用于433MHz ISM頻帶的低功耗超再生接收器

設(shè)計(jì)師經(jīng)常選擇超再生接收器(super-regenerative receiver) ——盡管它的頻率不穩(wěn)定，選擇性較差——用于那些以功耗為主要問(wèn)題的電池供電短距離無(wú)線應(yīng)用，例如遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、汽車(chē)警報(bào)、生物醫(yī)學(xué)監(jiān)視器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)外設(shè)（參考文獻(xiàn)1）。超再生檢測(cè)器還能通過(guò)斜率檢測(cè)來(lái)解調(diào)頻率調(diào)制信號(hào)。對(duì)檢測(cè)器做調(diào)諧，使信號(hào)處在檢測(cè)器電路的選擇性曲線的斜面上。本設(shè)計(jì)實(shí)例介紹了一種功耗低于 1 mw 的超再生接收器，它工作在無(wú)需許可證的 433 mhz ism（工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療）頻帶。

在超再生接收器最簡(jiǎn)單的形式中，它包含一個(gè)射頻振蕩器，該振蕩器被一個(gè)“猝熄信號(hào)”或頻率較低的波形定期通斷。當(dāng)猝熄信號(hào)接通振蕩器時(shí)，振蕩開(kāi)始產(chǎn)生一條指數(shù)上升的包絡(luò)線。在振蕩器的標(biāo)稱(chēng)頻率處施加一個(gè)外部信號(hào)，就會(huì)加快這些振蕩的包絡(luò)線的上升。從而被猝熄的振蕩器的振幅占空比的變化與被施加的射頻信號(hào)的振幅成比例（圖 1）。

　　包絡(luò)檢測(cè)器包含一個(gè)共源放大器，根據(jù)標(biāo)稱(chēng)偏置，該放大器工作于b類(lèi)模式。為了提高該級(jí)的增益，可施加很小的偏置電流，來(lái)使它工作在 ab 類(lèi)模式。為了減小振蕩器的lc振蕩電路的負(fù)載，c10連接到電感l(wèi)1的某個(gè)抽頭，如電感l(wèi)2所示。

　　數(shù)據(jù)恢復(fù)電路中的第一級(jí)包含緩沖器ic2a、放大器ic2b，以及一個(gè)三階低通濾波器（用于抑制包絡(luò)檢測(cè)器輸出中的猝熄頻率分量）。直流耦合的史密特觸發(fā)器電路ic3從被解調(diào)的信號(hào)中提取發(fā)送的數(shù)據(jù)。一個(gè)由c12和r16組成的低通濾波器提取解調(diào)信號(hào)的直流分量，并設(shè)定史密特觸發(fā)器的判定閾值。結(jié)果，數(shù)據(jù)發(fā)送器必須使用一種直流電平衡的編碼方案（如曼徹斯特編碼）用于調(diào)制。在接收端，不需要額外的有源元件就能提取數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的判定閾值，這有助于把接收器的功耗降至最低程度。

樣機(jī)占用一塊尺寸約為5cm x 3cm的小型電路印制板（圖4）。利用一種簡(jiǎn)單的自制prbs（偽隨機(jī)二進(jìn)制序列）發(fā)生器（它使用帶有28:1比特序列的曼徹斯特編碼，見(jiàn)參考文獻(xiàn)3），ber（誤碼率）測(cè)量產(chǎn)生了圖5 中的結(jié)果。這些結(jié)果證明：在1 kbps 時(shí)，對(duì)于10:4 ber，靈敏度低于-100 dbm。接收器在3v時(shí)消耗 270ma，即功耗為 810mw。作為對(duì)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)，它包含一條基于 maxim 公司 max1472 的發(fā)送電路，因此為 433 mhz ism 頻帶創(chuàng)建了一種簡(jiǎn)單、小型、廉價(jià)、低功耗的收發(fā)器。可以用常規(guī)的音頻輸出放大器代替史密特觸發(fā)器ic3，就能輕松地改裝接收電路，用于恢復(fù)調(diào)幅音頻或其它模擬信號(hào)。這樣就可以重新調(diào)諧射頻振蕩器來(lái)覆蓋感興趣的頻率范圍。