电子电路大全(PDF格式)-第136部分
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
过一个为内部数据限制器工作的耦合电容CBBO 来驱动CMPIN 。时间常量为：
tBBC=0。064CBBO
时间常量随电源电压、温度等参数的变化而在tBBC 与1。8tBBC 之间变化。在最大信号脉冲宽度
SPMAX 内，一般的标准是在电压下降不超过20％ 时设置时间常量。由此有：
CBBO=70SPMAX
此管脚的输出能驱动一个外部数据恢复处理器（DSP 等），输出阻抗为 1kOhm。当接收机
RF 放大器工作占空比为50％时，BBOUT 信号变化为 10mV/dB，峰峰值电压超过685mV 。
占空比降低，mV/dB 斜率和峰峰值电压也会相应减小。BBOUT 信号电压值为1。1V （受电源
电压、温度等因素影响），采用耦合电容与外部负载相连。并联的负载阻抗范围为 50kOhm～
500kOhm 时其并联的电容不应大于10pF。当一个外部处理器用于AGC 时，BBOUT 必须用串
联电容与外部数据恢复处理器和CMPIN 耦合。AGC 的复位功能是由CMPIN 信号驱动的。
当收发机在低功耗（睡眠）或发射模式，输出阻抗将会很高以维持耦合电容电压。
引脚6：CMPIN，内部数据限制器输入。输入阻抗为70kOhm～100kOhm，由BBOUT 输出信
号通过一个耦合电容驱动。
引脚7 ：RXDATA ，接收芯片数据输出。可驱动一个10pF 电容和一个500kOhm 电阻的并
联负载。此管脚峰值电流随接收机低通滤波器截止频率增加而增加。在睡眠或发送模式，管
脚成高阻态。此管脚在高阻态时，可用一1 000kOhm 的上拉电阻或下拉电阻确定逻辑电平。如
果使用上拉电阻，电源电压应不高于VCC ＋200mV 。
引脚8：TXMOD，发射机调制输入。在管脚内部有一类似于一只二极管和一小电阻的串
联结构。发射机的 RF 输出电压与此管脚的电流成比例。发射机输出电压峰值用一个串联电
…………………………………………………………Page 856……………………………………………………………
第3 章 射频收发器芯片原理与应用电路设计 ·185 ·
阻调节，电阻误差范围在±5％ 以内。最大饱和输出功率需300uA 输入电流。在ASK 模式，
当此管脚的调制输入电流小于10uA 时，有最小输出功率。在OOK 模式，当发射机振荡器停
振时，输入信号应小于220mV 。在3V 电源电压下，发射机输出功率峰值Po 约为：
2
Po=24 （ITXM ）
在 OOK 模式，此引脚通常由一逻辑电平数据输入（非尖脉冲）驱动。实际应用中，对
于30us 或更长的脉冲使用的是OOK 调制。在ASK 模式，此引脚接收的是模拟调制信号。
在实际应用中，ASK 调制脉冲宽度为8。7us 或更长。在低功耗（睡眠）和接收模式，此引脚
电阻驱动必须很低。
引脚9 ：LPFADJ ，接收机低通滤波器带宽调节。用接地电阻RLPF 调节接收机低通滤波器
带宽，RLPF 阻值范围为330kOhm～820kOhm，可使3dB 带宽滤波器频带f LPF 为4。5kHz～1。8MHz，
其阻值由下式给出：
RLPF =1445/f LPF
阻值误差为±5％ 。在电源电压、温度等因素变化时，滤波器频带变化范围应为f LPF ～
1。3f LPF 。滤波器还提供一个3 级，0。05° 等效响应。RXDATA 输出电流峰值随滤波器带宽成
比例变化。
引脚10：GND2，芯片地。应与GND1 以短的、低阻抗的导线连接。
引脚11：RREF ，外接基准电阻。此管脚与地间应接一个阻值为100kOhm 的基准电阻，误
差范围为±1％。为维持电流源的稳定，使地、VCC 与此节点间的总电容低于5pF 是很重要
的。如果THLD1 或THLD2 通过一个阻值小于 1。5kOhm 的电阻与RREF 相连，此节点的电容
加上RREF 节点电容不应大于5pF 。
引脚12：THLD2，数据限制器2 阈值调节。阈值由一个与RREF 相连的电阻设置，电阻
阻值范围为 0～200kOhm。在峰值检波器电压为0～120mV 时，电阻值增加，阈值减小。在大
多数情况下，阈值设置在低于峰值6dB 处或RF 放大器占空比为50％时低于60mV 。THLD2
电阻由下式决定：
R =1。67 V （V 为阈值电压）
TH2 TH TH
阻值误差在±1％范围，将此脚悬空将使峰值限制器不能工作。
引脚13：THLD1，数据限制器1 阈值调节。此管脚通过一个接至RREF 的电阻RTH1 设
置标准数据限制器DS1 的阈值，阈值随着电阻值的增加而增加。直接将此管脚接至RREF ，
阈值为0 。如果THLD2 未被使用，电阻值为0～100kOhm，THLD1 电压范围为0～90mV 。阻
值大小由下式给出：
R =1。11 V
TH1 TH
如果THLD2 在使用，电阻值为0～200kOhm，THLD1 电压范围为0～90mV 。阻值大小由
下式给出：
RTH1 =2。22 VTH
阻值误差为±1％。注意：DS1 的非0 阈值需要AGC 工作。
引脚14：PRATE ，脉冲上下沿设置。电阻RPR 接地。tPR1 能用51kOhm～2000kOhm 的电阻设
置在0。1～5us 的范围。RPR 的阻值大小由下式给出：
RPR = 404tPR1 ＋10。5
阻值误差范围为±5％，当PWIDTH 通过 1MOhm 电阻接至VCC 时，RF 放大器工作占空
…………………………………………………………Page 857……………………………………………………………
·186 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
比为50％，有利于以高数据速率工作。RFA1 周期 tPRC 用一个阻值范围为 11kOhm～220kOhm 的
PRATE 外接电阻设置在0。1～1。1us 的范围。RPR 阻值大小由下式给出：
RPR = 198tPRC 8。51
阻值误差为±5％ 。为维持稳定，使此管脚与VCC 、地间的总电容小于5pF 是很重要的。
引脚15：PWIDTH ，脉冲宽度设置。此引脚端设置RFA1 的接通脉冲宽度tPW1 ，由一个
接地电阻 RPW 实现（RFA2 的接通脉冲宽度 tPW2 为 1。1tPW1 ）。tPW1 能用一个电阻范围为
200kOhm～390kOhm 的电阻在0。55～1us 的范围调节。RPW 由下式给出：
RPW = 404tPW1…18。6
阻值范围为±5％ 。当此引脚端通过 1M 电阻与VCC 相连时，RF 放大器工作占空比为
50％，有利于高数据速率工作。RF 放大器接通时间是由PRATE 电阻控制的。为保持稳定性，
应使引脚端与VCC 、地之间电容小于5pF 。当以高数据速率工作时，在此引脚端与CNTRL1
（17 脚）之间连接 1MOhm电阻。在睡眠模式，此引脚端为低电平。
引脚 16：VCC2 ，接收机RF 部分与发射机振荡器电源。此引脚端必须接一旁路电容到
地，电容必须是1～10uF 的钽电容或电解电容。
引脚17 （18）：CNTRL1 （CNTRL0 ），接收/发射/睡眠模式控制。CNTRL1 为高阻态输入
（与
CMOS 兼容）。逻辑低电平为0～300mV，逻辑高电平为 V －300mV 或更高，但不应
CC
超过 V 200mV 。逻辑高电平需40uA 的电源，逻辑低电平则需25uA （睡眠模式1uA ）。此
CC
管脚必须维持在逻辑电平。在接通后，CNTRL1 与CNTRL0 电压应随VCC 上升直至VCC 为
2。7V （接收模式电压）。
引脚19：GND3，芯片地。同GND2 。
引脚20 ：RFIO ，RF 输入输出。此引脚端与SAW 滤波器直接相连。
3。3。4 芯片内部结构及工作原理
TR1001 内部结构框图如图示3。3。2 所示。芯片内包含有：SAW 滤波器、SAW 延迟线、
射频接收放大器、射频发射放大器、检波器、数据限制器、低通滤波器等电路。
图3。3。2 TR1001 内部结构框图
…………………………………………………………Page 858……………………………………………………………
第3 章 射频收发器芯片原理与应用电路设计 ·187 ·
射频输入/输出端RFIO 阻抗范围为35Ohm～75Ohm，外接一个天线串联匹配线圈L1 和一个并
联的ESD 保护线圈L2 。射频接收信号经SAW 滤波器到达射频放大器RFA1 。RFA1 包括饱
和启动检测（AGC 设置），在增益35dB 和5dB 之间的转换（增益选择）。AGC 设置输入到
AGC 控制电路，增益选择是从AGC 控制电路输出。RFA1 （和RFA2 ）的接通/断开控制由脉
冲发生器和RF 放大器偏置电路产生。RFA1 的输出到SAW 延迟线，SAW 延迟线有一标准的
0。5us 的延时。第2 级射频放大器RFA2 增益为51dB 。检波器输出驱动回转滤波器、滤波器
提供一个3 级，0。05° 等纹波低通滤波器响应。滤波器的3dB 带宽能用一个外接电阻设置在
4。5kHz～1。8MHz 。滤波器的输出由基带放大器放大后到BBOUT 端。当接收器RF 放大器是
工作在 50％ 占空比时，BBOUT 端信号变化大约是 10mV/dB，峰值到峰值信号电平达到
685mV 。对于较低的占空比，mV/dB 斜率和峰值到峰值信号电平是按比例减少。BBOUT 的
输出信号通过串联的电容耦合到CMPIN 输入端或者外接的数据恢复处理器（DSP 等）。当接
收器设置为低功耗（睡眠）模式时，BBOUT 端的输出阻抗为高阻状态。
CMPIN 端的输入信号加到两个数据限制器，转换从BBOUT 来的模拟信号成为数据流，
数据限制器DS1 是一个电容耦合可调阈值的比较器。比较器的限制电平为0mV～90mV，由
在RFEF 和THLD1 端之间的电阻设置。阈值为零，灵敏度最好。数据限制器DS2 限制触发
点能被在RREF 和THLD2 之间的电阻设置为0mV～120mV。通常设置为60mV 。DS1 和DS2
通过与门在RXDATA 端输出数字信号。
峰值检波器的输出通过AGC 比较器也提供一个AGC 复位信号到AGC 控制电路。AGC
控制电路保证接收器的动态工作范围。
接收器的放大器时序操作是由脉冲发生器和RF 放大器偏置控制，在运行中由PRATE 和
PWIDTH 端外接电阻和来自偏置控制电路的低功耗（睡眠）控制信号控制。
射频发射放大器 1 （TXA1 ）和SAW 谐振器（延迟线）组成振荡器，要发射的数字信号
经TXMOD 端输入，调制后由射频发射放大器2 放大，经SAW 滤波器滤波后输出。
接收器的核心是时序放大接收部分，时序放大接收部分在不需任何屏蔽或去耦装置的情
况下能为RF 和检波器提供100dB 以上的稳定增益，稳定性的获得是以分散整个时间上的RF
增益为代价的，这与超外差接收电路以分散多个频率以获得增益形成对比。图3。3。3 为一个连
续放大接收芯片的框图和时序图。其中RF 放大器RFA1 和RFA2 的偏置是由一个脉冲波发生
器控制的，这两个放大器是由一根SAW 延迟线连接的，这根延迟线有0。5us 的延时时间。
一个来RF 信号首先经窄带SAW 滤波器，然后进入RFA1 。脉冲波发生器使RFA1 工作
0。5us，而后放大器信号通过延迟线从RFA1 进入RFA2 输入端。此时RFA1 关闭，RFA2 工作
0。55us，进一步放大RF 信号。为了确保芯片极好的稳定性，RFA1 与RFA2 并不同时工作。
RFA2 的开启时间通常为RFA1 的1。1 倍，这相当于通过展宽从RFA1 来的脉冲信号来抵消由
于SAW 延迟线滤波带来的影响。窄带SAW 滤波器消除了芯片通带以外的边带采样响应，并
且同延迟线一起工作，从而给芯片以非常高的抑制。
在接收器连续工作中，RF 放大器几乎不停地开关，允许快速的在低功耗和唤醒工作方式
间转换，而且两个RF 放大器能在工作时断开以去除芯片的噪声从而使平均电流损耗更低。
噪声的影响好像RFA1 持续工作的情形，RFA1 前方放置了一个衰减值约为10lg （RFA1 的占
空比）的衰减器，占空比为RFA1 接通时间的平均量（约50％ ）。由于本身是一个采样接收器，
在RFA1 两次接通之间应该至少对最窄的RF 数据脉冲采样10 次。另外检测数据脉冲时应加
…………………………………………………………Page 859……………………………………………………………
·188 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
入边缘抖动。
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RFA
