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电子电路大全(PDF格式)-第99部分

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 C41   TBD pF;5%;C0G;0603              6。8pF;5%;C0G;0603                         —                             —  



 C42   TBD pF;5%;C0G;0603              8。2pF;5%;C0G;0603                 10pF;5%;C0G;0603              10pF;5%;C0G;0603  



C171     18 pF;5%;C0G;0603             18pF;5%;C0G;0603                  18pF;5%;C0G;0603              18pF;5%;C0G;0603  



C181     18 pF;5%;C0G;0603             18pF;5%;C0G;0603                  18pF;5%;C0G;0603              18pF;5%;C0G;0603  



  


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



                                                                                                                    续表  



 项目           315MHz                       433MHz                            868MHz                       915MHz  



 L32     TBD nH;10%;0805                68nH;10%;0805                     12nH;10%;0805                12nH;10%;0805  



                                 (线圈形式0805CS…680XKBC)             (线圈形式0805HQ…2N5XKBC)                   (线圈形式 



                                                                                                     0805CS…120XKBC)  



 L41     TBD nH;10%;0805               6。2nH;10%;0805                    2。5nH;10%;0805               2。5nH;10%;0805  



                                (线圈形式0805HQ…6N2XKBC)              (线圈形式0805HQ…2N5XKBC)                   (线圈形式 



                                                                                                    0805HQ…2N5XKBC)  



 L101     TBD nH;5%;0805                27nH;5%;0805                      3。3nH;5%;0805                3。3nH;5%;0805  



                                     (Koa KL732ATE27NJ)               (koa KL732ATE3N3C)           (koa KL732ATE3N3C)  



 R131      82kOhm;1%;0603                 82kOhm;1%;0603                      82kOhm;1%;0603                 82kOhm;1%;0603  



XTAL    14。7456MHz 晶振,                 14。7456MHz 晶振                    14。7456MHz 晶振                 14。7456MHz 晶振  



             16pF 负载                      16pF 负载                           16pF 负载                      16pF 负载  



                                                                                                                           



                                            图3。8。3    CC1010 应用电路图  



     为使用户在不同应用中得到最好的性能,可以通过设置可编程的组态寄存器的状态来实 



  


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                           第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                                     ·241 · 



现。在可编程的组态寄存器中,下面所示的一些关键参数能够被编程:  

     z  接收和发射模式;  

     z  RF 输出功率电平;  

     z  频率合成关键参数(RF 输出频率,FSK 调制频率分离偏差,晶振基准频率);  

     z  低功耗模式;  

     z  基准振荡器在低功耗模式中启动或关闭;  

     z  数据速率和数据形式选择等等。  

     Chipcon pononts 公司提供给CC1010 用户一个Smart RF Studio                    (Windows 界面)的 

软件,Smart RF Studio  将根据用户的不同选择,产生设置CC1010 工作状态所需的数据。这 

些数据必须输入到微控制器中,通过编程输入到CC1010  的可编程的组态寄存器中,完成对 

CC1010 工作状态的设置。另外Smart  RF  Studio  将提供给用户PLL 回路和输入/输出匹配电 

路所需的元件参数。Smart RF Studio               (Windows 界面)的编程界面如图3。8。4 所示。  



                                                                                  



                               图3。8。4    Smart RF Studio 的编程界面  



     射频输入/输出匹配网络图如图3。8。5 所示。不同频率范围的参数值如表3。8。4 所示。  



                                                                          



                                图3。8。5    射频输入/输出匹配网络图  



  


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



                                      表3。8。4    射频输入/输出匹配网络参数值  



  项目              315MHz                      433Mhz                          868MHz                      915MHz  



  C31      TBDpF;5%;C0G;0603        15pF;5%;C0G;0603                10pF;5%;C0G;0603                TBDpF;5%;C0G;0603  



  C41      TBDpF;5%;C0G;0603        8。2pF;5%;C0G;0603               —                               —  



  C42      TBDpF;5%;C0G;0603        5。6pF;5%;C0G;0603               4。7pF;5%;C0G;0603               TBDpF;5%C0G;0603  



  L32      TBDnH;10%;0805           68nH;10%;0805                   120nH;10%;0805                  TBDnH;10%;0805  



                                    (线圈形式0805CS…680XKBC)            (线圈形式0805CS…121XKBC)  



  L41      TBDnH;10%;0805           6。2nH;10%;0805                  2。5nH;10%;0805                  TBDnH;10%;0805  



                                    (线圈形式0805HQ…6N2XKBC)            (线圈形式0805HQ…2N5XKBC)  



        

      RSSI  电路如图3。8。6 所示,图中电阻R281 取值27kOhm,电容C281 取值1nF,RSSI  电压 

范围为0~1。2V。  



                                                                                     



                                                  图3。8。6    RSSI 电路  



      晶体振荡器电路如图3。8。7 所示,元件参数如表3。8。5 所示。  



                                                                                           



                                              图3。8。7    晶体振荡器电路  



                                         表3。8。5    晶体振荡器电路元件参数  



          项         目                  C =12pF                        C =16pF                        C =22pF  

                                         L                              L                             L 



            C171                         6。8pF                          15pF                           27pF  



            C181                         6。8pF                          15pF                           27pF  



        

      CC1010 的评估模块如图3。8。8 所示。RF  电路工作在高的频率,对PCB 的版面设计是敏 

感的。Chipcon 小心谨慎地设计了CC1010EM 评估板的PCB 版面,推荐用户拷贝它运用于自 

己的PCB 设计中。PCB 采用4 层板。材料FR…4 。PCB 厚1。6mm,第1 层是顶部,2 和3 层 

是在内部,4 层在底部。第1 层和第4 层用来布局电路导线,2 层是接地板,3 层是电源布线 

板。所有没有用做布线的面积,用铜填满,连接到地,提供 RF  屏蔽。地板通过通孔与所有 



  


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                                       第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                                                               ·243 · 



的层连接在一起。CC1010 的去耦电容和VCO  电感(L101 )是放在底板面,其他元器件放在 

第1 层。评估板的印制板图如图3。8。9 所示。  



                                                                                                                       

                                                         (a )第1 层元器件布局  



                                                                                                                       

                                                          (b )底板元器件布局  



                                                  图3。8。8    CC1010 的评估模块  



  


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



                                                                                                                            

                                                                     (a )印制板第1 层  



                                                                                                                              

                                                                     (b )印制板第3 层  



                                                                                                                              

                                                                     (c )印制板第4 层  



                                                             图3。8。9    评估板印制板图  



  


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                          第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                                 ·245 · 



 3。9    315。00 MHz OOK 收发器模块DR3101 的原理与 

                                  应用电路设计  



     3。9。1    概述  



     DR3101  是利用RF Monolithics 公司的单片OOK/ASK 收发器芯片TR3001 组成的,工作 

频率为315。00MHz,可接收和发射数字OOK 信号,OOK 数据传输速率可达 19。2kb/s,接收 

灵敏度为…100dBm。电源电压为2。7V~3。5V,接收模式工作电流为1。8mA,发射模式输出功 

率为 0。75mW,工作电流为 12mA,睡眠模式电流为 5uA ,睡眠模式转换到接收模式时间为 

20us,发射模式转换到接收模式时间为20us,接收模式转换到发射模式时间为12us,工作温 

度范围为…40 ℃~+85 ℃。符合FCC  Part  15 规范。适合高稳定、小尺寸、低功耗、低价格的 

短距离无线数据通信和无线控制应用。  



     3。9。2    主要技术指标  



     DR3101 的主要技术指标如表3。9。1 所示。  



                              表3。9。1    DR3101 的主要技术指标  



               参        数           最    小    值  典    型    值  最    大    值    单        位  



   工作频率                               314。80                   315。20         MHz  



   调制类型                                            OOK                            



   数据速率,OOK                                                    19。2           kb/s  



                接收灵敏度                  …85                     …100           dBm  



   接收器性能        抑制±30MHz                           55                          dB  



                输入电流(3V )              1。8                      4。5            mA  



                输出功率                               0。75                       mW  



                输入电流(3V )                                       12             mA  

   发射器性能  

                OOK 导通/关断时间                                    12/6            us  



                ASK 输出上升/下降时间                                  1。1/1。1         us  



   发射到接收开关时间                                       200                         us  



   接收到发射开关时间                                                    12             us  



    电源电压                               2。7                      3。5            V  



   睡眠模式电流消耗                                                     5              uA  



   工作温度                                …40                     +85             ℃  



     3。9。3    芯片封装及引脚功能  



     DR3101 采用模块形式封装,如图3。9。1 所示。各引脚功能介绍如下。  

     引脚 1:AGC/VCC ,这个引脚端直接连接在收发器芯片TR3001  的AGCCAP  引脚端, 

这个引脚端控制AGC 操作。不使能AGC 操作时,连接这个引脚端到电源电压VCC 。使能 

AGC 操作时,连接AGC  复位电容到地,用来设置AGC  的最小控制时间。电容使用误差在    



  


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



±10%范围的陶瓷电容器。电容是为了防止AGC  “颤动”设置,其值为:  



                               CAGC = 19。1tAGH  



                                                     



                          图3。9。1    DR3101 引脚封装形式  



式中,tAGC 单位是us,CAGC 是pF 。由上式给出的CAGC 值可以使抑制时间控制在tAGC ~2。65tAGC 

之间,其值取决于工作电压和温度等因素。AGC                  抑制时间应远大于峰值检波器时间。但是 

AGC 的抑制时间不应太长,否则AGC 遇到噪声或干扰信号时接收机恢复到最高灵敏度的时 

间会变得很慢。当用小于30us 的数据脉冲进行OOK 调制时,AGC 的使用具有选择性。AGC 

可连接至VCC 而停止工作。AGC 操作需峰值滤波器起作用,在接收机的低功耗(睡眠状态) 

和发射模式,峰值滤波器的电容会放电。  

    引脚2 :PK  DET ,这个引脚端直接连接在收发器芯片TR3001 的PKDET 引脚端,这个 

引脚端控制峰值检波器操作。一个峰值检波器电容连接在此引脚端和地之间。峰值检波器电 

容应使用误差在                                           : 

             ±10%范围内的陶瓷电容器,这个接地电容以1  1000 的速率设置峰值检波器 

冲击和衰减时间。在大多数应用中,这些时间常量应与基带时间常量一致。给定一个基带电 

容CBBO ,峰值检波器电容值为:  

                            CPKD=0。33CBBO (pF )  

时间常量随电源电压、温度等因素的变化在tPKA ~1。5tPKA 之间变化。峰值检波器驱动数据峰 

值限幅器工作并激活AGC 释放功能。AGC  的抑制时间在AGC  电容作用下可以大于峰值滤 

波器的衰减时间。在低数据速率和 OOK              调制,可以选择数据峰值限幅器和 AGC 。PKDET 

和THLD2 可以不连接,AGC 脚接至VCC  以减少外部元件的数量。峰值滤波器电容在接收 

机低功耗(睡眠状态)和发射状态是会放电的。  

    引脚 3 :RX  BBO ,这个引脚端直接连接在收发器芯片 TR3001               的 BBOUT   引脚端,    

BBOUT 引脚端为基带输出。使用陶瓷电容器接在BBOUT 与CMPIN 间。这个引脚通过一个 

为内部数据限幅器工作的耦合电容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 ~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 



  


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                     第3 章    射频收发器芯片原理与应用电路设计                      ·247 · 



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上的电压。  

    引脚4 :RX  DATA ,这个引脚端直接连接在收发器芯片TR3001 的RX  DATA 引脚端, 

RX DATA 引脚端为接收芯片数据输出。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,可用一个 1000kOhm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 V            +200mV 。  

                         CC 



    引脚5:TX  IN,这个引脚端通过一个4。7kOhm的地电阻连接在收发器芯片TR3001 的TXMOD 

引脚端,TXMOD  引脚端为发射机调制输入。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
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