基于TRF6900單片機射頻收發器電路設計

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　　TRF6900是TI公司推出的單片射頻收發器，內部集成了完整的發射電路和接收電路，因而特別適合ISM頻段內數據的雙向無線傳輸。文中介紹了TRF6900的結構、原理、特性及應用電路。

　　TRF6900 是Texas Instruments公司推出的單片射頻收發器芯片，其內部集成了完整的發射電路和接收電路。它的工作頻率范圍為850~950MHz，供電電壓范圍為 2.2~3.6V，射頻輸出功率高達+5bBm，而待機模式時的電流消耗僅在0.5μA~5μA之間，TRF-6900采用高吞吐率16-bit RISC結構，其最快速率可達8MIPS。另外，這種收發器還具有FM/FSK調制模式并采用三線制串行接口，因而可很方便地與微控制器相連接，可用于 ISM頻段內的數據雙向無線傳輸。適應于計算機遙測遙控系統、手持式電池供電的操作系統儀器儀表設備及安全防范系統等方面。

　　基本結構和特性

　　TRF6900采用48腳PQFP封裝形式，各引腳功能如表1所列。TRF6900主要由發射電路和接收電路兩用人才部分組成。發射電路包含RF功率 放大器、鎖相環、壓控振器、可編程的直接數字合成器和低功耗控制邏輯電路以及串行接口電路等。接收電路包括低噪聲放大器、射頻緩沖放大器、射頻混頻器、本 機振蕩緩沖放大器、第一級中頻放大器、第二級中頻放大器限幅、FM/FSK解調器、低通濾波放大器/后檢波放大器、數據限制器和接收信號強度指明示器等電 路。

　　在發射電路中，TRF6900利用3線單向串行總線(CLOCK、DATA、STRLBE)進行編程。芯片內微控制器中的24位移位寄存器中，若置 STRLBE置為高電平，則編程信息將被裝入所選的鎖存器以完成DDS模式、調制器以及PLL等的設置。當發射的數據通過TX DATA端進入DOS后，可由DOS將數字信號通過11位數/模轉換器正弦波形成器等電路轉換成模擬信號。基準振蕩器的輸入頻率fref為 15～`26MHZ，可編程的DOS分配器比率為0~4194303 bits，分辯率Δf=Nfref/224，FSK調制器寄存比率為 0～1020bits，分辨率△f=Nfref/222。芯片中的時鐘電路采用外接晶體振蕩器(25.6～26MHZ) 來產生電路所需的基準頻率。其本機震蕩采用鎖相環(PLL)方式，它由頻率合成器、外接無源回路濾波器和壓控震蕩器組成。壓控震蕩器的頻率范圍為 850～950MHZ。RF功率放大器的輸出功率高達+5bBm。

　　在接收電路中，低噪音放大器具有13bB的增益和3.0 bB的噪音指數。接收電路有標準模式和遞增益模式兩種;為了在低RF輸入電平時得到最大的靈敏度，通常應選擇標準模式，而在高RF輸入電平時則應選擇低增 益模式。混頻采用常規的雙重平衡式Gilbert-Cell混頻器結構，其輸出阻抗(MIX-OUT端)為330Ω，并且允許一個330Ω的陶瓷濾直接連 接到端點MIX-OUT。第一級中頻放大器具有大約7Bb的放大增益和330Ω的輸入輸出阻抗，每天二級中頻放大器和限幅器具有大約80Bb的放大增益和 330Ω的輸入阻抗，其中頻率范圍為10～21.4MHz限幅器的輸出連接到FM/FSK的調解器。當頻率范圍為10MHZ～21.4MHZ時，接收信號 強度指示器的斜率應為19Mv/dB。FM/FSK解調電路則用于完成對FM或FSK信號的解調。其解調器輸出帶寬為 0.3MHZ(IF=10.7MHZ)，探測范圍為300KHZ。

　　TRF6900射頻收發器芯片典型應用電路如圖2所示，圖3所示是TRF6900工作在902～928MHz頻段的實際應用電路。在圖2所示的 TRF6900與MPS430微控制器的連接示意圖中，由于TRF690的輸入信號線與MPS430的可編程數字I/O端相連，因此可在 MPS430的控制下完成所指示的操作。而圖3則給出了TRF6900工作在902～928MHz頻段的實際應用電路及元器件參數。