电子电路大全(PDF格式)-第162章
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射频频率f RF 为434MHz ，比较频率f C 为140kHz，回路带宽BW 为1。03kHz，VCO 增益
Ko 为28MHz/V ，相位比较器增益Kd 为125uA/rad ，相位极限j 为62°。回路滤波器电路如图
3。1。7 所示。
图3。1。7 二阶回路滤波器
图3。1。7 回路滤波器在数据传输速率超过 19200 波特（包括曼彻斯特码）时使用，PLL
锁定时间约为4ms 。
希望较快的PLL 锁定时间，充电泵可以制作成每单位相位差释放 500uA 的电流，芯片
上NMOS 管漏极开路（引脚端10）接到两阻尼电阻（R10 ，R9 ）到地，如图3。1。8 所示，一
旦锁定在正确的频率上，PLL 自动返回到标准低噪声操作（充电泵电流：125uA/rad）。如果
校准设置在控制字中反映出来（cpmp1=1，cpmp0=0 ），快速锁定特征是有效的，通过在回路
中的参数来减少PLL 锁定时间。
如果FSK 调制加到VCO ，元件C17、C18、C19、R11 、R12 和R13 （见应用电路图）是
必须的。当是一个电流输出时，数据在DATAIXO 脚输入，然后反馈到MOD 脚（11 脚）。当
逻辑“1”输入在DATAIXO 引脚端和逻辑“0 ”进入漏极时，该引脚端为一个50uA 的电流
源。电容C17 为滤波基带信号而设置，如是电容大，将获得一个慢上升沿的基带滤波信号；
如果电容小，将获得高速上升沿信号，也能得到更宽广的频谱，电阻R11 和R12 决定频偏。
如果C18 比C17 大则频偏将大，R13 较大用于消除回路滤波器的影响。在TX 模式，直到开
始发送数据时，引脚端DATAIXO 必须保持三态。
PLL 外部调制需要一个相对调制率而言较低带宽的回路滤波器。这将导致一个相对长的
回路锁定时间。在实际应用中，这种调制被加到VCO ，实现从节能模式到接收模式，需要在
短的时间里启动双回路滤波器。
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·162 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
图3。1。8 双回路滤波器
工作于发射模式回路滤波器由C15、C16、R9 和R10 组成。包括快锁特性。（快锁特性
可控制NMOS ），这个滤波器是通过引脚端（QCHOUT ）的内部NMOS 自动开关控制输入输
出的。它被DFC （双滤波器控制）控制。位OutS2、OutS1、OutS0 必须设置为110。当QCHOUT
使用开关将TX 回路滤波器接地时，QCHOUT 和ICHOUT 都不能被作为测试脚使用到不同
的接收器。接收模式的回路滤波器包括C15、C16、R109 、R101 和C101 。
PLL 外部调制模式，充电泵输出状态有三态。回路是开环的因此不能跟踪调制。意味着
回路滤波器有高的带宽、短的开关时间。由于漏电流、回路电压将减少，发射时间将受限于
滤波器的带宽，当发射时间更短时，高带宽要求低电容量的电容，回路电压下降得更快。回
路在PLL 锁定在需要的频率上和功放器被打开时构成闭环。当调制开始时，回路迅速打开，
此时回路不能跟踪调制，在调制网络中采用AC 耦合无DC 成分。
发射功率放大器是基本的AB 类，最后一级是开集电极（OC ）电路。因此外接一负载电
感（L2 ）是必不可少的，放大器的直流电流通过外接偏置电阻 R14 调整。当偏置电阻值为
1。5kOhm时，偏置电流为50uA 。最后一级电路的偏置电流大约为15mA。
阻抗匹配电路取决于天线使用的类型，但将被设计成最大输出功率。对最大的功率输出，
功率放大器必须接一约为100Ohm的阻抗。输出功率能通过编程分成8 级，每级大约相差3dB，
通过控制字Pa2～Pa0 控制。
为了预防干扰信号干扰功放，功放缓慢的导通和截止，通过外接电容C25 连接到24 脚，
允许偏置电流在被限定范围上升或下降。上升/下降电流典型值为 1。1uA，当电源为3V 时开
关速率为2。6us/pF 。转换功放开关会影响PLL ，所以开关速率必须与PLL 带宽相对应。
缓冲放大器连接 VCO 和功率放大器之间。功率放大器的输入信号将放大到期望的输出
功率。通过设置位Gc 为“0 ”，缓冲级可以被旁路。
RF 接收器的低干扰放大器利用提升输入信号来优化频率转变过程。最主要是为了预防混
频器干扰。LAN 是一个两级放大器，正常时在434MHz 处能获得23dB 增益，LAN 有一直流
外馈环，为LAN 提供偏置。外接电容C26 对所有的直流反馈环路起退耦和稳定作用，有一
个大的低频环路增益。为获得高的接收灵敏度，LAN 的输入阻抗、输入匹配是非常重要的。
LAN 能通过设置ByLAN 位为“1”而被旁路，这对强输入信号是非常有用的。
混频器在434MHz 有 12dB 增益，微分输出在引脚端34、35 和引脚端38、39 时，每一
路混频器的输出阻抗约为15kOhm。
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第3 章 射频收发器芯片原理与应用电路设计 ·163 ·
每个通道包括前置放大器和前置滤波器，前置滤波器是一个衰减 20dB 的三阶椭圆
Sallen…Key 低通滤波器，可以阻止回转滤波器受邻频道强信号的干扰。前置放大器在Gc=0 时
有20dB 和Gc=1 时有30dB 的增益。输出电压（峰…峰值）分别为200mV （30dB 时）和1V
（20dB 时）。
三阶Sallen…Key 低通滤波器可以用程序控制成四种不同的截止频率，如表3。1。4 所示。
表3。1。4 不同Fc1 、Fc0 值时的截止频率和信道间隔
Fc1 Fc0 截止频率/kHz 推荐信道间隔
0 0 10 ±2。5 25
0 1 30 ±7。5 100
0 0 60 ±15 200
0 1 200 ±50 700
对10kHz 的截止频率，第一级电路必须与每个混频器的输出端之间接一个820pF 的电容，
对30kHz 的截止频率则需要接一个67pF 的电容。
由于回转滤波器的截止频率可通过外接可变电阻来改变。最佳信道间隔将依赖于
Sallen…Key 滤波器的截止频率。表3。1。4 给出了推荐的不同位设置时的信道间隔。
主要信道滤波器是七阶椭圆低通滤波器的回转电容来实现的。椭圆滤波器为获得选择性
和动态范围必须将电容减到最少。回转滤波器的截止频率通过外接电阻调整。表3。1。5 表示出
了不同的偏置电阻对应的不同的截止频率。
表3。1。5 不同的偏置电阻对应的不同截止频率
偏置电阻/kOhm 截止频率/kHz
6。8 70
8。2 55
15 30
30 14
47 8
回转滤波器的截止频率选择与Sallen…Key 滤波器的截止频率一样。回转滤波器的最大截
止频率为175kHz。截止频率必须足够高，以通过接收信号（频偏＋调制）。最低截止频率为：
f c（min） =f DEV ＋Baudrate/2
在频偏f DEV=30kHz 和波特率为20 kBaud 时，最低截止频率是40kHz 。设置位Fc1=1 和
Fc0=0 ，截止频率为60kHz±15kHz 将是最佳的选择。回转滤波器偏置电阻为7。5kOhm或8。2kOhm时
回转滤波器截止频率约为60kHz 。
当选择接收宽带时，晶体误差也必须考虑进去，如果晶体温度偏离整个温度范围±10 ×
…6 …6
10 ，输入的RF 信号和LO 信号理论上会互相偏离20 ×10 。
解调器解调出来的信号的频偏必须永远比频漂大，最小的频偏（f DEVmin ）等于波特率。
频偏至少等于波特率加上频漂。
频偏可以在最小频偏到最小频偏加两个时段的最大频漂之间变化。当考虑晶体误差时，
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·164 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
最低截止频率是：
f =t × f ＋
2 Baudrate/2
c（min） DEVmin
其中f 是考虑晶体误差时，LO 信号和输入RF 信号之间的最大频漂。
据此，信号在 434MHz 处的频漂为 8680Hz。对于在 20kBaud 的波特率，频偏必须比
…6
28。68kHz 更高。当RF 信号比LO 信号低20 ×10 时，频偏能从20kHz 变化，当RF 信号比
…6
LO 信号高20 ×10 时，频偏可以到37。36kHz，最低截止频率为47。36kHz 。
限幅器是一个零点检波器，限幅器输出是与I…Q 相位差相对应的值，输出的是边缘陡峭
的方波。
解调器解调I 和Q 信道输出，并产生数字量输出。解调器检测I 和Q 信道信号之间的相
位差
