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电子电路大全(PDF格式)-第85部分

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                                   第2 章    射频接收器芯片原理与应用电路设计                                                                         ·149 · 



                                                                (b )底板面  

                                                                                                                        



                                                                                                                         



                                                         (c )元器件布局图  



(433。92MHz/300kHz/无 SAW;433。92MHz/600kHz/无 SAW;315MHz/300kHz/无 SAW;315MHz/600kHz/无 SAW)  



                             图2。7。15    U3745BM 应用电路(使用 50Ohm匹配网络)  



  


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



                                                                                                                                                   



                                                                              (b )底板面  

                                                                                                                                                   



                                                                                                                                             



         (433。92MHz/300kHz/有 SAW;433。92MHz/600kHz/有 SAW;315MHz/300kHz/有 SAW;315MHz/600kHz/有 SAW)  



                                         图2。7。16    U3745BM 应用电路(使用 SAW 印制板图)  



  


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                      第2 章    射频接收器芯片原理与应用电路设计                       ·151 · 



    设计时要注意以下事项:电源输入端口:应跨接电容(约 2。2 uF//10nF 陶瓷电容),以防 

止电压干扰及纹波;电源芯片输入端,跨接电容(约 10nF 陶瓷电容),以抑制纹波,一定要 

使每一种电源电压(Avcc ,LFVcc ,DVcc ,MIXVcc )分别单独连接到电源输入端,然后, 

用电容旁路到各自的地(AGND ,LFGND ,DGND );应力图在背面布一地平面,用过孔与 

之相连,以达到旁路目的。  

    在混合信号电路中,必须将数字电路和模拟电路分开,要将DATA 信号与RF 部分如  XTO 

和环路滤波器分隔开来,在计算时,也必须包括微控制器晶体频率的谐波分量;  

    环路滤波器,在设计版面时,将滤波器的接地部份靠近  LFGND ;  

    LNAGND 导线框和线扎对  LNA 地的电感由 C3 补偿,这个电容与这些电感一起形成串 

联谐振电路。L=25nH       的电感是馈电电感,构成直流电路,其值要求必须是足够大,以避免 

使串联谐振电路失谐。为降低成本,这个电感可以印制在 PCB 板上,这样的安排可使接收机 

灵敏度提高 1dB 到  2dB 。  

    晶体电路是得到稳定和准确频率的基本电路,负载电容 CL 与晶体连接决定实际频率, 

因为寄生电容会引起本地振荡频率偏离其标称值,造成的误差范围可达 100ppm 或更大。。  

    用 SAW 和不用 SAW 的输入匹配,在考虑灵敏度时,严格匹配 LNA 输入与 SAW 滤波 

器/天线输入会得到好的效果,可改变 L3 和电容 C17 校正设计的印制板。  

    要想使用 U3745 BM 获得最佳性能,数据编码应使用曼切斯特或双相位编码,这些编码 

信号的工作周期(DC )是0。5  (50% ),这样有利于在数据滤波器中使用一个高通滤波器,以 

消除信号的直流分量。如果用其他形式的编码,则信号定时会受到某些限制,对接收机灵敏 

度也有些影响。  

    高低时间(tH 和 tL )的最小持续时间是由数据滤波器的高端截止频率决定的。如果脉冲 

宽度低于推荐值,灵敏度会降低,另外,最小时间受限于数字电路。对降低灵敏度而言,编 

码的 t  ,t 的最小时间不可以小于表2。7。4 给出的时间。  

     L  H 



                            表2。7。4    对ASK 定时要求  



                      为得到最高灵敏度沿到沿时间(t     ,t  ) 减少灵敏度=3dB 扩展的沿到沿时间(t   ,t )  

                                         H L                          H L 

    ASK    推荐的 CDEM 

                        最小/us        最大/us          最小/us          最大/us  



 波特率范围 0      39nF       270         1000            200            1250  



 波特率范围 1      22nF       156          560             100           700  



 波特率范围 2      12nF        89          320             60            400  



 波特率范围 3      8。2nF       50          180             30            250  



      

    脉冲可持续的最大时间取决于高通滤波器,由 CDEM 电容设定的截止频率。为缩短查询 

过程的设定时间,对每个波特率都有 CDEM  限制值,使用推荐的 CDEM  电容值,则定时应 

在表 2。7。4 所示的范围之内,扩展的限制值是针对灵敏度降低 3dB 而言的值。CDEM  电容的 

允许偏差应是±5% 。如果编码信号超过最大时限,则接收机输出变得不确定,这可能是随机 

开关信号。  

    非曼切斯特/双相位编码即 PWM 编码数字信号的工作周期即脉冲宽度(高电平)和整个 

高…低周期时间的比值,在工作周期接近 50%时,能达到最高灵敏度。在下述条件下能接收到 



  


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



的不同工作周期的信号,如表2。7。5 所示。  



                                    表2。7。5    不同周期信号的工作条件  



         工作周期                    33%~66%                    25%~75%                     15%~85%  



           ASK                损失灵敏度≈2dB                  损失灵敏度≈6dB                  损失灵敏度≈10dB  



       

      可设置电路为自查询模式,以保证电路的低功耗工作。也可以利用微控制器通过 

ENABLE 引脚端直接控制查询。只要 ENABLE 保持“L ”电平,电路就始终维持在睡眠状态。 

设置 ENABLE  为“H ”电平,在睡眠时间 Tsleep 之后,信号处理电路开始工作,位检测逻辑 

开始对接收的数据串进行分析。  

     U3745BM 的编程见相关的资料。  



       

       

       



       



  


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第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计  



 3。1    300MHz~500MHz 无线收发芯片MICRF501 的 

                                原理与应用电路设计  



     3。1。1    概述  



     MICRF501 是用于ISM           (工业、科学和医药)和SRDC  (短距离设备)传输的专用发射和 

接收芯片,频率范围为300MHz~500MHz,调制方式为FSK (频移键控),数据速率达128 kBaud 



                                                                       …3 

 (千波特),RF 输出功率为 10dBm,灵敏度(19。2kb/s;  BER=10                              )是…105dBm。可以应用在 

遥测、远距离测试仪表、无线控制、无线数据中继、无线控制系统、无线调制解调器、无线安 

全系统中。  



     3。1。2    主要性能指标  



     芯片绝对最大额定值:最大供给电压(V                            )为+7V ;最大NPN 反偏基…射极电压为+2。5V ; 

                                                 DD 



储存温度范围(Ts )为…55℃~+150 ℃。  

     工作额定值:电源电压(V                  );  +2。5V~+3。4V ;环境温度  (T  );  …40 ℃~+85 ℃;封装热阻 

                                 IN                                   A 



YQFP    ( 

         θ ),多层板为46。3 ℃/W 。  

          JA 



                                        表3。1。1    主要性能指标  



                     参        数                      最小值          典型值          最大值           单位  



                    工作频率                              300          434          500          MHz  



                    低功耗模式电流                                                      2            uA  



                    输入高电平,V                           70%                                    V    

                                IH                                                             DD 



                    输入低电平,V                                                     30%          V    

                                IL                                                             DD 



                    DATAIXO ,输出高电平,V                V …0。3V                                   V  

                                          OH         DD 



  通用部分              DATAIXO ,输出低电平,V                                            0。3           V  

                                          OL 



                    锁定检测,输出高电平,V                   V  …0。25V                                  V  

                                         OH         DD 



                    锁定检测,输出低电平,V                                                0。25          V  

                                         OL 



                    时钟/数据频率                                                     10           MHz  



                    时钟/数据占空比                          25                        75            %  



                    时钟设置(上升沿)                         25                                      ns  



                    预置比例分频比                                       32/33                          



                    基准频比                                                        40           MHz  



                    PLL 锁定时间(内调制)                                   1                         ms  

  VCO 和PLL 部分  

                    PLL 锁定时间(外调制)                                   4                         ms  



                    RX  (TX 和PA 开启状态)开关时间                           2                         ms  



                    充电泵电流                             ±95                      ±620          mA  



                                                                                                     


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



                                                                                                续表  



                     参        数                      最小值          典型值           最大值           单位  



                   输出功率                                             12                        dBm  



                   传输数据速率(内调制)                                     19。2          128          kBaud  



 发射部分              传输数据速率(外调制)                                                   2。4          kBaud  



                   频偏到调制率                             1。0           1。5                           



                   发射模式电流消耗                                         50                         mA  



                   接收灵敏度                                           …105                       dBm  



                   输入1dB 压缩水平                                      …34                        dBm  



                   输入IP3                                           …24                        dBm  



                   输入阻抗                                           26…j77                       Ohm  



                   RSSI 动态范围                                        60                         dB  



                   RSSI 输出电压                          0。7                        2。1           V  

 接收部分  

                   抗邻信道干扰                              27                        45            dB  



                   模块抗干扰性                              57                        63            dB  



                   最大接收带宽                                                        175          kHz  



                   接收设置时间                                           1                          ms  



                   接收模式电流消耗                                         12                         mA  



                   XCO  电流消耗                                       300                         uA  



    注意:(1)超过绝对的最大值可能会损坏器件。  



          (2 )器件工作速率以外的功能得不到保证。  



          (3)器件对静电敏感(ESD ),推荐采取处理措施。人体模型,1。5K 级需100pF 的电容。  



          (4 )调制被加到VCO ,因此调制不能有任何直流成分,一些译码器需确保调制无直流成分。例如:曼彻斯特码或 



    3B4B 码。曼彻斯特位率是波特率的一半,3B4B 码的位率是波特率的3/4 。  



          (5)位率与波特率相同。  



          (6)在19。2kHz 波段和频偏为±25kHz        (外部调制)测量,接收数据不稳定度小于45% 。  



    3。1。3    芯片封装与引脚功能  



    MICRF501 采用44…LQFP            (BLQ )封装,如图3。1。1 所示。各引脚功能如表3。1。2 所示。  



                                                                                



                                  图3。1。1    MICRF501 引脚封装形式  



  


…………………………………………………………Page 826……………………………………………………………

                          第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                                 ·155 · 



                                     表3。1。2    引脚功能  



   引脚号        引脚名            引脚功能            引脚号         引脚名              引脚功能  



     1     IFGND        IF 地                  23      DIGGND      数字电路地  



    2      IFVDD        IF  电源                24      PA_C        减缓PA 上升/下降沿斜率的电容  



    3      ICHOUT       I 信道输出                25      PABIAS      功率放大器外偏置电阻  



    4      QCHOUT       Q 信道输出                26      RFOUT       功率放大器输出  



    5      OSCVDD       Colpitts 振荡器电源        27      RFGND       LAN 、PA 和底板地  



    6      OSCIN        Colpitts 振荡器输入        28      RFVDD       LAN 、PA  电源  



    7      OSCGND       Colpitts 振荡器和底板地      29      RFIN        低噪声射频放大器输入  



    8      GND          底板地                   30      RFGND2      LAN 第一级地  



    9      CMPOUT       充电泵输出                 31      LNA_C       外接的LAN  电容  



   10      CMPR         充电泵输入电阻               32      MIXERGND    混频器地  



   11      MOD          VCO 调制输出              33      MIXERVDD    混频器电源  



   12      XOSCIN       晶振输入                  34      MIXIOUTP    I 信道混频器正输出  



   13      XOSCOUT      晶振输出                  35      MIXIOUTN    I 信道混频器负输出  



   14      LD_C         锁定检测器外接电容             36      IFIINP      I 信道中频放大器正输入  



   15      LOCKDET      锁定检测器输出               37      IFIINN      I 信道中频放大器负输入  



   16      RSSI         接收信号强度显示输出            38      MIXQOUTP    Q 信道混频器正输出  



   17      PDEXT        省电模式输入                39      MIXQOUTN    Q 信道混频器负输出  



   18      DATAC        数据滤波器电容               40      IFQINP      Q 信道中频放大器正输入  



   19      DATAIXO      数据输入/输出               41      IFQINN      Q 信道中频放大器负输入  



   20      CLKIN        编程时钟输入                42      ICHC        I 信道放大器电容  



   21      REGIN        编程数据输入                43      QCHC    
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