路被关断。
时钟输出端(CKOUT )的输出时钟信号可用来驱动微控制器,其频率是基准振荡频率的 1/8。
表1。5。2 TH7107 控制模式
ENCK ENTX 模式 电路状态
0 0 低功耗模式 待机状态
0 1 仅有发射 仅有发射功能,时钟不可用
1 0 仅有时钟 发射在待机状态,仅有时钟可用
1 1 所有电路导通 发射和时钟可用,工作状态
1。5。5 应用电路设计
TH7107 使用 PCB 天线的应用电路如图 1。5。3 所示,其印制板元器件布局见图 1。5。4 所示,元
器件参数值如表 1。5。3 所示。使用 50 Ohm天线的应用电路如图 1。5。5 所示,元器件参数如表 1。5。4 所示。
表1。5。3 应用电路元器件参数表
符 号 尺 寸 315 MHz 数值 433。6 MHz 数值 误 差
CF1 0805 12 nF 10 nF ±10%
CF2 0805 15 pF 12 pF ±10%
CX1_FSK 0603 39 pF 39 pF ±5%
CX1_ASK 0603 68 pF 68 pF ±5%
CX2 0603 1 nF 1 nF ±10%
CX3 0603 1 nF 1 nF ±2%
C1 1206 3。9 pF 3。9 pF ±2%
C2 0805 3。9 pF 2。2 pF ±10%
C3 0603 330 pF 330 pF ±10%
C4 0603 330 pF 330 pF ±20%
C5 1206 220 pF 220 nF ±10%
L1 0603 220 pF 220 nH ±10%
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·35 ·
续表
符 号 尺 寸 315 MHz 数值 433。6 MHz 数值 误 差
L2 0603 2。0 kOhm 2。0 kOhm ±10%
RF1 0805 4。3 kOhm 4。3 kOhm ±10%
RF2 0805 56 kOhm 56 kOhm ±10%
RPS 0805 470 kOhm 470 kOhm ±10%
R1 0805 30 kOhm 30 kOhm ±10%
R2 0805 0 Ohm 0 Ohm ±10%
R3 0805 4。7 kOhm 4。7 kOhm ±10%
RX 0603 BB535 ±10%
V1 SOD323 9。8438 MHz 13。5500 MHz
…6
XTAL HC49/C 44 mm 44 mm ±30×10 校准
…6
±30×10 温度
PCB 天线 长边长度 20 mm 12 mm
PCB 天线 短边长度 2 mm 2 mm
PCB 天线 线宽
图 1。5。3 TH7107 使用 PCB 天线的应用电路图
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·36 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
印制板尺寸48mm ×48mm
图 1。5。4 印制板元器件布局图
图 1。5。5 TH7107 采用 50 Ohm天线应用电路图
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·37 ·
表1。5。4 应用电路元器件参数表
符号 尺寸 数值 误差
CF1 0603 10 nF ±10%
CF2 0603 12 nF ±10%
CX1_FSK 0603 39 pF ±5%
CX1_ASK 0603 68 pF ±5%
CX2 0603 1 nF
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