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电子电路大全(PDF格式)-第99部分
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·66 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
压控振荡器（VCO ）的灵敏度用 Hz/V 来表示。当电容值减小的时候，增加电感的值，将会
使灵敏度增强；反之，当电容值增大的时候，减小电感器的值，将会降低灵敏度。但是在增
大或者减小元器件值的时候，必须确保中心频率恒定不变为一常数。
3 ．锁相环电路的设计
锁相环电路需要一个外接的环路滤波器来组成锁相环回路。环路滤波器把充电泵的输出
电压转换成压控振荡器（VCO ）的控制电压，充电泵的输出端经过一个4 kOhm的电阻连接到压
控振荡器，环路滤波器连接在引脚 12 （LOOP FLT ）上，这将形成由一个旁路电容和RC 串
联组成的二阶滤波器。环路滤波器的示意图如图 1。9。8 所示。
图 1。9。8 环路滤波器
传输系数为：
＋
sτ 1
2
F （s） =R o
2
＋
sτ （sτ 1）
2 1
式中，时间常数定义为：
C C
τ =R C ，τ =R o 1 2
2 2 2 1 2
C1 ＋C2
环路带宽为：
1
ω =
LBW
ττ
1 2
ω
如果相位参数和环路带宽（ LBW ）是已知的，就可以计算出时间常数：
sec（PM ） …tan（PM ） 1
τ1 = 和 τ2 = 2
ω ω τ
LBW LBW 1
计算出时间常数后，就可以决定滤波器元部件的数值。
2
τ1 K PD oK VCO 1＋（ωLBW oτ2 ）
C = o o
1 2 2
τ2 ωLBW oN 1＋（ωLBW oτ1）
τ2 τ2
1 ； =
C =C R
2 1 2
τ1 C2
例如：要实现一个 300kHz 的环路带宽，60° 的相位参数，64 分频，KVCO=33MHz/V ，
K =0。01592mA/2π rad 的压控振荡器。可计算出时间常数τ 是 142。15ns，τ 是 1。92ms，
PD 1 2
C =3。9pF ，C =50。3pF ，R =39。4kOhm。
1 2 2
要计算以上这些参数，必须知道 KVCO 和 KPD 这两个变量的值，对充电泵电流除 2π可得
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·67 ·
出KPD ，对于RF2514 ，充电泵电流为 100uA ，KVCO 随着频率的改变而变化。
4 ．控制连接
控制线路提供了一个接口连接微控制器或者其他类型的信号发生器。可以对引脚 5
（MOD IN ），引脚 14 （DIV CTRL ）和引脚2 （PD ）进行电平设置，作为控制引脚使用。13
脚（LD FLT ）的锁定检测电路输出电压可以被微控制器监测。引脚 13 （LD FLT ）被用来设
置锁定检测电路的阈值。外接的电容与芯片上阻值为 1 kOhm的电阻一起设定时间常数，时间常
数大约是基准周期的 10 倍。
5 ．PCB 设计
对于线路板的布局，必须非常谨慎，材料和厚度必须根据射频线宽来选择。对于 315MHz
的射频发射器，印制板尺寸为：1。242 英寸×1。242 英寸，板厚度 0。062 英寸 （1 英寸=2。54cm ），
材料为 FR…4 。当围绕VCO 布线时，需要使引脚间的间隔相等。这也就意味着要使用等值电
感，测试前的检测应在设计过程中完成，可以在 GTEM 单元或者测试工作点完成，为了在最
后的检测中不出现意外情况，应预先完成这些检测。这样有利于成品的开发和缩短产品开发
时间。GTEM 单元或者一个外部检测点能提供一种快速决定是否改变设计以适应产品的需求
能力，因此设计中可以使用 GTEM 测试单元。在设计完成且通过检测后，还需要在整体上做
些各自的调整，以达到布局合理美观，只有这样，产品才算最终完成。频率分别为 868MHZ
与 915MHz 的射频发射器RF2514 的印制板图分别如图 1。9。5 和图 1。9。6 所示。
表 1。9。2 所示参数是在 915MHz 电路板上获得的。测试条件：V =3。00V； R =10kOhm，
CC MOD_IN
V = V 。
MOD_IN CC
表1。9。2 915MHz 电路板测试参数
引脚编号 引脚端符号 典型 DC 电压 电源断开时到地电阻
1 GND1 0。00 0
2 PD 3。00 2。7MOhm
3 TX OUT 3。00 1。6MOhm
4 VCC1 3。00 1。6MOhm
5 MOD IN 0。90 1。1MOhm
6 VCC2 2。96 1。6MOhm
7 GND2 0。00 0
8 VREF P 0。91 1。1MOhm
9 GND3 0。00 0
10 RESNTR 2。63 1。6MOhm
11 RESNTR＋ 2。63 1。6MOhm
12 LOOPFLT 2。52* 1。9MOhm
13 LDFLT 2。77 234kOhm
14 DIV CTL 3。00 1。6MOhm
15 OSC B 2。83 1。7MOhm
16 OSC E 2。00 开路
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·68 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
1。10 315MHz 遥控无键进入系统发射器模块
DK1000T 的原理与应用电路设计
1。10。1 概述
DK1000T 是 315MHz 遥控无键进入系统的发射器模块，采用 RF2516 发射器芯片和滚动
码编码器，是工作在 315MHz FCC 15。231 的典型器件，天线印制在印制板上，LED 指示，配
套的接收器模块是 DK1000R。
RF2516 是一个带有锁相环的 AM/ASK VHF/UHF 发射芯片，工作在 100MHz～500MHz
频带，AM/ASK 调制。芯片内含有集成压控振荡器、鉴相器、预定标器、基准晶体振荡器和
锁相环回路，能够发射数字信号。RF2516 的电源电压为2。25～3。6V，该装置能够对 50Ohm的负
载提供＋10dBm 的输出功率，采用QSOP…16 封装。
1。10。2 主要技术指标
DK1000T 的主要性能指标如表 1。10。1 所示。
表1。10。1 DK1000T 的主要性能指标
规 格
参 数 单位 条 件
最小值 典型值 最大值
频率范围 315 MHz
调制 OOK
调制频率 1 kHz
附带FM 15 kHz
输出功率 70 DBuV/m 用 GTEM 测试线圈测量
开关比率 75 DB
分频器分频比 32
VCO 增益 20 MHz/Hz
PLL 相位噪声 …97 DBc/Hz 10kHz 补偿；50kHz 环带宽
谐波 35 dBc 输出调谐
基准频率 9。83 MHz 50kHz 锁相环带宽
晶振最大阻抗 35 50 Ohm
充电泵电流 100 uA
开启时间 1 2 ms 晶振起振；13。577 34 MHz
关闭时间 1 2 ms
电源电压 3 V
电流消耗 4 7 9 mA
1。10。3 模块封装与引脚功能
DK1000T 由RF2516 发射器芯片和 HCS300 滚动码编码器芯片组成，安装在 PCB 板上，
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·69 ·
尺寸为 1。372 英寸×1。1244 英寸，其中 RF2516 采用 QSOP…16 封装，如图 1。10。1 所示。
图 1。10。1 RF2516 的引脚封装形式
各个引脚功能分别介绍如下：
引脚 1：OSC B，直接连接在基准振荡器晶体管的基极，基准振荡器的结构是 Colpitts 的
改进型，一个 68pF 的电容被连接在引脚 1 与 2 之间。
引脚 2 ：OSC E，直接连接在基准振荡器晶体管的发射级，在这个引脚与地之间需连接
一个 33pF 的电容器。
引脚 3：PD ，低功耗模式控制。这个引脚控制所有的电路，当其为低电平时，所有的电
路都被关断，当其为高电平时，所有的电路均正常工作，高电平电压为 VCC 。在接口电路中
的二极管提供 3kV 的静电保护。
引脚 4 ：GND，发射输出放大器地。必须保持好的接地相连，连接线要短。在接口电路
中的二极管提供 3kV 的静电保护。
引脚 5：TX OUT，发射器输出。它是晶体管的集电极开路（OC ）方式，需要提供一个
偏压（或匹配）电感和一个匹配电容。
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