頻率為700MHz～1GHz的FSK收發(fā)器芯片MICRF500的原理
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MICRF500是用于ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)藥）和SRDC（短距離設(shè)備）的專用發(fā)射和接收芯片，其頻率范圍為700MHz～1GHz，采用FSK（頻移鍵控）調(diào)制時的數(shù)據(jù)速率達128 kbauds，RF輸出功率為10dBm，靈敏度為－104dBm，接收模式電流消耗為12mA，發(fā)射模式電流消耗為50mA，低功耗模式電流消耗 2μA?？蓮V泛應(yīng)用于遙測、無線控制、無線數(shù)據(jù)中繼、無線控制系統(tǒng)、無線調(diào)制解調(diào)器和無線安全等系統(tǒng)中。
2芯片封裝與引腳功能
MICRF500采用44－LQFP（BLQ）封裝，各引腳功能如表1所列。
3內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理
MICRF500的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。該芯片內(nèi)含接收、發(fā)射和控制接口（ControlInterface）三部分。其中接收部分由低噪聲放大器（LNA）、混頻器、RC濾波器（RCFilters）、解調(diào)器（Demod）、RSSI等電路組成。發(fā)射部分由功率放大器（PA）、預(yù)置比例分頻器（Prescaler）、A計數(shù)器（Acounter）、N計數(shù)器（Ncounter）、M計數(shù)器（Mcounter）、壓控振蕩器（VCO）、相位檢波器（Phase Detector）、充電泵（Charge Pump）、晶體振蕩器（XCO）等電路組成。
當MICRF500處在接收模式時，PLL合成器產(chǎn)生本振振蕩（LO）信號。N、M和A計數(shù)器給出的本振振蕩頻率被分別存儲在NO、MO和AO寄存器中。由于接收器是零中頻結(jié)構(gòu)，因而用低功耗的集成低通濾波器作為通道濾波器。接收裝置中的低噪聲放大器（LNA）用于驅(qū)動正交混頻器對?；祛l器輸出饋送至兩路相同的相位積分信道。每條信道包括前置放大器、三階Sallet－Key RC低通濾波器和限幅器。主要信道的濾波器必須滿足電路的選擇性和動態(tài)范圍。
Sallen－Key RC濾波器能通過編程劃分成四個不同的截止頻率：10kHz、30kHz、60kHz和200kHz。通過外圍電阻可以調(diào)整濾波器的截止頻率。解調(diào)器可解調(diào)I和Q信道的輸出并同時輸出一個數(shù)字信號。當檢測I和Q信道信號的相對相位時，如果I信道落后于Q信道，F(xiàn)SK調(diào)制頻率將位于本振振蕩頻率之上（數(shù)據(jù) “1”）。如果I信道信號超前Q信道信號，F(xiàn)SK調(diào)制頻率則位于本振振蕩頻率之下（數(shù)據(jù)“0”）。DATAIXO腳為接收器輸出。RSSI（接收信號強度指示器）電路可用來顯示收到信號的強度級別。兩端的串行接口可用于對電路進行編程。VCO諧振電路、晶體、反饋電容和VCO的FSK調(diào)制元件、回路濾波器、功放和濾波器的偏置電阻等外圍元器可用于RF輸入輸出的阻抗匹配和功率衰減。TX／RX的轉(zhuǎn)換則可通過二極管來實現(xiàn)。
4應(yīng)用電路設(shè)計
MICRF500的應(yīng)用電路如圖2所示，該電路的工作頻率為869MHz。電路中，收發(fā)器的調(diào)制信號加到VCO，VCO和外圍元件工作于869MHz。MA4ST－350－1141是MACON制造的一個專用變?nèi)荻O管，而BAR63則是西門子公司生產(chǎn)的二極管。
由于VCO是一個基本的Colpitts振蕩器，因而應(yīng)有一個外部諧振器和一個可變電感，諧振器可由電感L1和線性電容C13組成。
晶體振蕩器的晶振是RF輸出頻率的基準，因而要求具有很好的相位和頻率穩(wěn)定性。晶體振蕩器通過調(diào)節(jié)可變電容C20可改變諧振頻率。要獲得小的頻偏，晶體要預(yù)老化且要有小的溫度系數(shù)。本設(shè)計采用10MHz晶振。
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