VHF/UHF无线发射芯片RF2516的原理与应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
RF2516是RF Micro Device公司推出的一种单片AM/ASK VHF/UHF发射芯片,可工作于100MHz~500MHz,并采用AM/ASK调制方式。其片内集成了PLL、VCO和参考振荡器。工作电压为2.25V~3.6V,可为50Ω负载提供%26;#177;10dBm的输出功率。 RF2516可应用在315 MHz~433 MHz 的远程无钥匙接入系统、无线安全系统及其它远程控制设备中。由于其片内集成了VCO、鉴相器、预定标器和参考振荡器,因此,只要外接一个晶体谐振器就可构成完整的锁相环。RF2516除了具有标准的掉电模式外,还具有自动锁相检测功能。当PLL失锁时,发射输出无效. 1 引脚功能 RF2516采用16脚QSOP封装形式。下面是其各引脚的功能说明: 脚1(OSCB):该脚直接和参考振荡器三极管的基极相连。一个68pF的电容接在该脚和引脚2间; 脚2(OSCE): 该脚直接和参考振荡器三极管的发射极相连。一个33pF的电容接在该脚和地之间; 脚3(PD):当该脚为低电平时,所有的电路关闭;当该脚为高电平时,电路正常工作; 脚4(GND):TX OUT放大器的接地端,应使引线尽量短并直接连接到地,以求最佳的工作性能; 脚5(TXOUT): 发射输出端,该脚是集电极开路输出端,需要接一个馈电电感与匹配电容,构成集电极谐振匹配电路同时给放大器的集电极馈电; 脚6(GND1):TX输出缓冲放大器接地端; 脚7(VCC1):该脚给缓冲放大器提供偏置; 脚8(MOD IN):AM、数字调制信号通过该脚加给载波。一个外部电阻通过该脚给输出放大器提供偏置,其电压不能超过1.1V,过高的电压可能损坏器件; 脚9(VCC2): 该脚用来给VCO、晶体振荡器、鉴相器提供直流偏置。中频旁路电容应直接接在该脚和地之间; 脚10(GND2):数字PLL接地端; 脚11(VREF P):旁路偏置参考电压引脚,旁路电容应选择合适的大小以给参考晶体振荡器滤波,旁路电容直接和该脚相连; 脚12(RESNTR-):该脚用来给VCO提供直流控制电压,并调节VCO的中心频率; 脚13(RESNTR +):和引脚12相同; 脚14( LOOP FLT): 泵电路输出端,从该脚到地的RC网络用来设置PLL带宽; 脚15(LD FLT):该脚用来设置锁定检测电路的门限,旁路电容用来和片内1kΩ电阻设置RC时间常数。这个信号用来控制MOD IN电路。时间常数应是参考周期的10倍; 脚16(DIV CTRL):预置分频器控制端,高电平选择64分频,低电平选择32分频。 2 内部结构 RF2516的内部结构如图1所示。RF2516中的参考振荡器是COLPITTS(考毕兹)型振荡器(电容反馈式三点振荡电路)。引脚1(OSC B)和引脚2(OSC E)通常与振荡三极管相连。两个电容的大小分别为68pF和33pF。COLPITTS型振荡器具有高可靠性、相位噪声合适等特性。 预定标器的作用是通过设置DIV CTRL引脚上的逻辑电平将VCO的输出频率64分频或32分频。高电平选择64分频,低电平选择32分频。分频后的信号将反馈到鉴相器内与参考频率进行比较。 RF2516片内集成有鉴相器和电荷泵。鉴相器可将参考振荡器和VCO的相位进行比较。它的输出一般与电荷泵相连。鉴相器是双稳态触发型数字鉴相器,也称为数字鉴相/鉴频器或数字三态比较器。其电路主要由两个D触发器组成,它们的输出加到与非门。与非门的输出与触发器的复位端相连。 触发器的输出还和电荷泵相连。每个触发器的输出是一脉冲信号,它的频率与触发器的输入信号频率有关。当两个触发器的输入相同时,其输出被锁频锁相。而当输入不同时,触发器将提供信号给电荷泵,并由电荷泵对环路滤波器充电、放电或进入高阻状态,这也是三态数字比较器的来历。这种鉴相器的主要优点是能够纠正相位和频率误差。当已锁相时,鉴相器可用相位误差来纠正;当失锁时,鉴相器用频率误差来纠正。这种鉴相器可以在任何条件下进入锁相状态。 器件中的电荷泵由两个三极管组成,一个给环路滤波器充电,另一个给环路滤波器放电。它的输入是鉴相器的触发器输出信号。因为有两个D触发器,所以有四种状态。环路滤波器可对来自电荷泵的脉冲进行积分,以得到VCO的控制电压。 VCO的输出通过缓冲放大器加到预定标器电路,可选择进行64分频或32分频位与参考振荡器频率进行比较。 发射放大器由驱动极和集电极开路的两级放大电路组成。可在3.6V电压作用下给50Ω负载提供+10dBm的输出功率。 锁相检测电路和鉴相器的输出相连,可在VCO和参考振荡器没有锁定时,控制锁相检测电路使发射电路不工作。 3 应用电路 图2所示是RF2516工作于315MHz的射频发射电路。该电路工作时,音频信号控制变容二极管D1的电容,该电容是晶体谐振回路的一个电容,可用于音频信号对载波的直接调频。图2电路中,RF2516的引脚5接有50Ω的微带传输线,它只有阻性,而无感性。电容C3和电感L1构成的倒L型谐振匹配回路可谐振于315MHz,并与无线辐射阻抗匹配。电阻R3和电容C4是电源的馈电回路。电阻R5和电容C7组成的RC网络用来设置PLL的带宽。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/rfandwireless/200703/11407.html
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