单片射频收发芯片TRF6901的原理与应用

    关键词：FSK；OOK；ISM；TRF6901

１　概述

ＴＲＦ６９０１是ＴＩ公司推出的单片低成本射频收发器芯片，其内部集成了完整的发射电路和接收电路，可以很容易地组成一个半双工射频连接器。ＴＲＦ６９０１具有多个频道，其工作频率可以编程，频率范围为８６０～９３０ＭＨｚ。芯片的供电电压范围为１．８Ｖ～３．６Ｖ，射频输出功率高达＋９ｄＢｍ。

ＴＲＦ６９０１的主要特点如下：

● 工作频率范围为８６０ＭＨｚ～９３０ＭＨｚ；

● 低功耗，发射电流最大为４０ｍＡ，接收电流最大为２０ｍＡ，待机电流最大为４μＡ；

● 可以使用ＯＯＫ和ＦＳＫ两种调制方式；

● 集成有频率合成器和压控振荡器；

● 内含锁相环和参考振荡器；

● 具有９ｄＢｍ的典型输出功率；

● 内含可编程电池检测电路；

● 带有接收信号强度检测器；

● 具有灵活的３线串行接口，可方便地与微控制器进行连接；

● 基准振荡器频率可编程微调；

● 集成度高，外围元件少；

● 采用４８脚ＰＱＦＰ封装，体积小。

图1

    ＴＲＦ６９０１和微控制器之间可以通过１１条引脚连接，若想构成低功耗系统，可以选择ＴＩ公司的ＭＳＰ４３０系列单片机来作微控制器。

２ 引脚功能

３ 内部结构

ＴＲＦ６９０１芯片的内部结构如图１所示，各部分的功能原理如下：

３．１ 低噪声放大器和混频器

ＴＲＦ６９０１内部集成的低噪声射频放大器采用差分方式输入，芯片外部的网络具有５０Ω阻抗匹配和１８０°相移的作用，可以把输入信号转换为相位差为１８０°的两路信号并分别输入到低噪声放大器的两个引脚。该差分电路的输入阻抗约为５００Ω。

低噪声放大器的输出信号为高频信号，为了便于进一步放大、解调，设计时应使用混频器把它变成中频信号。该混频器的本振信号由片内ＰＬＬ控制的ＶＣＯ提供，本振频率等于接收信号频率减去中频频率，并可以根据接收信号的频率对本振频率进行编程控制。

３．２ 滤波器和中频放大器

为了使整个接收电路具有良好的选择性，混频器的输出信号需经过一个外接的中频滤波器进行滤波。中频频率可选１０．７ＭＨｚ，对应的滤波器也可以选择１０．７ＭＨｚ的三端陶瓷滤波器。滤波器的输出再输入到中频放大器进行放大。

中频放大器同样采用差分输入。为了把三端滤波器的输出信号变成一个差模信号，可在差分电路的两个输入端连接电感以实现１８０°的相移。中频放大器包含的增益为６８ｄＢ的限幅放大器可实现高增益的中频信号放大。

３．３ 接收信号强度指示电路（ＲＳＳＩ）

接收信号强度指示器的输出电压是对中频限幅放大器的输入信号进行整流后得到的直流电压，其电压大小和接收到的信号强弱成正比。ＲＳＳＩ信号可用作故障检测、收发中的握手信号以及射频通道的选择信号；在有些应用中，它还可以用作ＡＳＫ和ＯＯＫ的解调信号。