通信原理課程設(shè)計(jì)基于TR3001的無(wú)線發(fā)射與接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 通信原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：基于tr3001的無(wú)線發(fā)射與接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)： 船本09通信01班學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 起迄日期: 2011年12月19日 2011年12月30日 指導(dǎo)教師: 教研室主任： 目錄1.tr30001芯片介紹4 1.1主要特點(diǎn) 1.2 主要性能指標(biāo)2.tr3001內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 52.1 tr3001芯片各引腳功能介紹2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)各個(gè)元件及電路的簡(jiǎn)單介紹3.應(yīng)用電路設(shè)計(jì)原理圖及pcb圖164.心得體會(huì)205.參考文獻(xiàn)20 基于tr3001的無(wú)線發(fā)射與接收系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要：tr3001是rf monolithies公司推出的單片ook/ask收發(fā)器芯片。文中主要介紹

2、tr3001內(nèi)容結(jié)構(gòu)及工作原理，主要性能，引腳功能，以及芯片構(gòu)成,內(nèi)部結(jié)構(gòu)中各元件的簡(jiǎn)單介紹,ook和ask兩種收發(fā)電路構(gòu)成。它非常適合高穩(wěn)定、小尺寸、低功耗、低價(jià)格的短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信和無(wú)線控制應(yīng)用 。關(guān)鍵詞：tr3001，收發(fā)器， ook/askabstract: tr3001 is a single-chip of rf monolithies company introduced ook/ask transceiver chip 。 this paper introduces the tr3001s content structure and working principle, th

3、e main performance, pin function, and chip composition, a brief description of each component of internal structure。 ook and ask two kinds of transceiver circuit。 it is ideal for high stability, small size, low power, low-cost short-range wireless data communications and wireless control application

4、s。keyword: tr3001, transceiver, ook/ask1.tr3001芯片介紹tr3001是rf monolithies公司推出的單片ook/ask收發(fā)器芯片。主要技術(shù)特點(diǎn)如下：工作頻率為315.00 mhz；可接收和發(fā)射數(shù)字ook/ask信號(hào)； ook數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)l9.2 kb/s； ask數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)ll5.2 kb/s；接收靈敏度為-l00 dbm；電源電壓為2.73.5 v；接收模式工作電流為l.8 ma；發(fā)射模式輸出功率為l.25 mw；睡眠模式電流為5a；直作溫度為-40+85。它非常適合高穩(wěn)定、小尺寸、低功耗、低價(jià)格的短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信和無(wú)線控制應(yīng)

5、用。1.1主要特點(diǎn)可接收和發(fā)射數(shù)字ook/ask信號(hào)。工作頻率為315.00 mhz。采用sm-20腳封裝。適用于短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信和無(wú)線控制系統(tǒng)。1.2主要性能指標(biāo)tr3001的主要性指標(biāo)如表所示：參數(shù)最小值典型值最大值單位工作頻率314.80315.20mhz 調(diào)制類(lèi)型ook/ask數(shù)據(jù)速率ookask19.2115.2kb/skb/s接收器性能接收靈敏度抑制30mhz輸入電流（3v）-851.855-1004.5dbmdbma發(fā)射器性能輸出功率輸入電流（3v）ook導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間ask輸出上升/下降時(shí)間1.251512/61.1/1.1mwmausus發(fā)射到接收開(kāi)關(guān)時(shí)間20接收到發(fā)射開(kāi)關(guān)

6、時(shí)間12電源電壓2.73.5睡眠模式電流消耗5工作溫度-402.tr3001內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理2.1.tr3001芯片各引腳功能介紹引腳號(hào)引腳功能1gnd1射頻地。gnd2與gnd3用的短的，低阻抗的導(dǎo)線相連到gnd1。2vcc1發(fā)射機(jī)輸出放大器和接收機(jī)基帶電路電源。通過(guò)rf鐵體磁芯與電源相連，端連接一個(gè)旁路電容。3agccap這個(gè)引腳端控制agc復(fù)位操作。連接agc復(fù)位端電容到地設(shè)置agc的最小控制時(shí)間，電容使用誤差在10%范圍的陶瓷電容器。電容是為了防止agc“顫動(dòng)”設(shè)置記為cagc，其值為tagc值的19.1倍，其單位為pf。cagc值可以使抑制時(shí)間控制在tagc 2.65tagc之間，

7、取決于工作電壓和溫度等因素，agc抵制時(shí)間地遠(yuǎn)大于峰值檢波器時(shí)間 。但 是agc抵制時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng)，否則agc遇到噪聲和干擾信號(hào)時(shí)接收機(jī)回到最高靈敏度會(huì)很慢。當(dāng)用至少30us的數(shù)據(jù)脈沖進(jìn)行ook調(diào)制時(shí)，agc的使用有選擇性。agc的操作可由連接agccap至vcc腳而停止工作。激活和停止agc操作則需要少于30us數(shù)據(jù)脈沖的ask調(diào)制。如用一個(gè)150k接地電阻取代此電容，agc將停止工作。agc操作需峰值濾波器起作用。在接收機(jī)的低功耗和發(fā)射模式，峰值濾波器電容會(huì)進(jìn)行放電。4pkdet峰值檢波器電容。此處應(yīng)使 用誤差在10%范圍內(nèi)的陶瓷電容 器。這個(gè)接地電容以1：1000的速率 設(shè)置峰值檢波器沖擊

8、和衰減時(shí)間。在大多數(shù)應(yīng)用中，這些時(shí)間常量應(yīng)與基帶時(shí)間常量一致。給定一個(gè)基帶電容cbbo，峰值檢波器電容值為：cpkd=0.33cbbo(pf) 時(shí)間常量隨電源電壓、溫度等因素的變化在tpka tpka之間變化。電容由200k的阻抗充電，通過(guò)200k的負(fù)載放電。峰值檢波器驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)峰值限制器和agc放功能。agc的抵制時(shí)間 在agc電容作用下可以大于峰值濾波器的衰減時(shí)間。在低數(shù)據(jù)速率和ook調(diào)制，可以選擇數(shù)據(jù)峰值限制器和agc。pkdet和thld2可以不連接，agccap腳接至vcc 腳以減小外部元件的數(shù)量。峰值濾波器電容在接收機(jī)低功耗(睡眠狀態(tài))和發(fā)射模式是放電的。5bbout基帶輸出。使用陶

9、瓷電容器接在bbout與 cmpin間，這個(gè)引腳通過(guò)一個(gè)為內(nèi)部數(shù)據(jù)限制器工 作的耦合電容cbbo來(lái)驅(qū)動(dòng)cmpin。時(shí)間常量tbbc值為cbbo值的0.064倍，其單位為us。 時(shí)間常量隨電源電壓、溫度等參數(shù)的變化而在tbbc 1.8tbbc之間變化。在最大信號(hào)脈沖寬度spmax內(nèi)，一般的標(biāo)準(zhǔn)是在電壓下降不超過(guò)20%時(shí)設(shè)置時(shí)間常量。由此有cbbo值為spmax 值的70倍，其單位為pf。 此管腳的輸出能驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部數(shù)據(jù)處理器，輸出阻抗為1k。當(dāng)接收機(jī)rf放大器工作占空比為50%時(shí)，bbout信號(hào)變化為10mv/db，峰值電壓超過(guò)685mv。占空比降低，信號(hào)變化和峰值電壓也會(huì)相應(yīng)減小。bbout信

10、號(hào)電壓值為1.1v，（受電源電壓。溫度等因素影響）用耦合電容與外部負(fù)載相連。并聯(lián)的負(fù)載阻抗范圍為50-500k時(shí)其并聯(lián)的電容不應(yīng)大于10pf。當(dāng)一個(gè)外部數(shù)據(jù)處理器用于agc時(shí)，bbout必須用串聯(lián)電容與外部數(shù)據(jù)處理器和cmpin耦合。agc的復(fù)位功能是由cmpin信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)收發(fā)機(jī)在低功耗（睡眠）或發(fā)射模式，輸出阻抗將會(huì)很高以維持耦合電容電壓。6cmpin內(nèi)部數(shù)據(jù)限制器輸入。輸入阻抗為70-100k，由bbout輸出信號(hào)通過(guò)一個(gè)耦合電容驅(qū)動(dòng)。7rxdata接收芯片數(shù)據(jù)輸出?？沈?qū)動(dòng)一個(gè)10pf電容和一個(gè)500k電阻的并聯(lián)負(fù)載。此管腳峰值電流隨接收機(jī)低通濾波器截止頻率增加而增加。在睡眠或發(fā)送模式

11、。管腳成高阻態(tài)。此管腳在高阻態(tài)時(shí)，可用一個(gè)1000k的上拉電阻或下拉電阻確定邏輯電平。如果使用上拉電阻，電源應(yīng)不高于vcc腳電壓200mv。8txmod發(fā)射機(jī)調(diào)制輸入。在管腳內(nèi)部有一類(lèi)似于一只二極管和一小電阻的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。發(fā)射機(jī)的rf輸出電壓與此管腳的電流成比例。發(fā)射機(jī)輸出電壓峰值用一個(gè)串聯(lián)電阻調(diào)節(jié)，電阻誤差范圍在5%以內(nèi)，最大飽和輸出功率需300ua輸入電流，在ask模式，當(dāng)此管腳的調(diào)制輸入電流小于10ua時(shí)，有最小輸出功率在ook模式，當(dāng)發(fā)射機(jī)振蕩器停振時(shí)，輸入信號(hào)應(yīng)小于220mv。在3v電源電壓下，發(fā)射機(jī)輸出功率峰值p0約主電流itmx值的平方的24倍，單位為mw。在ook模式，此引腳通常

12、由一邏輯電平數(shù)據(jù)輸入驅(qū)動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于30us或更長(zhǎng)的脈沖使用的是ook調(diào)制。在ask模式，此引腳接收的是模擬調(diào)制信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，ask調(diào)制脈沖寬度為8.7us或更長(zhǎng)，在低功耗和接收模式，此引腳電阻驅(qū)動(dòng)必須很低。9lpfadj如接收機(jī)低通濾波器帶寬調(diào)節(jié)。用接地電阻rlpf調(diào)節(jié)接收機(jī)低通濾波器帶寬,它的范圍為820-320k,可使3db帶寬濾波器的頻帶flpf為 4.5khz 1.8mhz,其阻值為值的1倒數(shù)的1445倍,單位為k阻值誤差為5%,在電源電壓。溫度等因素變化時(shí),濾波器頻帶范圍應(yīng)為flpf1.3 flpf-,濾波器還提供一個(gè)3級(jí)0.05度等效響應(yīng)。rxdata輸出電流值隨濾波

13、器帶寬成比例變化。10gnd2芯片地。應(yīng)與gnd1以短的、低阻抗的導(dǎo)線連接。11rref外接基準(zhǔn)電阻,此管腳與地間應(yīng)接一個(gè)阻值為100k的基準(zhǔn)電阻,誤差范圍為1%,為維持電流源的穩(wěn)定,使地。vcc管腳與此節(jié)點(diǎn)間的總電容低于5pf是很重要的,如果thld1或thld2通過(guò)一個(gè)阻值小于1.5k的電阻與rref相連,此節(jié)點(diǎn)的電容加上rref節(jié)點(diǎn)電容不應(yīng)大于5pf。12thld2數(shù)據(jù)限制器量閾值調(diào)節(jié)。閾值由一個(gè)與rref相連的電阻設(shè)置,電阻阻值范圍為0200k。在峰值檢波器電壓為0120mv時(shí),電阻值增加,閾值減小。在大多數(shù)情況下閾值設(shè)置在低于峰值6db處或rf放大器占空比為50%時(shí)低于60mv。th

14、ld2電阻值為閾值電壓值的1.67倍,其單位為k,阻值誤差在1%范圍。將此腳懸空將使峰值限制器不能工作。13thld1數(shù)據(jù)限制器具閾值調(diào)節(jié)。此管腳通過(guò)一個(gè)接至rref的電阻rth1設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)限制器ds1的閾值,閾值隨著電阻值的增加而增加。直接將此管腳接至rref,閾值為0。如果thld2未被使用,電阻值為0-100k,thld1電壓范圍0-90mv。如果thld2被使用,電阻值為0-200k,thld1電壓范圍為0-90mv。rth1的阻值大小為閾值電壓的2.22倍,阻值誤差為1%。注意:ds1的非0閾值需要agc工作。14prate脈沖上下沿設(shè)置,電阻rpr接地。tpr1能用51-200k

15、的電阻設(shè)置在0.1-5us的范圍。rpr的阻值大小為tpr1值的404倍,再加上10.5k ,阻值誤差范圍為5%,當(dāng)pwidth通過(guò)1mk電阻接至vcc時(shí)rf放大器工作占空比為50%,有利于以高數(shù)據(jù)速率工作。rfa1周期tprc用一個(gè)阻值范圍為11-220k的prate外接電阻設(shè)置在。1-1.1us的范圍,rpr阻值大小為tprc值的198倍,再減去8.51k,阻值誤差為5%,為維持穩(wěn)定,使此管腳與vcc腳,地間的總電容小于5pf是很重要的。15pwidth脈沖寬度設(shè)置。此引腳端設(shè)置rfa1的接通脈沖寬度tpw1,由一個(gè)接地電阻rpw實(shí)現(xiàn)。 tpw1能用一個(gè)電阻范圍為200-390k的電阻在0

16、.55-1us的范圍調(diào)節(jié)。rpw值為 tpw1值的404倍,再減去18.6k,阻值范圍為5%。當(dāng)此引腳通過(guò)1m電阻與vcc腳相連連時(shí),rf放大器工作占空比為50%,有利于高數(shù)據(jù)速率工作。rf放大器接通時(shí)間由prate電阻控制的,為保持穩(wěn)定性,應(yīng)使引腳端與vcc腳,地之間電容小于5pf。當(dāng)以高數(shù)據(jù)速率工作時(shí),在此引腳與cntrl1（17腳）之間連接1m電阻。在睡眠模式此引腳端為低電平。16vcc2接收機(jī)rf部分與發(fā)射機(jī)振蕩器電源。此引腳端必須接一旁路電容到地,電容必須是110uf的鉭電容或電解電容。17cntrl1接收/發(fā)射/睡眠模式控制。cntrl1為高阻態(tài)輸入(與cmos兼容)。邏輯低電平為

17、0300mv。邏輯高電平為uvcc300mv或更高,但不應(yīng)超過(guò)uvcc 值200mv。在接通后， cntrl1與 cntrl0電壓應(yīng)隨uvcc上升直至其為2.7v(接收模式電壓)。18cntrl0接收/發(fā)射/睡眠模式控制。cntrl1為高阻態(tài)輸入(與cmos兼容)。邏輯低電平為0300mv。邏輯高電平為uvcc300mv或更高,但不應(yīng)超過(guò)uvcc 值200mv。在接通后， cntrl1與 cntrl0電壓應(yīng)隨uvcc上升直至其為2.7v(接收模式電壓)。19gnd3芯片地。應(yīng)與gnd1以短的、低阻抗的導(dǎo)線連接。20rfiorf輸入輸出。此引腳端與saw濾波器直接相連。tr300采用sm-20l

18、封裝。其封裝引腳圖如下。 sm-20l封裝尺寸如圖所示。2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)各個(gè)元件及電路的簡(jiǎn)單介紹tr3001無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖所示,該芯片內(nèi)含saw濾波器。sam 延遲線,射頻接收放大器,射頻發(fā)射放大器,檢波器,數(shù)據(jù)限制器,低通濾波器等電路。tr3001的射頻輸入/輸出端rfio的阻抗范圍為3575。使用時(shí)通常在該端外接一個(gè)天線串聯(lián)匹配線圈l1和一個(gè)并聯(lián)的esd保護(hù)線圈l2，以使得從天線接收到的射頻信號(hào)經(jīng)saw濾波器到達(dá)射頻放大器rfa1。rfa1內(nèi)含飽和啟動(dòng)檢測(cè)(agc設(shè)置_)電路。其增益可在35db和5db之間rfa1(rfa2)的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)可由脈沖發(fā)生器和rf放大器的

19、偏置電路來(lái)產(chǎn)生。當(dāng)rfa1的輸出送到saw延遲線后,saw延遲線將會(huì)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的0.5us的延時(shí),第二級(jí)射頻放大器rf2的增益為51db。器件中的檢波器輸出可用驅(qū)動(dòng)濾波器以使低通濾波器得到響應(yīng),而濾波器的3db帶寬可由一個(gè)外接電阻在4.5kz-1.8mz之間送到bbout端,當(dāng)接收rf放大器工作在50%占空比時(shí),bbout端的信號(hào)變化大約為10mv/db,其峰峰值信號(hào)電平主685mv。而對(duì)于較低的占空比,其mv/db,和峰峰值信號(hào)電平將按比例減少。bbout的輸出信號(hào)可通過(guò)串聯(lián)電容器耦合到cmpin輸入端和外接的數(shù)據(jù)恢復(fù)處理器(dsp等)當(dāng)接收器設(shè)置為低功耗模式時(shí),bbout端的輸出阻抗為高阻

20、狀態(tài)。把cmpin端的輸入信號(hào)加到兩個(gè)數(shù)據(jù)限制器可以將來(lái)自bbout的模擬信號(hào)變成數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)限制器ds1是一個(gè)電容耦合可調(diào)閾值的比較器,該比較器的限制電平為0-90mv可由rfef和thld1端之間的電阻進(jìn)行設(shè)置,在閾值為零時(shí),其靈敏度最好。數(shù)據(jù)限制器ds2的限制觸發(fā)點(diǎn)可用rref和thld2之間的電阻將其設(shè)置在0-120mv之間。通常設(shè)置為60mv。一般情況下,ds1和ds2可通過(guò)與門(mén)在rxdata端輸出數(shù)字信號(hào)。峰值檢波器的輸出可通過(guò)agc比較器提供一個(gè)復(fù)位信號(hào)到agc控制電路,同時(shí)利用agc近年電路可以保證接收器的動(dòng)態(tài)工作范圍。接收器的放大器時(shí)序操作主要由脈沖發(fā)生器和rf放大器來(lái)進(jìn)行偏置

21、控制。運(yùn)行中,則由prate和pwieth端的外接電阻和來(lái)自偏置控制電路的低功耗挖掘信號(hào)從txmod端輸入,經(jīng)調(diào)制后再由射頻發(fā)射器量進(jìn)行放大,最后經(jīng)saw濾波后輸出。收發(fā)器電路有4個(gè)工作模式:接收,ask發(fā)射,ook發(fā)射,低功耗(睡眠)。模式控制由cntrl0和cntrl1完成。設(shè)置cntrl1為“高電平”cntrl0為“高電平”,芯片工作在接收模式,設(shè)置cntrl1為 “低電平”cntrl0為“低電平”,芯片荼在ask發(fā)射模式;設(shè)置cntrl1為“低電平”,cntrl0為 “高電平”,芯片工作在ook發(fā)射模式,設(shè)置cntrl1和cntrl0都為 “低電平”,芯片工作低功耗(睡眠)模式。接收器

22、的核心是時(shí)序放大接收部分。時(shí)序放大部分在不需要任何屏蔽或去耦裝置的情況下能為rf和檢波器提供100db以上的穩(wěn)定增益,穩(wěn)定性的獲得增益形成對(duì)比。下圖為一個(gè)連續(xù)放大接收芯片的框圖和時(shí)序圖。其中rf放大器rfa1和rfa2的偏置是由一具脈沖波發(fā)生器控制的,這兩個(gè)放大器是由一根saw延遲線連接的,這根延遲線有0.5us的延時(shí)時(shí)間。 tr3001接收芯片的框圖和時(shí)序圖 一個(gè)來(lái)自rf的信號(hào)彈首先經(jīng)帶saw 濾波器,然后進(jìn)入rfa1。脈沖波發(fā)生器使rfa1工作在0.5us,而后放大器信號(hào)通過(guò)延遲線從rfa1進(jìn)入rfa2輸入端,此時(shí)rfa1關(guān)閉,rfa2工作。rfa2的開(kāi)戶時(shí)間通常為rfa1的1.1倍,這想

23、當(dāng)于通過(guò)展寬從rfa1來(lái)的脈沖信號(hào)來(lái)抵消由于saw延遲線濾波帶來(lái)的影響。saw濾波器消除了芯片通帶以外的邊帶采樣響應(yīng),并且同延遲線一起工作,從而給芯片以非常高的抑制。在連續(xù)放大接收器中,rf放大器幾乎能不停地開(kāi)關(guān),允許快速地在低功耗和喚醒間轉(zhuǎn)換,而且兩個(gè)rf放大器能在工作進(jìn)斷開(kāi)以去除芯片的噪聲從而使平均電流損耗更低。rfa1接通時(shí)間的平均量(約50%)。由于本身是一個(gè)采樣接收器,在rfa1兩次接通之間應(yīng)該至少對(duì)最的rf數(shù)據(jù)脈沖采樣10次。另外檢測(cè)數(shù)據(jù)脈沖時(shí)應(yīng)加入邊緣抖動(dòng)。rf接收信號(hào)經(jīng)saw濾波器到達(dá)放大器rfa1。rfa1包括和啟動(dòng)檢測(cè)(agc設(shè)置)增益選擇(在增益35db-5db)之間轉(zhuǎn)換

24、)。agc設(shè)置是agc控制電路的輸入信號(hào),而增益選擇則是agc控制輸出信號(hào)。rfa1(和rfa2)的接通/斷開(kāi)控制是由rf放大器偏置電路和脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的。rfa1的輸出驅(qū)動(dòng)saw延遲線。第二級(jí)放大器rfa2在未飽和時(shí)增益為51db。rf 接收信號(hào)經(jīng)放大器rfa2到達(dá)一閾值增益為19db的全波檢波器的輸出端來(lái)將整個(gè)檢波器低電平信號(hào)的平方律相應(yīng)轉(zhuǎn)換成高電平的對(duì)數(shù)響應(yīng),這種結(jié)合有極好的閾值靈敏度和給檢波器大于70db動(dòng)范圍。在這種結(jié)合方式中,如果rfa1的agc有30db的增益,接收芯片將得到超過(guò)100db的動(dòng)態(tài)范圍。檢波器輸出驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)濾波器,濾波器能用極好的群時(shí)延平直度和最小脈沖阻尼振蕩提供一個(gè)

25、三級(jí)0.05度等級(jí)低通響應(yīng)。一個(gè)外接電阻能將3db帶寬濾波器的帶寬設(shè)置在4.5khz-1.8mhz。濾波器的輸出信號(hào)由基帶放大器放大后到bbout端。當(dāng)rf放大器工作占空比為50%時(shí),bbout信號(hào)變化約為10mv/db,峰值達(dá)到685mv。在較低的占空比,信號(hào)變化低利率和峰值是按比例減少的,被檢測(cè)信號(hào)加在一個(gè)能隨電源電壓,溫度等參量改變的1.1v電平上。bbout的輸出信號(hào)通過(guò)一個(gè)串聯(lián)電容與cmpin端或外接的數(shù)據(jù)處理器相耦合,電容的值決定于數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)運(yùn)行周期等因素。當(dāng)一個(gè)外接數(shù)據(jù)處理器用于agc時(shí),bbout必須通過(guò)一串聯(lián)電容與cmpin端或者說(shuō)外接的數(shù)據(jù)處理器相耦合,agc的復(fù)位功能

26、是由cmpin 信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)在低功耗模式,bbout的輸出阻抗會(huì)非常高。這項(xiàng)特征可以保護(hù)耦合電容因最小化數(shù)據(jù)限制器穩(wěn)定時(shí)間而帶來(lái)的損耗。天線這個(gè)外部rf部件對(duì)于發(fā)射器是必要的,天線與發(fā)射器要求匹,天線阻抗范圍為3572外接一個(gè)串聯(lián)匹配線圈和一個(gè)并聯(lián)的esd保護(hù)線圈,能對(duì)rfio進(jìn)行很好的匹配。cmpin端的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)數(shù)據(jù)限幅器,數(shù)據(jù)限幅器選擇由系統(tǒng)工作參數(shù)決定。數(shù)據(jù)限幅器ds1是一個(gè)電容耦合,閾值可調(diào)的比較器,在低信噪比時(shí)提供最好的性能,比較器的限制電平從0-90mv由在rfef和thld端之間的電阻設(shè)置。無(wú)信號(hào)時(shí),閾值可用調(diào)節(jié)接收芯片的靈敏度和輸出噪聲密度的方法來(lái)獲得。閾值越低,靈敏

27、度越記。信號(hào)為0時(shí),噪聲仍是連續(xù)輸出的。要求被rxdata驅(qū)動(dòng)的電路能夠處理連續(xù)的噪聲(和信號(hào))。如果rxdata驅(qū)動(dòng)一個(gè)為節(jié)能暫時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)而必須睡眠的電路,或者一個(gè)有必要使多任務(wù)處理器錯(cuò)誤中斷減到最小的電路,會(huì)有問(wèn)題。噪聲隨著上升的閾值電平而受到影響。閾值上升,帶寬必然增加。一旦信號(hào)電平升高使數(shù)據(jù)限幅器ds2工作時(shí),便能克服這種情況。峰值檢波器能迅速改變每個(gè)數(shù)據(jù)脈沖的峰值,并且能使其以1:1000的速率衰減。ds2 的觸發(fā)點(diǎn)由在rref和thld2之間的電阻設(shè)置在0-120mv,通常設(shè)置為60mv,當(dāng)rfa1和rfa2都工作在50%的占空比時(shí)等效于低于峰值6db。低于峰值6db的限制點(diǎn)用數(shù)據(jù)脈

28、沖寬度變化減小了信號(hào)幅度,ds2還允許使用更低的3db帶寬濾波器來(lái)提高靈敏度。ds2在以尖脈沖。最小化信號(hào)帶寬的ask調(diào)制時(shí)應(yīng)用最好。但是,ds2被大噪聲脈沖暫時(shí)“置盲”,這可能導(dǎo)致突發(fā)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。值得一提的是,ds2工作時(shí)ds1也被激活,ds1和ds2的輸出端是通過(guò)與門(mén)在rxdata端連在一起。thld2懸空時(shí)ds2是失效的,ds1閾值非0時(shí)則需要agc正常工作。agc控制電路,峰值檢波器的輸出同時(shí)也通過(guò)agc比較器為agc控制電路提供一個(gè)agc復(fù)位信號(hào),agc的作用是擴(kuò)展芯片的動(dòng)態(tài)工作范圍。rfa1輸出級(jí)的飽和啟動(dòng)檢測(cè)后產(chǎn)生agc控制電路的agc置位信號(hào),agc控制電路為rfa1選擇5db

29、的增益,當(dāng)峰值檢波器輸出下降到ds1的閾值電壓時(shí),agc比較器將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。信號(hào)在低通濾波器傳遞,峰值檢波器放電所耗的時(shí)間段是為了避免agc發(fā)生“顫動(dòng)”,agccap端接入一只電容。agc電容允許抑制時(shí)間比峰值濾波器衰減時(shí)間設(shè)置得更長(zhǎng)以防止接收的數(shù)據(jù)全為“0”時(shí)引起的顫動(dòng)。值得一提的是,agc工作時(shí)需要峰值檢波器工作,即使ds2未工作。將agccap端接至vcc 端可使agc中止工作。agccap與地之間用一只150k電阻代替電容agc將鎖定在接通狀態(tài)。在脈沖發(fā)生器和rf放大器偏置電路中,接收芯片的放大器時(shí)序操作是由脈沖發(fā)生器和rf放大器偏置電路控制,在運(yùn)行中由prate和pwidth輸

30、入端和來(lái)自偏置控制電路的待機(jī)控制信號(hào)控制。在低數(shù)據(jù)速率模式,一個(gè)rfa1接通脈沖下降到下一個(gè)rfa1接通脈沖上升沿的時(shí)間tprl是由一個(gè)位于prate端和地之間的電阻設(shè)置的,這個(gè)時(shí)間能夠在0.15s之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。在高數(shù)據(jù)速率模式,實(shí)際上rf放大器工作時(shí)占空比為50%這樣rfa1接通脈沖周期tprc由prate外接電阻控制在0.11.1s的范圍。在低數(shù)據(jù)速率模式,pwidth端通過(guò)一個(gè)接地電阻設(shè)置rfa1的接通脈沖tpw寬度（在低數(shù)據(jù)速率模式rfa2的接通脈沖寬度tpw2寬度設(shè)置為1.1tpw1）,接通脈沖寬度tpw1可以在0.551us之間調(diào)節(jié),但是當(dāng)pwidth端由一個(gè)1m電阻接至vcc端時(shí)

31、,rf放大器工作占空比為50%,有利于高數(shù)據(jù)速率工作,rf放大器由prate電阻控制。rfa1和rfa2通過(guò)調(diào)用睡眠模式控制信號(hào)關(guān)斷。發(fā)射部分由一個(gè)調(diào)制緩沖放大器saw延遲線（諧振器）構(gòu)成。saw濾波器抑制發(fā)射器和天線的諧振,在接收器使用的saw器件在發(fā)射模式再次使用。發(fā)射器部分操作支持兩種調(diào)制模式,即ook和ask模式。ook模式時(shí),“1”脈沖之間的信號(hào)將不被傳輸。ask模式時(shí)，“1”脈沖代表發(fā)射的電平能量較高，“0”脈沖則代表發(fā)射的電平能量較低。ook調(diào)制與第一代ash技術(shù)兼容。同時(shí)能量損耗也很低。ask調(diào)制則用于高高數(shù)據(jù)速率模式（數(shù)據(jù)脈沖寬度應(yīng)小于30us），它減少了其它形式干擾的影響而

32、且允許發(fā)射尖脈沖來(lái)控制調(diào)制帶寬。模式的選擇由cntrl0和cntrl1模式控制端來(lái)完成。當(dāng)其中的一種模式被選中時(shí),接收機(jī)射頻放大器就會(huì)關(guān)閉。在ook模式時(shí),如果txmod輸入電壓小于220mv,延遲線放大器txa1和緩沖放大器txa2就會(huì)停止工作,數(shù)據(jù)速率被延遲線的開(kāi)關(guān)次數(shù)限制(諧振器周期的理想值為12us和6us)。在ask模式,txa1被連續(xù)偏置為接通狀態(tài),txa2的輸出由txmod輸入電流調(diào)制,當(dāng)調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路得到txmod的輸出電流小于10ua時(shí),ask模式有最小輸出功率。發(fā)射機(jī)射頻放大器的輸出功率是與txmod的輸入電流成比例的,其中用一個(gè)串聯(lián)電阻調(diào)節(jié)發(fā)射擊隊(duì)機(jī)輸入功率的峰值,產(chǎn)生最大

33、飽和輸出功率需要的300ua輸入電流。收發(fā)機(jī)模式控制有4種:接收模式,ask發(fā)射模式,ook發(fā)射模式,低功耗(睡眠) 模式。模式控制是由調(diào)制和偏置控制電路控制，由cntrl0和cntrl1選擇控制。tr3001模式控制表接收ask發(fā)射ook發(fā)射睡眠cntrl01 010cntrl11100在接收和低功耗模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)txmod的電阻必須小。在低功耗模式中pwidth電阻必須較小以使電流最小。cntrl0和cntrl1輸入與cmos兼容，輸入必須維持在一個(gè)邏輯電平，不能懸空。另外，這些端口電壓應(yīng)隨電源電壓的接通而上升。saw 聲表面波元件主要作用原理是利用壓電材料的壓電特性，利用輸入與輸出換能器將

34、電波的輸入訊號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，經(jīng)過(guò)處理后，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電的訊號(hào)，以達(dá)到過(guò)濾不必要的訊號(hào)及雜訊，提升收訊品質(zhì)的目標(biāo)。 聲表濾波器和聲表諧振器被廣泛應(yīng)用在各種無(wú)線通訊系統(tǒng)、電視機(jī)、錄放影機(jī)及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器上。主要功用在于把雜訊濾掉，比傳統(tǒng)的 lc 濾波器安裝更簡(jiǎn)單、體積更小。 saw 聲表面波元件的制作可分為晶圓清洗、鍍金屬膜、上光阻、顯影、蝕刻、去光阻、切割、封裝、上蓋到印刷等相關(guān)步驟，具有可大量生產(chǎn)、損耗低及選擇性高，適用于各型手機(jī)等特點(diǎn)。 agc 電路的基本原理是隨著輸入信號(hào)幅度的變化產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)變化的直流電壓 (agc 電壓 ) ，利用這一電壓去控制一種可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)

35、( 或者控制一種可變衰減電路的衰減量 ) ：當(dāng)輸入信號(hào)幅度較大時(shí) agc 電壓控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)減小 ( 或者增大可變衰減電路衰減量 ) ，當(dāng)輸入信號(hào)幅度較小時(shí) agc 電壓控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)增加 ( 或者減小可變衰減電路衰減量 ) 。顯然，這種自動(dòng)增益控制可以達(dá)到輸出信號(hào)幅度基本穩(wěn)定的目的。增益可調(diào)的運(yùn)算放大器 ( 如 ad603) 常被用在 agc 電路中，但是這一類(lèi)器件不僅價(jià)格高，而且市面上難以買(mǎi)到。下圖是使用普通元件設(shè)計(jì)出了一種成本低廉、性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的 agc 電路。原理見(jiàn)圖 1 。圖 1 中，輸入信號(hào)經(jīng)電阻 r1 、 r2 分壓后送往運(yùn)放 f1 的同相輸入端

36、，二極管 vd 對(duì)運(yùn)放 f1 的輸出信號(hào)整流后，經(jīng)過(guò)一個(gè)形濾波電路得到一個(gè)負(fù)向的 agc 電壓，這一電壓經(jīng)運(yùn)放 f2 放大后送往場(chǎng)效應(yīng)管 3dj6 的柵極。 當(dāng)輸入信號(hào)的幅值較大時(shí)，相應(yīng)地得到了較大的 agc 電壓，運(yùn)放 f2 輸出較大的負(fù)壓至場(chǎng)效應(yīng)管 3dj6 的柵極，增大了場(chǎng)效應(yīng)管 3dj6 的源漏極間的電阻，從而減小了運(yùn)放 f1 的放大倍數(shù) 。輸入信號(hào)的幅度進(jìn)一步加大時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管 3dj6 的源漏極間的電阻也會(huì)進(jìn)一步加大，使運(yùn)放 f1 的放大倍數(shù)進(jìn)一步減小直至場(chǎng)效應(yīng)管 3dj6 的源漏極被完全夾斷，這時(shí)運(yùn)放 f1 失去放大能力成了電壓跟隨器。反之，當(dāng)輸入信號(hào)的幅值較小時(shí)， agc 電壓也很小，運(yùn)放 f2 輸出也小，場(chǎng)效應(yīng)管 3dj6 的源漏極問(wèn)的電阻很低，使運(yùn)放 fl 得到較大的放大倍數(shù)，從而在 f1 的輸出端可以 得到幅值較大的信號(hào)。 f1 、 f2 采用了雙運(yùn)放電路 lf412 ，使用 6v 和 +6v