电子电路大全(PDF格式)-第102部分
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TH7107 的原理与应用电路设计
1。5。1 概述
TH7107 是一个单片 FSK/FM/ASK 发射器芯片，可工作在 310 MHz～440 MHz 频段，芯
片内集成了晶体振荡器、压控振荡器（VCO ）、相频检波器、分频器、功率放大等电路。
FSK/FM/ASK 调制，FSK 调制通过拉动晶振进行调制，（DC～20 kb/s ），ASK 调制通过开/关
内部的功率放大器完成，
FM 调制利用外接的变容二极管。电源电压为2。1～5。5V，电流为4。8～
11。5mA，提供低功耗模式，可为微控制器提供分频的时钟输出，输出功率为…12～＋2 dBm，
符合 EN 300 220 及类似标准。可用于无钥匙进入系统、遥控遥测系统、数据通信系统和安防
系统等。
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·32 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
1。5。2 主要性能指标
TH7107 主要性能指标如表 1。5。1 所示。
表1。5。1 TH7107 主要性能指标
参 数 最 小 值 典 型 值 最 大 值 单 位
电源电压 2。2 5。5 V
工作温度 …40 ＋85 ℃
XOSC 频率 9。7 13。75 MHz
VCO 频率 310 440 MHz
时钟频率 2。4 3。4 MHz
待机电流 0。05 0。1 uA
工作电流 6 9 12 mA
输入高电平 0。7 V V ＋0。3 V
CC CC
输入低电平 …0。3 0。3 V V
CC
FSK 频偏 ±5 ±30 ±100 kHz
FSK 数据速率 20 kb/s
FM 频偏 ±6 kHz
ASK 数据速率 40 kb/s
VCO 增益 200 MHz/V
启动时间 1。2 ms
1。5。3 芯片封装及引脚功能
TH7107 采用 FC （QSOP16 ）封装，如图 1。5。1 所示。各引脚功能分别介绍如下。
图 1。5。1 TH7107 的引脚封装形式
引脚 1：LF1 ，充电泵输出，连接到回路滤波器。
引脚 2 ：SUB，地。
引脚 3 ：DATA ，FSK 数据输入。
引脚 4 ：RO2 ，晶体振荡器电路FSK 引入端。
引脚 5：RO1 ，晶体振荡器电路连接到晶体振荡器。
引脚 6 ：ENTX ，模式控制输入。
引脚 7 ：ENCK ，模式控制输入。
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·33 ·
引脚 8：CKOUT，时钟输出。
引脚 9 ：PS ，电源选择和ASK 输入。
引脚 10：VCC ，电源。
引脚 11：VEE ，地。
引脚 12：OUT2，差分功率放大器输出，集电极开路。
引脚 13：OUT1，差分功率放大器输出，集电极开路。
引脚 14：VEE ，地。
引脚 15：VCC ，电源。
引脚 16：LF2 ，压控振荡器调谐输入，连接到回路滤波器。
1。5。4 内部结构与工作原理
TH7108 内部结构框图如图 1。5。2 所示。芯片内包含发射功率放大器（PA ）、晶体振荡
器（XOSC ）、压控振荡器（VCO ）、相频检波器（PFD ）、分频器（÷32 ）、充电泵（CP ）、
电源电路（PS ）、FSK 开关（SW ）等电路。锁相环（PLL ）合成器由压控振荡器（VCO ）、
分频器、相频检波器、充电泵和回路滤波器（LF ）组成，在LF 端外接的回路滤波器决定
PLL 的动态性能。VCO 的振荡器信号被馈送到分频器和功率放大器，分频器的分频比是
32 。晶体振荡器（XOSC ）作为 PLL 合成器的基准振荡器。射频发射功率 Po 从…12～＋2 dBm
分 6 档，可以通过改变电阻 R 或者改变在 PS 引脚端的电压 V 调节。集电极开路的差动
ps ps
输出（OUT1 ，OUT2 ）能被用来直接驱动环形天线或者通过平衡和不平衡变换器转换为
单端输出。发射器的载波频率f c 是由晶体振荡器的基准频率f ref 决定的，集成的 PLL 合成
器利用f ref = f c/N （N=32 ，分频器系数） ，保证在 310 MHz～440 MHz 的频率范围内的每一
个射频频点能够实现。
图 1。5。2 TH7107 的内部结构框图
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·34 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
晶体振荡器作为PLL 的基准振荡器。FSK 调制通过拉动晶振的频率完成。FSK 调制时，
数据流加到 DATA 端，在数据= “LOW ”（低电平）时，外接的电容器CX2 被芯片内开关连
接到与 CX1 并联，晶体振荡器的频率被设置到振荡频率的低端f min ；在数据= “HIGH ”（高
电平）时，外接的电容器 CX2 被芯片内开关断开与 CX1 的并联，晶体振荡器的频率被设置
到振荡频率的高端f max ，实现 FSK 调制。两个外接的电容器 CX1 和 CX2 允许独立的调节 FSK
的频偏和中心频率。FM 调制需要一个外接的变容二极管，作为一个电容被串接到晶体振荡
器回路中，模拟信号通过一个串联电阻直接调制晶体振荡器。ASK 调制时，数据信号直接加
PS 端，利用数据信号控制功率放大器（PA ）“导通”和“关断”，完成ASK 调制。
功率放大器（PA ）的输出功率可以通过改变PS 端的外接电阻 RPS 的数值或改变在PS 端
的电压 V 完成。集电极开路的差分输出（OUT1；OUT2 ）能直接驱动一个环形天线，或者通
PS
过一个平衡到不平衡的变换器转换为单端输出。
TH7108 模式控制逻辑如表 1。5。2 所示，模式控制允许芯片工作在四个不同的模式。模式
控制端 ENCK 和 ENTX 在芯片内部被下拉，以保证模式控制端 ENCK 和 ENTX 在浮置时，
电路被关断。
时钟输出端（CKOUT ）的输出时钟信号可用来驱动微控制器，其频率是基准振荡频率的 1/8。
表1。5。2 TH7107 控制模式
ENCK ENTX 模式 电路状态
0 0 低功耗模式 待机状态
0 1 仅有发射 仅有发射功能，时钟不可用
1 0 仅有时钟 发射在待机状态，仅有时钟可用
1 1 所有电路导通 发射和时钟可用，工作状态
1。5。5 应用电路设计
TH7107 使用 PCB 天线的应用电路如图 1。5。3 所示，其印制板元器件布局见图 1。5。4 所示，元
器件参数值如表 1。5。3 所示。使用 50 Ohm天线的应用电路如图 1。5。5 所示，元器件参数如表 1。5。4 所示。
表1。5。3 应用电路元器件参数表
符 号 尺 寸 315 MHz 数值 433。6 MHz 数值 误 差
CF1 0805 12 nF 10 nF ±10％
CF2 0805 15 pF 12 pF ±10％
CX1_FSK 0603 39 pF 39 pF ±5％
CX1_ASK 0603 68 pF 68 pF ±5％
CX2 0603 1 nF 1 nF ±10％
CX3 0603 1 nF 1 nF ±2％
C1 1206 3。9 pF 3。9 pF ±2％
C2 0805 3。9 pF 2。2 pF ±10％
C3 0603 330 pF 330 pF ±10％
C4 0603 330 pF 330 pF ±20％
C5 1206 220 pF 220 nF ±10％
L1 0603 220 pF 220 nH ±10％
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·35 ·
续表
符 号 尺 寸 315 MHz 数值 433。6 MHz 数值 误 差
L2 0603 2。0 kOhm 2。0 kOhm ±10％
RF1 0805 4。3 kOhm 4。3 kOhm ±10％
RF2 0805 56 kOhm 56 kOhm ±10％
RPS 0805 470 kOhm 470 kOhm ±10％
R1 0805 30 kOhm 30 kOhm ±10％
R2 0805 0 Ohm 0 Ohm ±10％
R3 0805 4。7 kOhm 4。7 kOhm ±10％
RX
