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VHF/UHF無線發(fā)射芯片RF2516的原理與應(yīng)用

作者: 時間:2004-12-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

RF2516是RF Micro Device公司推出的一種單片AM/ASK VHF/UHF,可工作于100MHz~500MHz,并采用AM/ASK調(diào)制方式。其片內(nèi)集成了PLL、VCO和參考振蕩器。工作電壓為2.25V~3.6V,可為50Ω負載提供10dBm的輸出功率。

RF2516可在315 MHz~433 MHz 的遠程無鑰匙接入系統(tǒng)、安全系統(tǒng)及其它遠程控制設(shè)備中。由于其片內(nèi)集成了VCO、鑒相器、預定標器和參考振蕩器,因此,只要外接一個晶體諧振器就可構(gòu)成完整的鎖相環(huán)。RF2516除了具有標準的掉電模式外,還具有自動鎖相檢測功能。當PLL失鎖時,輸出無效.

1 引腳功能

RF2516采用16腳QSOP封裝形式。下面是其各引腳的功能說明:

腳1(OSCB):該腳直接和參考振蕩器三極管的基極相連。一個68pF的電容接在該腳和引腳2間;

腳2(OSCE): 該腳直接和參考振蕩器三極管的極相連。一個33pF的電容接在該腳和地之間;

腳3(PD):當該腳為低電平時,所有的電路關(guān)閉;當該腳為高電平時,電路正常工作;

腳4(GND):TX OUT放大器的接地端,應(yīng)使引線盡量短并直接連接到地,以求最佳的工作性能;

腳5(TXOUT): 發(fā)射輸出端,該腳是集電極開路輸出端,需要接一個饋電電感與匹配電容,構(gòu)成集電極諧振匹配電路?同時給放大器的集電極饋電;

腳6(GND1):TX輸出緩沖放大器接地端;

腳7(VCC1):該腳給緩沖放大器提供偏置;

腳8(MOD IN):AM、數(shù)字調(diào)制信號通過該腳加給載波。一個外部電阻通過該腳給輸出放大器提供偏置,其電壓不能超過1.1V,過高的電壓可能損壞器件;

腳9(VCC2): 該腳用來給VCO、晶體振蕩器、鑒相器提供直流偏置。中頻旁路電容應(yīng)直接接在該腳和地之間;

腳10(GND2):數(shù)字PLL接地端;

腳11(VREF P):旁路偏置參考電壓引腳,旁路電容應(yīng)選擇合適的大小以給參考晶體振蕩器濾波,旁路電容直接和該腳相連;

腳12(RESNTR-):該腳用來給VCO提供直流控制電壓,并調(diào)節(jié)VCO的中心頻率;

腳13(RESNTR +):和引腳12相同;

腳14( LOOP FLT): 泵電路輸出端,從該腳到地的RC網(wǎng)絡(luò)用來設(shè)置PLL帶寬;

腳15(LD FLT):該腳用來設(shè)置鎖定檢測電路的門限,旁路電容用來和片內(nèi)1kΩ電阻設(shè)置RC時間常數(shù)。這個信號用來控制MOD IN電路。時間常數(shù)應(yīng)是參考周期的10倍;

腳16(DIV CTRL):預置分頻器控制端,高電平選擇64分頻,低電平選擇32分頻。

2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

RF2516的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。RF2516中的參考振蕩器是COLPITTS(考畢茲)型振蕩器(電容反饋式三點振蕩電路)。引腳1(OSC B)和引腳2(OSC E)通常與振蕩三極管相連。兩個電容的大小分別為68pF和33pF。COLPITTS型振蕩器具有高可靠性、相位噪聲合適等特性。

預定標器的作用是通過設(shè)置DIV CTRL引腳上的邏輯電平將VCO的輸出頻率64分頻或32分頻。高電平選擇64分頻,低電平選擇32分頻。分頻后的信號將反饋到鑒相器內(nèi)與參考頻率進行比較。

RF2516片內(nèi)集成有鑒相器和電荷泵。鑒相器可將參考振蕩器和VCO的相位進行比較。它的輸出一般與電荷泵相連。鑒相器是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)型數(shù)字鑒相器,也稱為數(shù)字鑒相/鑒頻器或數(shù)字三態(tài)比較器。其電路主要由兩個D觸發(fā)器組成,它們的輸出加到與非門。與非門的輸出與觸發(fā)器的復位端相連。 觸發(fā)器的輸出還和電荷泵相連。每個觸發(fā)器的輸出是一脈沖信號,它的頻率與觸發(fā)器的輸入信號頻率有關(guān)。當兩個觸發(fā)器的輸入相同時,其輸出被鎖頻鎖相。而當輸入不同時,觸發(fā)器將提供信號給電荷泵,并由電荷泵對環(huán)路濾波器充電、放電或進入高阻狀態(tài),這也是三態(tài)數(shù)字比較器的來歷。這種鑒相器的主要優(yōu)點是能夠糾正相位和頻率誤差。當已鎖相時,鑒相器可用相位誤差來糾正;當失鎖時,鑒相器用頻率誤差來糾正。這種鑒相器可以在任何條件下進入鎖相狀態(tài)。

器件中的電荷泵由兩個三極管組成,一個給環(huán)路濾波器充電,另一個給環(huán)路濾波器放電。它的輸入是鑒相器的觸發(fā)器輸出信號。因為有兩個D觸發(fā)器,所以有四種狀態(tài)。環(huán)路濾波器可對來自電荷泵的脈沖進行積分,以得到VCO的控制電壓。

VCO的輸出通過緩沖放大器加到預定標器電路,可選擇進行64分頻或32分頻位與參考振蕩器頻率進行比較。

發(fā)射放大器由驅(qū)動極和集電極開路的兩級放大電路組成??稍冢常叮蛛妷鹤饔孟陆o50Ω負載提供+10dBm的輸出功率。

鎖相檢測電路和鑒相器的輸出相連,可在VCO和參考振蕩器沒有鎖定時,控制鎖相檢測電路使發(fā)射電路不工作。

3 電路

圖2所示是RF2516工作于315MHz的射頻發(fā)射電路。該電路工作時,音頻信號控制變?nèi)荻O管D1的電容,該電容是晶體諧振回路的一個電容,可用于音頻信號對載波的直接調(diào)頻。圖2電路中,RF2516的引腳5接有50Ω的微帶傳輸線,它只有阻性,而無感性。電容C3和電感L1構(gòu)成的倒L型諧振匹配回路可諧振于315MHz,并與輻射阻抗匹配。電阻R3和電容C4是電源的饋電回路。電阻R5和電容C7組成的RC網(wǎng)絡(luò)用來設(shè)置PLL的帶寬。



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