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电子电路大全(PDF格式)-第92部分

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RFA2 通过调用睡眠模式的待机控制信号关断。  

   发射部分由一个调制缓冲放大器后接SAW 延迟线(谐振器)构成。SAW 滤波器抑制发 



  


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



射器和天线的谐振,在接收器使用的SAW 器件在发射模式再次使用。  

    发射器部分操作支持两种调制模式,即OOK 和ASK 模式。OOK 模式时,“1”脉冲之 

间的信号将不被传输。ASK 模式时,“1”脉冲代表发射的电平能量较高,“0 ”脉冲则代表发 

射的电平能量较低。OOK 调制与第一代ASK 技术兼容,同时能量损耗也很低。ASK 调制则 

用于高数据速率模式(数据脉冲宽度应小于 30us ),它减小了其他形式干扰的影响而且允许 

发射尖脉冲来控制调制带宽。  

    模式的选择由 CNTRL0 和 CNTRL1 模式控制端完成。当其中的一种模式被选中时,接 

收机射频放大器就会关闭。在OOK 模式时,如果TXMOD 输入电压小于220mV ,延迟线(谐 

振器)放大器TXA1 和缓冲放大器TXA2 就会停止工作,数据速率被延迟线的开关次数限制 

 (谐振器周期的理想值为 

                    12us 和6us )。在ASK 模式,TXA1 被连续偏置为接通状态,TXA2 

的输出由TXMOD 输入电流调制。当调制驱动电路得到TXMOD 的输出电流小于10uA 时, 

ASK 模式有最小输出功率。  

    发射机射频放大器的输出功率是与TXMOD 的输入电流成比例的,其中用一个串联电阻 

调节发射机输入功率的峰值,产生最大饱和输出功率需要300uA 的输入电流。  

    收发机有四种工作模式:接收模式、ASK  发射模式、OOK  发射模式、低功耗(睡眠) 

模式,模式控制是由调制和偏置控制电路提供的,由 CNTRL1 和 CNTRL0 选择控制。二者 

均为高电平时为接收模式;CNTRL1           为高电平,CNTRL0      为低电平时为 ASK      发射模式; 

CNTRL1 为低电平,CNTRL0 为高电平时为OOK 发射模式;二者均为低电平时为低功耗(休 

眠)模式。在接收和低功耗模式,驱动TXMOD 的电阻必须较小。在低功耗模式中PWIDTH 

电阻必须较小以使电流最小。CNTRL1 和CNTRL0 输入与CMOS 兼容,输入必须维持在一 

个逻辑电平,不能悬空。另外,这些端口电压应随电源电压的接通而上升。  



    3。3。5    应用电路设计  



    TR1001 的应用电路如图3。3。4 和图3。3。5 所示,其元器件参数如表3。3。2 所示。  



                                                               



                            图3。3。4    OOK 收发电路  



  


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                                 第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                                                                 ·191 · 



                                                                                                                           



                                               图3。3。5    ASK 收发电路  



                                      表3。3。2    TR001 应用电路元器件参数  



 符号                   OOK                     OOK                     ASK                    单位                      注释  



DRNOM                  2。4                    19。2                   115。2                    kb/s             



 SPMIN               416。67                   52。08                   8。68                     us             单个bit  



SPMAX                1666。68                 208。32                  34。72                     us             相同数值的4bit  



 CAGC                                                             2200                    pF              ±10%陶瓷电容  



 CPKD                                                            0。001                     uF             ±10%陶瓷电容  



 CBBO                  0。1                    0。015                  0。0027                    uF             ±10%陶瓷电容  



 RTXM                  8。2                    8。2                      8。2                    kOhm              ±5%  



 RLPF                  240                     30                      12                     kOhm              ±5%  



 RREF                  100                     100                     100                    kOhm              ±1%  



 RTH2                                                              100                    kOhm              ±1%  



 RTH1                   10                     27                      100                    kOhm              ±1%典型值  



  RPR                 1100                     330                     160                    kOhm              ±5%  



  RPW             270 到GND                270 到GND                1000 到VCC                   kOhm              ±5%  



 CDCB                   10                     10                      10                      uF             钽电容  



 CRFB1                  27                     27                      27                     pF              ±5% NPO  



 CRFB2                 100                     100                     100                    pF              ±5%NPO  



 LRFB               Fair…Rite               Fair…Rite               Fair…Rite               vendor           2506033017YO  



  LAT                   10                     10                      10                     nH             50Ohm天线  



 LESD                  100                     100                     100                    nH             50Ohm天线  



  


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



    3。3。6    DR3001 模块  



    DR3001 是利用RF Monolithics 公司的单片OOK/ASK 收发器芯片TR1001 组成的,工作 

频率为868。35。00MHz,可接收和发射数字OOK 信号,OOK 数据传输速率可达19。2kb/s,接 

收灵敏度为…100dBm。电源电压为2。7~3。5V,接收模式工作电流为1。8mA,发射模式输出功 

率为 0。75mW,工作电流为 12mA,睡眠模式电流为 5uA ,睡眠模式转换到接收模式时间为 

20us,发射模式转换到接收模式时间为20us,接收模式转换到发射模式时间为12us,工作温 

度范围为…40 ℃~+85 ℃。符合FCC  Part  15 规范。适合高稳定、小尺寸、低功耗、低价格的 

短距离无线数据通信和无线控制应用。  

    1.芯片封装及引脚功能  

    DR3001 采用模块形式封装,如图3。3。6 所示。各引脚功能介绍如下。  



                                                     



                         图3。3。6    DR3001 的引脚封装形式  



    引脚 1:AGC/VCC ,这个引脚端直接连接在收发器芯片TR1001  的AGCCAP  引脚端, 

这个引脚端控制AGC 操作。不使能AGC 操作,连接这个引脚端到电源电压VCC 。使能AGC 

操作,连接AGC 复位电容到地。  

    引脚2 :PK  DET ,这个引脚端直接连接在收发器芯片TR1001 的PKDET 引脚端,这个 

引脚端控制峰值检波器操作。一个峰值检波器电容连接在此引脚端和地之间。  

    引脚3:RX BBO ,这个引脚端直接连接在收发器芯片TR1001 的BBOUT 引脚端,BBOUT 

引脚端为基带输出。  

    引脚4 :RX  DATA ,这个引脚端直接连接在收发器芯片TR1001 的RX  DATA 引脚端, 

RX DATA 引脚端为接收芯片数据输出。  

    引脚 5 :TX  IN ,这个引脚端通过一个 4。7kOhm  地电阻连接在收发器芯片 TR1001                  的    

TXMOD 引脚端,TXMOD 引脚端为发射机调制输入。  

    引脚 6 :LPF  ADJ ,这个引脚端直接连接在收发器芯片 TR1001              的 LPFADJ  引脚端,    

LPFADJ 引脚端为接收机低通滤波器带宽调节。  

    引脚7 :VCC ,模块的电源电压,电压范围为2。7V~3。5V 。  

    引脚8:GND,电源地。  

    引脚 9  (10):CTR1  (CTR0 ),这个引脚端直接连接在收发器芯片TR3001  的CNTRL1 

和CNTRL0 引脚端,CNTRL1 和CNTRL0 引脚端为接收/发射/睡眠模式控制。  

    引脚11:RFIO ,RF 输入输出。一个50Ohm的天线匹配网络连接在此引脚端与发射器SAW 

滤波器之间。  



  


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                              第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                                                        ·193 · 



引脚12:RF GND ,RF 地。  

2 .内部结构  

DR3001 的电路结构如图3。3。7 所示,电路以TR1001 收发器芯片为核心。  



                                                                                                          

                                                   (a )电原理图  



 编        号              符        号               型        号                参        数               数        量  



     1                      IC1              TR1001 ASH 收发器                868。35MHz                     1  



     2                      C1                    Not Used                    N/A                        0  



     3                   C2,C4                  电容SMT0603                  100pF ±10%                    2  



     4                      C3                  电容SMT0603                  0。1uF ±10%                    1  



     5                      C5                 电容E1A…B0805                 4。7uF ±10%                    1  



     6                   R1,R2                    电阻0603                   270 kOhm ±5%                    2  



     7                      R3                    电阻0603                   10 kOhm ±1%                     1  



     8                      R4                    电阻0603                   100 kOhm ±1%                    1  



     9                      R5                    电阻0603                   4。7 kOhm ±5%                    1  



    10                      R6                    电阻0603                   330 kOhm ±5%                    1  



    11                      R7                    电阻0603                    0Ohm跨接片                        1  



    12                      R8                                                 N/A                       0  



    13                      L1                   电感0805CS                  10nH ±5%                      1  



    14                      L2                   电感0805CS                 100nH ±10%                     1  



    15                      L3                   电感0805CS                  铁氧体小珠                         1  



    16                     PCB                   印制电路板                        FR4                        1  



                                                  (b )元器件参数  



                                        图3。3。7    DR3001 的电路结构  



  


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



    3 .应用电路设计  

    DR3001 的应用电路如图3。3。8、图3。3。9 所示。  



                                                                                      



        图3。3。8    2。4kb/s 收发电路                                                             图3。3。9    19。2kb/s 收发电路  



   3。4    868MHz ASK/FSK 无线收发器芯片TDA 5250    

                         的原理与应用电路设计  



    3。4。1    概述  



    TDA5250 是一个低功率的单片FSK/ASK  收发器芯片,适合在 868MHz~870MHz 半双 

工低数据速率通信应用。芯片具有很高的集成度,仅需要外接几个元器件。芯片内部包含有 

功率放大器、低噪声放大器、AGC 控制电路、双平衡混频器、合成的转换器、I/Q 限幅器、 

RRSI 发生器、FSK 解调器、完全集成的VCO 和PLL 合成器、可调的晶体振荡器、数据滤波 

器、数据比较器、正负峰值检波器、数据速率检测电路和 2 

                                                       I C/3  线总线接口。提供低功耗模 

式。低电流消耗(接收模式电流 

                             9mA,发射模式电流12mA),电源电压为2。1V~5V,FSK/ASK 



             2 

调制和解调,I C/3 微控制器接口,芯片内部低通通道选择滤波器和数据滤波器可以调节带宽。 

数据限幅器自调节阈值。FSK                接收灵敏度为…109dBm,发射功率为+13dBm ,数据速率为 

64kb/s 。采用P…TSSOP…38…1 封装。可以应用在低数据速率通信系统、无键进入系统、遥控系 

统、报警系统、遥测系统、家庭自动化系统等中。  



    3。4。2    主要技术指标  



    TDA5250 的主要技术指标如表3。4。1 所示。  



                              表3。4。1    TDA5250 主要技术指标  



            参数                   最小值           典型值            最大值             单位  



  电源电压                            2。1                           5。5            V  



  工作温度                            …40                          +85             ℃  



  接收频率                            868                          870            MHz  



  发射频率                            868                          870            MHz  



  


…………………………………………………………Page 866……………………………………………………………

                           第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                                       ·195 · 



                                                                                           续表  



            参数                      最小值              典型值              最大值               单位  



            RX FSK  电源电流              9                                9。5              mA  



            RX ASK  电源电流             8。6                               9。1              mA  



            接收灵敏度                                     …109                              dBm  



            低功耗模式电流                                    5                                nA  



接收器部分       系统设置时间                    4                8                12              ms  



            时钟输出建立时间                                 0。5                                ms  



            接收器启动时间                  1。54            2。2               2。86             ms  



            数据检测建立时间                 1。82            2。6               3。38             ms  



            RSSI 稳定时间                1。82            2。6               3。38             ms  



            TX FSK 电源电流              9。4              11。9             14。6             mA  



            输出功率                      6                9                13              dBm  



            低功耗模式电流                                    5                                nA  



            时钟输出建立时间                                 0。5                                ms  



            发射器建立时间                  0。77            1。1               1。43             ms  



            32kHz 振荡器频率              24               32                40              kHz  



            XTAL 建立时间                                0。5                                ms  

发射器部分  

            负载电容                                       5                                pF  



            晶振串联电阻                                                     100               Ohm  



            XOUT 输入电感                                2。7                                uH  



            FSK 调制增益                                 2。4                              mV/kHz  



            RSSI                                      14                               mV/dB  



            IQ 滤波器带宽                 115              150              185              kHz  



            数据滤波器带宽                  5。3               7               8。7              kHz  



   3。4。3    芯片封装与引脚功能  



   TDA5250 采用P…TSSOP…38…1 封装,如图3。4。1 所示。各引脚功能如下。  

   引脚1:VCC ,模拟电源。  

   引脚2 :BUSMODE ,总线模式选择。  

   引脚3 :LF ,回路滤波器和VCO 控制电压  

   引脚4 
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