1 概述 TH71101是雙超外差式結構的無線電接收芯片,工作在300~450MHz ISM頻段,能與TH7107等芯片配套,實現ISM頻段無線模擬和數字信號傳輸;內部包含一個低噪聲放大器、雙混頻器、壓控振蕩器、PLL合成器、晶體振蕩器等電路。能接收模擬和數字FSK/FM/ASK信號。FSK數據速率可達40kb/s,ASK數據速率達80kb/s,FM帶寬15kHz;靈敏度 111dBm。電源電壓2.5~5.5V,工作電流8.2mA,待機電流<100nA。適用于ISM(工業、科學和醫學)頻率范圍內的各種應用,如數據通信系統、無鑰匙進入系統、遙控遙測系統、安防系統等。 2 芯片封裝與引腳功能 TH71101采用LQFP32封裝,各引腳功能如表1所列。 表1 TH71101引腳功能
3 芯片內部結構與工作原理 TH71101內部結構框圖如圖1所示。芯片內包含低噪聲放大器(LNA)、兩級混頻器(MIX1、MIX2)、鎖相環合成器(PLL Synthesizer)、基準晶體振蕩器(RO)、充電泵(CP)、中頻放大器(IFA)、相頻檢波器(PFD)等電路。 ![]() LNA是一個高靈敏度接收射頻信號的共發、共基放大器;祛l器1(MIX1)將射頻信號下變頻到中頻1(IF1),混頻器2(MIX2)將中頻信號1下變頻到中斷信號2(IF2),中頻放大器(IFA)放大中頻信號2和限幅中頻信號并產生RSSI信號。相位重合解調器和混頻器3解調中頻信號。運算放大器(OA)進行數據限幅、濾波和ASK檢測。鎖相環合成器由壓控振蕩器(VCO1)、反饋式分頻器(DIV16和DIV2)、基準晶體振蕩器(RO)、相頻檢波器(PFD)、充電泵(CP)等電路組成,產生第1級和第2級本振信號LO1和LO2。 使用TH71101接收器芯片可以組成不同的電路結構,以滿足不同的需求。對于FSK/FM接收,在相位重合解調器中使用IF諧振回路。諧振回路可由陶瓷諧振器或者LC諧振回路組成。對于ASK結構,RSSI信號饋送到ASK檢波器,ASK檢波器由OA組成。 TH71101采用兩級下變頻。MIX1和MIX2由芯片內部的本振信號LO1和LO2驅動,與射頻前端濾波器共同實現一個高的鏡像抑制,如表2和表3所列。有效的射頻前端濾波是在LNA的前端使用SAW、陶瓷或者LC濾波器,在LNA的輸出使用LC濾波器。 表 2 基準頻率fREF、本振頻率fL0、中頻fIF與FRF鏡像抑制關系
表3 在fIF=10.7MHz時,基準頻率fREF、本振頻率fL0與fRF鏡像抑制的關系
4 應用電路設計 基于TH71101的FSK和ASK應用電路如圖2、3所示。 ![]() ![]() TH71101與單片機的接口電路如圖4所示。 ![]() ENRX=“0”時,接收模塊進入待機狀態,ENRX=“1”時,接收模塊進入接收狀態。TH71101解調輸出數據經RXD進入單片機,數據格式和數據速率由用戶根據需要確定。應注意的是:FSK數據速率不能超過40kb/s,ASK數據速率不能超過80kb/s。 參考文獻 1. Microelectronic Integrated Sys-tems Inc TH71101 315/433MHz FSK/FM/ASK Receiver 2. Microelectronic Integrated Sys-tems Inc EVB71101 315/433MHz Re-ceiver Evaluation Board Description 2002 3. 黃智偉 無線數字收發電路設計 2003 4. 黃智偉 射頻集成電路原理與應用 2003 作 者:南華大學 唐冬 黃智偉 衡陽市公路管理局 呂明霞 來 源:單片機與嵌入式系統應用2003(10) |