电子电路大全(PDF格式)-第171章

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。3。3　　　　TR1001　接收器结构框图及时序图　　



　　　　RF　接收信号经SAW　滤波器到达放大器RFA1　。RFA1　包括饱和启动检测（AGC　设置）　

和增益选择（在增益35dB～5dB　之间转换）。AGC　设置是AGC　控制电路的输入信号，而增　

益选择则是AGC　控制电路的输出信号。RFA1　　　　　　　　　　　　　　　（和RFA2　）的接通/断开控制是由RF　放大器　

偏置电路和脉冲发生器提供的。RFA1　的输出驱动SAW　延迟线。　　

　　　　第2　级放大器RFA2　在未饱和时增益为51dB　。RF　接收信号经放大器RFA2　到达一阈值　

增益为19dB　的全波检波器。RFA2　的输出在饱和启动时都可以检测和用对数来计算相应结果，　

其结果加到全波检波器的输入端来将整个检波器低电平信号的平方律相应转换成高电平的对　

数响应，这种结合有极好的阈值灵敏度和给检波器大于　70dB　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的动态范围。在这种结合方式　

中，如果RFA1　的AGC　有30dB　的增益，接收芯片将得到超过100dB　的动态范围。　　

　　　　检波器输出驱动回转滤波器，滤波器能用极好的群时延平直度和最小脉冲阻尼振荡提供一个　

3　级，0。05°　　等纹低通响应。一个外接电阻能将3dB　带宽滤波器带宽设置在4。5kHz～1。8MHz。　　

　　　　滤波器的输出信号由基带放大器放大后到BBOUT　端。当RF　放大器工作占空比为50％　

时，BBOUT　信号变化约10mV/dB，峰峰值达到685mV　。在较低的占空比，mV/dB　斜率和峰　

峰值是按比例减少的。被检测信号加在一个能隙电源电压、温度等参量改变的1。1V　电平上。　

BBOUT　的输出信号通过一串联电容与CMPIN　端或外接的数据恢复处理器（DSP　等）相耦合，　

电容的值决定于数据传输速率和数据运行周期等因素。　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　当一个外接数据恢复处理器用于AGC　时，BBOUT　必须通过一串联电容与CMPIN　端或　

外接的数据恢复处理器（DSP　等）相耦合，AGC　的复位功能是由CMPIN　信号驱动的。　　

　　　　在低功耗模式，BBOUT　　　　　　　　的输出阻抗会非常高。这项特征可以保护耦合电容因最小化数　

据限制器稳定时间而带来的损耗。　　

　　　　天线这个外部　RF　　　　　　部件对于发射器是必要的，天线与发射器要求匹配。天线阻抗范围为　

35Ohm～72Ohm，外接一个串联匹配线圈和一个并联的ESD　保护线圈，能对RFIO　进行满意的匹配。　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　第3　章　　　　射频收发器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　·189　·　



　　　CMPIN　端的输入信号驱动两个数据限幅器，数据限幅器的作用是将从BBOUT　来的模拟　

信号转换成数字流，最好的数据限幅器选择由系统工作参数决定。数据限幅器DS1　是一个电　

容耦合、阈值可调的比较器，在低信噪比时提供最好的性能。比较器的限制电平从0～90mV，　

由在RFEF　和THLD　端之间的电阻设置。无信号时，阈值允许用接收芯片的灵敏度和输出噪　

声密度来换取。阈值越低，灵敏度越高。信号为0　时，噪声仍是连续输出的，需要RXDATA　

驱动一个能够处理连续的噪声（和信号）的电路。　　

　　　如果RXDATA　驱动一个为节能需睡眠的电路，或者一个使处理器错误中断减到最少的电　

路，会有问题的。噪声随着上升的阈值电平而减小，但这是以牺牲灵敏度为代价的，滤波器　

的最佳3dB　带宽也会因DS1　的阈值电平而受到影响。阈值上升，带宽必须增加。　　

　　　一旦信号电平升高使数据限幅器DS2　工作时，便能克服这种情况。峰值检波器能迅速改　

变每个数据脉冲的峰值，并且能使其以1：1000　的速率衰减。DS2　的触发点由在RREF　和THLD2　

之间的电阻设置在0～120mV，通常设置为60mV　。当RFA1　和RFA2　都工作在50％的占空比　

时等效于低于峰值6dB　。低于峰值6dB　的限制点用数据脉冲宽度变化减小了信号幅度，DS2　还　

允许使用更低的3dB　带宽滤波器来提高灵敏度。DS2　在以尖脉冲、以最小化信号带宽的ASK　

调制时应用中是最好的。但是，DS2　被大噪声脉冲暂时“置盲”，这可能导致突发的数据错误。　

值得一提的是，DS2　工作时DS1　也是激活的，DS1　和DS2　的输出端是通过与门在RXDATA　端　

连在一起。THLD2　悬空时DS2　是失效的，DS1　阈值非0　时则需要AGC　正常工作。　　

　　　AGC　控制电路，峰值检波器的输出同时也通过AGC　　比较器为AGC　控制电路提供一个　

AGC　复位信号。AGC　的作用是扩展芯片的动态工作范围。RFA1　输出级的饱和启动被检测后　

产生AGC　控制电路的AGC　置位信号，AGC　控制电路为RFA1　选择5dB　的增益。当峰值检　

波器输出（乘0。8　）下降到DS1　的阈值电压时，AGC　　比较器将产生一个复位信号。　　

　　　信号在低通滤波器传递和峰值检波器放电所耗的时间段为了避免　AGC　　　　　　　　　　　　　　　发生“颤动”，　

AGCCAP　　端接入了一只电容。AGC　　　　电容允许抑制时间比峰值滤波器衰减时间设置得更长以　

防止接收的数据流全为“0　”时引起的颤动。值得一提的是，AGC　　工作时需要峰值检波器工　

作，即使DS2　未工作。将AGCCAP　端接至VCC　可使AGCCAP　中止工作。AGCCAP　与地之　

间用一只150kOhm　　　电阻代替电容，AGC　将锁定在接通状态。　　

　　　脉冲发生器和　RF　　　放大器偏置电路，接收芯片的放大器时序操作是由脉冲发生器和　RF　

放大器偏置电路控制，在运行中由PRATE　和PWIDTH　输入端和来自偏置控制电路的待机（睡　

眠）控制信号控制。　　

　　　在低数据传输速率模式时，一个RFA1　接通脉冲下降沿到下一个RFA1　接通脉冲上升沿　

的时间tPRL　是由一个位于PRATE　端和地之间的电阻设置的，这个时间能够在0。1～5us　之间　

进行调节。在高数据传输速率模式时，实际上　RF　　放大器工作时占空比为　50％　。这样RFA1　

接通脉冲周期tPRC　　由PRATE　外接电阻控制在0。1us～1。1us　的范围。　　

　　　在低数据传输速率模式，PWIDTH　端通过一个接地电阻设置RFA1　　的接通脉冲tPW　宽度　

　（在低数据速率模式　

　　　　　　　　　　　　　　RFA2　的接通脉冲宽度tPW2　宽度设置为1。1　　tPW1　），接通脉冲宽度tPW1　可　

以在0。55us　和1us　之间调节。但是当PWIDTH　端由一个1MOhm电阻接至VCC　时，RF　放大器　

工作占空比为50％，有利于高数据传输速率工作。RF　放大器由PRATE　　电阻控制。RFA1　和　

RFA2　通过调用睡眠模式的待机控制信号关断。　　

　　　发射部分由一个调制缓冲放大器后接SAW　延迟线（谐振器）构成。SAW　滤波器抑制发　



　　


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　·190　·　　　　　　　　　　　　　　　　　　　射频集成电路芯片原理与应用电路设计　　



射器和天线的谐振，在接收器使用的SAW　器件在发射模式再次使用。　　

　　　　发射器部分操作支持两种调制模式，即OOK　和ASK　模式。OOK　模式时，“1”脉冲之　

间的信号将不被传输。ASK　模式时，“1”脉冲代表发射的电平能量较高，“0　”脉冲则代表发　

射的电平能量较低。OOK　调制与第一代ASK　技术兼容，同时能量损耗也很低。ASK　调制则　

用于高数据速率模式（数据脉冲宽度应小于　30us　），它减小了其他形式干扰的影响而且允许　

发射尖脉冲来控制调制带宽。　　

　　　　模式的选择由　CNTRL0　和　CNTRL1　模式控制端完成。当其中的一种模式被选中时，接　

收机射频放大器就会关闭。在OOK　模式时，如果TXMOD　输入电压小于220mV　，延迟线（谐　

振器）放大器TXA1　和缓冲放大器TXA2　就会停止工作，数据速率被延迟线的开关次数限制　

　（谐振器周期的理想值为　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12us　和6us　）。在ASK　模式，TXA1　被连续偏置为接通状态，TXA2　

的输出由TXMOD　输入电流调制。当调制驱动电路得到TXMOD　的输出电流小于10uA　时，　

ASK　模式有最小输出功率。　　

　　　　发射机射频放大器的输出功率是与TXMOD　的输入电流成比例的，其中用一个串联电阻　

调节发射机输入功率的峰值，产生最大饱和输出功率需要300uA　的输入电流。　　

　　　　收发机有四种工作模式：接收模式、ASK　　发射模式、OOK　　发射模式、低功耗（睡眠）　

模式，模式控制是由调制和偏置控制电路提供的，由　CNTRL1　和　CNTRL0　选择控制。二者　

均为高电平时为接收模式；CNTRL1　　　　　　　　　　　为高电平，CNTRL0　　　　　　为低电平时为　ASK　　　　　　发射模式；　

CNTRL1　为低电平，CNTRL0　为高电平时为OOK　发射模式；二者均为低电平时为低功耗（休　

眠）模式。在接收和低功耗模式，驱动TXMOD　的电阻必须较小。在低功耗模式中PWIDTH　

电阻必须较小以使电流最小。CNTRL1　和CNTRL0　输入与CMOS　兼容，输入必须维持在一　

个逻辑电平，不能悬空。另外，这些端口电压应随电源电压的接通而上升。　　



　　　　3。3。5　　　　应用电路设计　　



　　　　TR1001　的应用电路如图3。3。4　和图3。3。5　所示，其元器件参数如表3。3。2　所示。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。3。4　　　　OOK　收发电路　　



　　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第3　章　　　　射频收发器芯片原理与应用电路设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　·191　·　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3。3。5　　　　ASK　收发电路　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3。3。2　　　　TR001　应用电路元器件参数　　



　符号　　　　　　　　　　　　　　　　　　　OOK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　OOK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ASK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　单位　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　注释　　



DRNOM　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　19。2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　115。2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　kb/s　　　　　　　　　　　　　



　SPMIN　　　　　　　　　　　　　　　416。67　　　　　　　　　　　　　　　　　　　52。08　　　　　　　　　　　　　　　　　　　8。68　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　us　　　　　　　　　　　　　单个bit　　



SPMAX　　　　　　　　　　　　　　　　1666。68　　　　　　　　　　　　　　　　　208。32　　　　　　　　　　　　　　　　　　34。72　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　us　　　　　　　　　　　　　相同数值的4bit　　



　CAGC