基于TH71101的FSK/ASK数字接收电路设计

发布时间:2010-3-18 20:38    发布者:蹦蹦
关键词: ASK , FSK , TH71101 , 数字接收电路
1 概述

TH71101是双超外差式结构的无线电接收芯片,工作在300~450MHz ISM频段,能与TH7107等芯片配套,实现ISM频段无线模拟和数字信号传输;内部包含一个低噪声放大器、双混频器、压控振荡器、PLL合成器、晶体振荡器等电路。能接收模拟和数字FSK/FM/ASK信号。FSK数据速率可达40kb/s,ASK数据速率达80kb/s,FM带宽15kHz;灵敏度 111dBm。电源电压2.5~5.5V,工作电流8.2mA,待机电流<100nA。适用于ISM(工业、科学和医学)频率范围内的各种应用,如数据通信系统、无钥匙进入系统、遥控遥测系统、安防系统等。

2 芯片封装与引脚功能

TH71101采用LQFP32封装,各引脚功能如表1所列。

表1 TH71101引脚功能
引脚号符  号
功       能
1VEE
2GAIN-LNA低噪声放大器(LNA)增益控制
3OUT-LNALNA输出,连接到外接的LC调谐回路
4IN-MIX1混频器1(MIX1)输入,单端阻抗约33Ω
5VEE
6IF1P中频1(IF1)集电极开路输出
7IF1N中频1(IF1)集电极开路输出
8VCC电源输入
9OUT-MIX2混频器2(MIX2)输出,输出阻抗约330Ω
10VEE
11IFA中频放大器(IFA)输入,输入阻抗约2.2kΩ
12FBC1连接外接的中频放大器反馈电容
13FBC2连接外接的中频放大器反馈电容
14VCC电源输入
15OUT-IFA中频放大器输出
16IN-DEM解调器(DEMOD)输入
17VCC电源输入
18OUT-OA运算放大器(OA)输出
19OAN运算放大器(OA)负极输入
20OAP运算放大器(OA)正极输入
21RSSIRSSI输出,输出阻抗约36kΩ
22VEE
23OUTPFSK/FM正输出,输出阻抗100300kΩ
24OUTNFSK/FM负输出,输出阻抗100300kΩ
25VEE
26RO基准振荡器输入,外接晶体振荡器和电容
27VCC电源输入
28ENRX模式控制输入
29LF充电泵输出和压控振荡器1(VCO1)控制输入
30VEE
31IN-LNALNA输入,单端阻抗约26Ω
32VCC电源输入

3 芯片内部结构与工作原理

TH71101内部结构框图如图1所示。芯片内包含低噪声放大器(LNA)、两级混频器(MIX1、MIX2)、锁相环合成器(PLL Synthesizer)、基准晶体振荡器(RO)、充电泵(CP)、中频放大器(IFA)、相频检波器(PFD)等电路。

1.gif

LNA是一个高灵敏度接收射频信号的共发、共基放大器。混频器1(MIX1)将射频信号下变频到中频1(IF1),混频器2(MIX2)将中频信号1下变频到中断信号2(IF2),中频放大器(IFA)放大中频信号2和限幅中频信号并产生RSSI信号。相位重合解调器和混频器3解调中频信号。运算放大器(OA)进行数据限幅、滤波和ASK检测。锁相环合成器由压控振荡器(VCO1)、反馈式分频器(DIV16和DIV2)、基准晶体振荡器(RO)、相频检波器(PFD)、充电泵(CP)等电路组成,产生第1级和第2级本振信号LO1和LO2。

使用TH71101接收器芯片可以组成不同的电路结构,以满足不同的需求。对于FSK/FM接收,在相位重合解调器中使用IF谐振回路。谐振回路可由陶瓷谐振器或者LC谐振回路组成。对于ASK结构,RSSI信号馈送到ASK检波器,ASK检波器由OA组成。

TH71101采用两级下变频。MIX1和MIX2由芯片内部的本振信号LO1和LO2驱动,与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制,如表2和表3所列。有效的射频前端滤波是在LNA的前端使用SAW、陶瓷或者LC滤波器,在LNA的输出使用LC滤波器。

表 2 基准频率fREF、本振频率fL0、中频fIF与FRF镜像抑制关系
注入类型低  端高  端
fREF(fRF-fIF)/16fRF+fIF/16
fLO16·fREF16·fREF
fIFfRF-fLOfLO-fRF
fRF imagefRF-2fIFfRF+2fIF

表3 在fIF=10.7MHz时,基准频率fREF、本振频率fL0与fRF镜像抑制的关系
参  数fRF=315MHzfRF=315MHzfRF=433.6MHzfRF=433.6MHz
fREF/MHz19.0187520.3562526.4312527.76875
fLO/MHz304.3325.7422.9444.3
fRF image/MHz293.6336.4412.2455.0

4 应用电路设计

基于TH71101的FSK和ASK应用电路如图2、3所示。

2.gif

3.gif

TH71101与单片机的接口电路如图4所示。

4.gif

ENRX=“0”时,接收模块进入待机状态,ENRX=“1”时,接收模块进入接收状态。TH71101解调输出数据经RXD进入单片机,数据格式和数据速率由用户根据需要确定。应注意的是:FSK数据速率不能超过40kb/s,ASK数据速率不能超过80kb/s。

参考文献

   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. 黄智伟 无线数字收发电路设计 2003
   4. 黄智伟 射频集成电路原理与应用 2003

作 者:南华大学 唐冬 黄智伟 衡阳市公路管理局 吕明霞  
来 源:单片机与嵌入式系统应用2003(10)
本文地址:https://www.eechina.com/thread-9569-1-1.html     【打印本页】

本站部分文章为转载或网友发布,目的在于传递和分享信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责;文章版权归原作者及原出处所有,如涉及作品内容、版权和其它问题,我们将根据著作权人的要求,第一时间更正或删除。
您需要登录后才可以发表评论 登录 | 立即注册

厂商推荐

关于我们  -  服务条款  -  使用指南  -  站点地图  -  友情链接  -  联系我们
电子工程网 © 版权所有   京ICP备16069177号 | 京公网安备11010502021702
快速回复 返回顶部 返回列表