电子电路大全(PDF格式)-第134章
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（b ）印制板元器件面
图 1。8。7 433 MHz 应用电路的印制板图
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·57 ·
1。9 868 MHz/915 MHz AM/ASK/OOK 发射器芯片
RF2514 的原理与应用电路设计
1。9。1 概述
RF2514 是一个集成的带有锁相环的 AM/ASK VHF/UHF 发射器芯片，工作在 100MHz～
1000MHz 频带，AM/ASK 调制。芯片内含有集成压控振荡器、鉴相器、分频器、基准晶体振
荡器和锁相环回路，能够发射数字信号。除了标准的低功耗模式外，芯片还有一个自动闭锁
功能，当 PLL 失锁时，使发射器的输出无效。RF2516 的电源电压为2。25V～3。6V，该装置能
够对 50Ohm 的负载提供 ＋1dBm 的输出功率，具有体积小（4mm ×4mm ）、价格低、性能好等
特点。适合美国和欧洲 VHF/UHF ISM 频段应用。
1。9。2 主要技术指标
RF2514 的主要性能指标如表 1。9。1 所示。
表1。9。1 RF2514 的主要性能指标
参 数 最小值 典型值 最大值 单位 条 件
频率范围 100 868/915 1000 MHz
调制方式 AM/ASK
调制频率 0。4 0。1 MHz
附带FM 15 kHz
输出功率 ＋1 dBm 50Ohm负载
开关比率 52 dB
分频器分频比 32/64
VCO 增益 40 MHz/Hz
PLL 相位噪声 …90 dBc/Hz 10kHz 补偿，100kHz 环路带宽
谐波 …25 dBc 输出调谐
基准频率 14。318 17 MHz 300kHz 锁相环带宽
晶振最大阻抗 10 50 Ohm
充电泵电流 100 uA
开启时间 1 2 ms 晶振起振；14。318MHz
关闭时间 1 2 ms
电源电压 2。5 3 3。6 V
电流消耗 6 8 mA
低功耗模式电流 0 1 uA
1。9。3 芯片封装与引脚功能
RF2514 采用 LCC…16 封装，如图 1。9。1 所示。
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·58 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
图 1。9。1 RF2514 的引脚封装形式
各个引脚功能分别介绍如下。
引脚 1：GND1，模拟电路地，包括发射缓冲器和功率放大器部分。内部连接到模架上。
为获得最佳的性能，使用短的印制板导线直接连接到接地板。
引脚 2 ：PD ，低功耗模式控制，包括所有的电路。当PD 引脚端是逻辑低电平时，所有
电路关断。当PD 引脚端是逻辑高电平时，所有电路导通工作。
引脚 3：TX OUT，发射器输出。输出端是晶体管的集电极开路（OC ）方式，需要提供
一个偏压（或匹配）的上拉电感和一个匹配电容。
引脚 4 ：VCC1 ，TX 缓冲放大器提供电源。
引脚 5：MOD IN ，AM 模拟或者数字调制输入。信号通过这个引脚的输入，可以把调幅
信号或者数字调制信号加到载波上，外接的一个电阻通过这个引脚被用来偏置输出放大器。
在这个引脚的电压不能超过 1。1V，更高的电压可能会烧坏这个芯片。
引脚 6 ：VCC2 ，压控振荡器，分频器，晶体振荡器、鉴相器和充电泵电源。一个中频旁
路电容需连接在引脚端与地之间。
引脚 7 ：GND2，数字锁相环地。
引脚 8：VREFP ，偏置电压基准端，为分频器和鉴相器提供旁路。应该选择合适的电容
器来对基准频率进行滤波。电容连接在这个引脚与地之间。
引脚 9：GND3，模拟电路地，包括发射缓冲器和功率放大器部分。内部连接到模架上。
为获得最佳的性能，使用短的印制板导线直接连接到接地板。
引脚 10：RESNTR…，这个引脚被用来为压控振荡器（VCO ）提供直流电压，同时也调
节压控振荡器的中心频率。一个电感应连接在这个引脚端与引脚端 11 之间。
引脚 11：RESNTR＋ ，见引脚 10。
引脚 12：LOOP FLT ，充电泵的输出端。引脚 12 与地之间的 RC 回路用来控制锁相环的
带宽。
引脚 13：LD FLT ，这个引脚是用来设定锁定检测电路的阀值。旁路电容器与芯片内部
的阻值为 1k 的电阻用来设定RC 时间常数，这个时间常数大约是基准频率的 10 倍。
引脚 14：DIV CTRL ，分频控制。这个引脚的电平为高电平时，选中 64 分频的分频器，
反之，当这个引脚为低电平时，选中 32 分频的分频器。
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·59 ·
引脚 15：OSC B，直接连接在基准振荡器晶体管的基极，基准振荡器的结构是 Colpitts
的改进型，一个 68pF 的电容被连接在引脚 15 与引脚 16 间。
引脚 16：OSC E，直接连接在基准振荡器晶体管的发射级，在这个引脚与地之间需连接
一个 33pF 的电容器。
引脚 1，2 ，4～9，12～14 在接口电路中的二极管提供 3kV 的静电保护。
1。9。4 内部结构与工作原理
RF2514 是一个具有锁相环的 AM/ASK 甚高频/超高频发射器，由功率放大器、集成压控
振荡器、鉴相器、分频器、锁存器和直流偏压等电路组成，原理框图如图 1。9。2 所示。
图 1。9。2 RF2514 内部结构方框图
RF2514 的锁相环包括一个基准振荡器，鉴相器，环路滤波器，VCO 及反馈通道中的一
个可编程分频器，只需要外接 1 个晶振和 2 个反馈电容。基准振荡器是一个 Colpitts 型的振
荡器，引脚 OSC B 和引脚 OSC E 与振荡器使用的晶体管连接。一个外部信号能被输入到晶
体管的基级，驱动电平峰值应在 500mV 左右，以防止过度驱动，保持相位噪声最小。
分频器以 64 或 32 为基数对 VCO 进行分频，根据引脚 DIV CTRL 所处逻辑电平的高低
来确定分频系数。引脚 DIV CTRL 为高电平用基数 64 来分频，引脚 DIV CTRL 为低电平用
基数 32 来分频，分频信号被输入到鉴相器，在鉴相器中，分频信号与基准信号频率相比较。
RF2514 内含鉴相器和充电泵。鉴相器用来比较基准振荡器的相位和VCO 的相位，由数
据相位/频率检波器和数据三态比较器组成，电路包括两个 D 触发器，D 触发器的输出和与
非门相结合来重置 D 触发器，其输出也连接到电荷泵，每个触发器的输出信号是一系列与触
发器输入频率相关的的脉冲，当触发器的两个输入端信号相同时，信号为锁频和锁相，当两
个信号不同时，将提供信号给充电泵，来给环路滤波器充放电或进入高阻状态。这种类型检
波器被锁时，检波器通过相位来纠错，未锁时通过频率来纠错。充电泵由 2 个三极管，1 个
可充电环路滤波器和其他放电环路滤波器组成，其输入是相位检波器中触发器的输出。检波
器中触发器的不同状态用于环路滤波器的充放电控制，环路滤波器的整合脉冲来自 VCO 中
充电泵产生的控制电压。
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·60 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
压控振荡器（VCO ）是一个调谐的微分放大器，集电极提供一个正反馈，并且产生360°
的相移，调谐电路在集电极，包含内部的可变电容和外接的一个电感，为了得到设定的工作
频率，设计者必须选择合适的电感，电感也为 VCO 提供直流偏压。VCO 的输出到预分频器，
在分频器中信号频率将以 32 和 64 为基数进行分频，与基准振荡频率相比较。
发射器是一个两级放大器，它包括一个驱动器和一个集电级开路的晶体管末级放大器，
当电源为 3。6V 电压时，可提供5dBm 的输出功率到 50Ohm 的负载。
锁定检测电路连接着鉴相器的输出，当 VCO 没有锁住基准振荡器的相位时，它能使
发射器失去发射能力。导致 PLL 失锁有多方面的原因，例如，任何一个 VCO 的启动都有
一个短时间的间隔，此时，VCO 开始振荡，基准振荡器也建立起完全振幅，在这段时间
里，频率可能会出现在规定频段外，典型的
