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06-17
摘要:RF是RF公司生产的一款高性能、高集成、超低价的专用扩频接收芯片。
其工作频段宽、工作电压低、配置灵活,应用范围广泛,非常适合应用于DS-SS和FH-SS无线通信产品的设计领域。
介绍了RF的主要特点和引脚功能,分析了其在直接序列扩频中的正交解调及其在跳频通信系统中的FSK解调应用,并给出了相应的应用电路。
。
关键词:接收器;扩频通信;跳频; QPSK/FSK; RF RF是RF公司的一款高性能扩频接收芯片。
它由射频前端的前置放大和混频、中频可变增益控制和解调功能三部分组成。
对于MHz以下的中频信号,增益可以达到90dB,增益可以通过模拟电压来实现。
RF 包含一个可以检测能量水平的接收信号强度指示电路。
由于射频中有两个对称混频器,因此对于正交解调非常有利。
当然,也可以用于FM/FSK和AM解调,但用于AM检波时,需要外接检波电路。
射频扩频接收芯片可广泛应用于扩频通信系统、双模模拟/数字接收机、POS终端、手持通信系统、2.4GHz ISM宽带接收机等系统。
1 RF的主要特点和功能 RF的主要特点如下: ●可在3~6V电压下工作; ●具有FM、PM和正交解调功能;●具有线性模拟增益控制和RSSI强度指示功能; ●中频范围为10~MH?,射频范围为~MH?; ●正常工作温度范围为:-40~+85℃; ●变频增益可达94dB以上; ●封装形式为SSOP-24。
2 引脚功能及内部电路原理 RF内部原理图及引脚排列如图1所示。
表1列出了RF的引脚功能。
从图1可以看出,射频前端具有三个射频放大器和下变频器,还包含三个具有线性增益控制和接收信号强度指示(RSSI)功能的单元电路。
此外,RF还具有正交解调器。
? Q 通道解调混频器 LO 输入 3 VCC5 I 和 Q 两通道解调混频器电源 4 VCC4 IF3 放大器电源 5 IF3 IF2 输出/IF3 输入 6、7 GND GND 8 IF2 IF1输出/IF2输入 9 VCC3 IF2放大器电源 10 VCC 2 IF1放大器电源 11, 12 IF IN-, IF IN+ IF1 放大器 的差分输入 13, 14 MIXOUT+, MIXOUT- RF 混频器输出 15, 16 LO+, LO- 射频混频器差分输入 17 B 射频输入引脚 18 E 射频晶体管发射极 19 GND 接地端子 20 BG OUT 22 带隙参考电压输出 21 GC 模拟增益控制引脚 22 RSSI 接受信号强度指示 23 Q OUT Q 通道解调混频器基带输出 24 I OUT I 通道解调计算混频器基带输出 2.1 射频前端的射频放大和下变频 RF 射频前端的射频放大和下变频采用差分输入形式,均具有低噪声放大功能。
如果不采用差分输入形式,可以将其中一个输入端悬空或连接到电源Vcc。
为了实现系统设计的灵活性,射频前端可以采用不同的方式进行设计。
为了保证射频能够在其接收灵敏度范围内可靠地接收信号,需要将LNA和混频器调整到其最大增益和最小噪声系数,这可以通过使用其外围晶体管加上电感和电容来实现。
为了提高系统的灵敏度,可以添加低噪声放大器(LNA),这也可以改善整个系统的噪声系数。
2.2 带线性增益控制和 RSSI 的 IF 放大器 RF RF 的 IF 部分由三组相同的带线性增益控制和 RSSI 的 IF 放大器组成。
当射频用于线性系统(例如直接序列扩频接收器)时,增益控制会将信号电平保持在一定水平。
并且当它用于非线性系统(例如FM或跳频接收机)时,其增益可以始终保持在最大状态。
2.3 增益控制 RF 增益的控制可以通过调整一对差分放大器并禁用另一对放大器来实现。
由于中频放大器的两个差分输入对是相互连接的,也就是说,当流向其中一对的电流较大时,流向另一对的电流较小。
2.4 接收信号强度指示 通过RSSI 可以得知接收信号强度,RSSI 随控制增益的变化而变化。
这样,在做系统设计时,就可以利用RSSI来设计反馈环路,以保持输出信号的稳定性。
2.5 正交解调器 RF 正交解调器由两个混频器组成,可由 IF 放大器的输出进行差分驱动。
必须注意的是,其输入信号必须具有 90° 相位差,这可以通过图 2 所示的简单相移电路来实现。
由于 LO 输入直接连接到输入晶体管的基极,因此需要外部上拉需要上电阻。
混频器输出可以由下一级的发射极缓冲,以便它可以直接驱动低阻抗滤波器。
芯片自带的带隙参考电压输出可用于校准电路。
在此过程中,芯片对温度和电源的变化不敏感,因此可以在2.7V至5.5V的电源条件下正常工作。
?扩频系统接收机中的正交解调应用电路。
值得注意的是,混频器输出和IF输入引脚都是单端滤波器,因此不需要使用平衡滤波器的输出和平衡IF部分的输入,而只使用一个输入和一个输出。
图中,14脚作为混频器的输出,11脚作为中频输入。

当然,你也可以使用13英尺和12英尺。
由于混频器输出和中频输入处有滤波器,当需要高隔离度时,建议使用引脚11和14,而不是引脚12和13。
经测试,在MHz下,射频接收灵敏度可以达到-dBm。
众所周知,FSK调制解调方式主要应用于跳频系统。
图4所示为跳频通信系统接收机中RF的FSK解调应用电路。
从图中可以看出,其外围电路与正交解调应用中使用的类似,只是在信号输入端有一些变化。
当射频用于FSK解调时,其增益控制可以调整到最大,因为在这种情况下,中频放大并不要求它满足线性条件。
最后需要注意的是,如果不使用RF的解调功能,而是在LO输入端添加直流电压,那么RF也可以作为普通放大器使用。
?范围广等特点。
因此,RF非常适合在无线通信领域应用。
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