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文档简介

1、MICRF506410 mhz到450 mhz的ISM波段收发器总则MICRF506是一个真正的单片频移键控(FSK)收发器,主要用于半双工传输的双向射频链接。是符合欧洲电信标准协会(ETSI)规范,EN300 220的无线UHF多频道FSK收发的器件。发射器由锁相环频率合成器和功率放大器组成。频率合成器由压控振荡器(VCO),晶体振荡器,双系数预分频器、可编程分频器,和相位检测器组成。环路滤波器是灵活性的外置方式,可以是一个简单的无源电路。功率放大器的输出功率支持7级可编程。锁定检测电路用于检测出PLL的锁定。在接收模式下,PLL合成器生成的本振(LO)信号。提供LO频率的N,M和A值存储在

2、N0,M0,和A0寄存器。接收器是一个零中频(IF)类型,这就使得低功耗集成低通滤波器的信道滤波成为可能。接收器包含一个用于驱动一对正交混合的低噪声放大器(LNA)。混频器输出馈送到两个正交相位完全相同的信号通道。每个通道包括一个前置放大器、一个三阶萨伦键控 RC低通滤波器(出现邻道强信号时保护接下来的开关电容滤波器),和一个限幅器。主通道滤波器是一个由6极点开关电容实现的椭圆曲线的低通滤波器。萨伦键控RC滤波器的截止频率可编程为4个不同频率:100kHz、150kHz、230kHz和340kHz。解调I和Q通道的输出产生一个数字的数据输出。解调器检测I、Q通道的相对相位。如果I通道信号滞后于

3、Q通道,FSK调制频率就高于LO频率(数据“1”)。如果I通道超前Q通道,FSK调制频率就低于LO频率(数据“0”)。这个接收的输出在DataIXO引脚是有效的。接收信号强度指示(RSSI)电路指示收到信号的电平。所有帮助文件都能在Micrel的网站上找到。特征 l 真正的单片收发器l 数字位同步器l 接收信号强度指示(RSSI)l 接收和发送电源管理l 掉电功能l 参考晶振调整能力l 频率误差评估l 三线编程串行接口l 寄存器回读功能应用l 遥测技术l 远程测量l 无线控制器l 远程数据无线中继l 无线摩登l 无线安全系统RadioWire® RF 选型指南器件频率范围最大数据速率

4、接收功耗供应电压发送功耗调制发送封装MICRF500700MHz 1.1GHz128k Baud12mA2.5 to 3.4V50mAFSKLQFP-44MICRF501300MHz 440MHz128k Baud8mA2.5 to 3.4V45mAFSKLQFP-44MICRF505850MHz 950MHz200k Baud13mA2.0 to 2.5V28mAFSKMLF-32MICRF506410MHz 450MHz200k Baud12mA2.0 to 2.5V21.5mAFSKMLF-32MICRF405290MHz 980MHz200k BaudNA2.0-3.6V18mAFSK

5、/ASKMLF-24订购信息部件编号结温范围(1)封装MICRF506YML TR40° to +85°C无铅 32-Pin MLFTMMICRF506BML TR40° to +85°C32-Pin MLFTM方框图IF放大萨伦键控主滤波器SCLKIOLNA萨伦键控主滤波器解调器时钟恢复控制逻辑CSDATAIXOIF放大LC 滤波器ANTPALO缓冲4分频偏移量控制调制器RSSIDATACLKRSSICIBIASPA缓冲频率 合成器XCOLDPTATBIAS偏置XTALINXTALOUTCPOUTVCOVARIN环路 滤波器引脚配置MICRF506BM

6、L32-Pin MLF引脚描述引脚编号引脚名称类型引脚功能1RFGNDLNA和PA电路地2PTATBIASO连接偏置电路电阻3RFVDDLNA和PA电路供电4RFGNDLNA和PA电路地5ANTI/O天线输入/输出6RFGNDLNA和PA电路地7RFGNDLNA和PA电路地8NC不连接9CIBIASO连接偏置电路电阻10IFVDDIF/混频器供电11IFGNDIF/混频器地12ICHOUTO测试引脚13QCHOUTO测试引脚14RSSIO接收信号强度指示15LDOPLL锁定检出16NC不连接引脚编号引脚名称类型引脚功能17NC不连接18DATACLKO接收/发送数据时钟输出19DATAIXOI

7、/O接收/发送数据输入/输出20IOI/O三线接口数据输入/输出21SCLKI三线接口串行时钟输入22CSI三线接口片选23XTALINI晶体振荡器输入24XTALOUTO晶体振荡器输出25DIGVDD数字电路供电26DIGGND时钟电路地27CPOUTOPLL电荷泵输出28GND基底地29VARINIVCO变容二极管30VCOGNDVCO地31VCOVDDVCO供电32NC不连接极限参数(1)供电电压(VDD)+2.7V 任何引脚电压(GND=0V)-0.3V到2.7V存储温度(TS)-55°C到+150°CESD等级(3) 2KV电气性能(4)f = 433MHz。数据

8、速率= 125kbps,调制类型=闭环VCO调制,VDD = 2.5V;TA = 25°C,粗体值是指40°CTA+85°C,除非另外说明。标志参数条件最小值典型值最大值单位RF频率工作范围410450MHz供电2.02.5V掉电电流0.33uA待机电流280uAVCO(压控振荡器)和PLL(锁相环)部分基准频率440MHzPLL锁定时间(5)3KHz带宽433.75MHz到434.25MHz0.71.3ms430MHz到440MHz1.32msPLL锁定时间(5)20KHz带宽433.75MHz到434.25MHz0.3ms转换时间(5)3KHz环路带宽接收到发

9、送1.01.4ms发送到接收1.02.5ms待机到接收1.03ms待机到发送1.0ms晶体振荡器启动时间16MHz,9pF负载5.6pF负载电容1.0ms电荷泵电流VCPOUT=1.1V,CP_HI=0100125170uAVCPOUT=1.1V,CP_HI=1420500680uA发射部分输出功率RLOAD=50,Pa2-0=11111dBmRLOAD=50,Pa2-0=001-7dBm输出功率允差超出温度范围1dB超出供电范围3dB发射电流消耗RLOAD=50,Pa2-0=11121.5mARLOAD=50,Pa2-0=00110.5mARLOAD=50,Pa2-0=0008mA二进制FS

10、K频率间隔(5)位率=200kbps20500kHz数据速率(5)VCO调制20200kbps分频器调制20kbps工作参数(2)供电电压(VIN)+2.0V到+2.5V射频频率 410MHz到 450MHz数据速率 <200k波特率环境温度(TA)-40°C到+85°C封装热阻 MLFTM(JA)41.7°C/W标志参数条件最小值典型值最大值单位占用带宽(5)38.4kbps,=2,20dBc140kHz125 kbps,=2,20dBc550kHz200 kbps,=2,20dBc800kHz434MHz时谐波分量ETSI EN300 220(使用天线匹

11、配网络)-36dBm限制频带的寄生辐射<1GHz(5)-54dBm寄生辐射<1GHz(5)-36dBm寄生辐射>1GHz(5)-30dBm接收部分接收电流消耗所有功能都上电12mA低噪声前置放大器(LNA)分流10.3mALNA的开关电容滤波器分流9.8mA开关电容和LNA的分流8.0mA接收电流消耗变动超温3mA接收灵敏度2.4kbps,=16,BER 10-113dBm4.8kbps,=16,BER 10-111dBm19.2kbps,=4,BER 10-106dBm38.4kbps,=4,BER 10-104dBm76.8kbps,=2,BER 10-101dBm125

12、 kbps,=2,BER 10-100dBm200 kbps,=2,BER 10-97 dBm接收最大输入功率125 kbps,125kHz频偏+12dBm20 kbps,40kHz频偏+2dBm接收灵敏度允差超出温度范围4dB超出供电范围1dB接收带宽50350kHz共道抑制19.2kbps,=6,SC=133kHz-8dB邻道抑制500kHz间隔,19.2kbps,主滤波器截止频率133kHz48dB1MHz间隔,19.2kbps,主滤波器截止频率133kHz56dB阻断期望信号:19.2kbps,=6,3dB以上感测,SC=133kHz偏移±1MHz61dB偏移±2M

13、Hz58dB偏移±5MHz46dB偏移±10MHz62dB偏移±30MHz75dB1dB压缩-34dBm输入IP31MHz间隔的2边频-25dBmLO(本振)泄漏-90dBm寄生辐射(5)<1GHz,EN300 220-57dBm>1GHz,EN300 220-47dBm输入阻抗50标志参数条件最小值典型值最大值单位RSSI动态范围50dBRSSI输入范围Pin=-110dBm0.9VPin=-60dBm2V数字输入/输出VIH输入逻辑高电平0.7VDDVDDVVIL输入逻辑低电平00.3VDDV时钟/数据频率(5)10MHz时钟/数据占空比4555%

14、注意:1、超过极限参数可能损害器件。2、不保证超出器件工作范围以外的功能。3、器件对静电敏感,处理注意事项建议,以人体电阻模型,每100pF串联1.5K。4、仅代表封装产品的技术参数。5、由设计决定。编程概述MICRF506的功能通过一组程序位流的编码激活。程序位流根据一组可寻址控制寄存器的设置有序排列,每个寄存器支持8位。MICRF506总共有23个控制寄存器,按0到22的地址排列。使用者可以读取全部控制寄存器,也可以写前22个寄存器(0到21),寄存器22是只读寄存器。所有控制寄存器都是8位,在访问控制寄存器时,8个位都必须一起被写入或读出。某些寄存器的8个为并不是都会用到,不用的位的值是

15、“不在乎。”控制寄存器0表示地址为0的控制寄存器,控制寄存器1表示地址为1的控制寄存器,以次类推。下表是控制寄存器的汇总表。除了不用的位(标记“-”)都是命令位(标记为“0”或“1”)的编码。总是维持它们如下表所示。地址数据A6A0D7D6D5D4D3D2D1D00000000LNA_byPA2PA1PA0Sync_enMode1Mode0Load_en0000001Modulation1Modulation000RSSI_enLD_enPF_FC1PF_FC00000010CP_HISC_by0PA_ByOUTS3OUTS2OUTS1OUTS00000011110VCO_IB2VCO_IB1

16、VCO_IB0VCO_freq1VCO_freq00000100Mod_F2Mod_F1Mod_F0Mod_I4Mod_I3Mod_I2Mod_I1Mod_I00000101-01Mod_A3Mod_A2Mod_A1Mod_A00000110-Mod_clkS2Mod_clkS1Mod_clkS0BitSync_clkS2BitSync_clkS1BitSync_clkS0BitRate_clkS20000111BitRate_clkS1BitRate_clkS0RefClk_K5RefClk_K4RefClk_K3RefClk_K2RefClk_K1RefClk_K00001000110Sc

17、Clk4ScClk3ScClk2ScClk1ScClk00001001001XCOtune4XCOtune3XCOtune2XCOtune1XCOtune00001010-A0_5A0_4A0_3A0_2A0_1A0_00001011-N0_11N0_10N0_9N0_80001100N0_7N0_6N0_5N0_4N0_3N0_2N0_1N0_00001101-M0_11M0_10M0_9M0_80001110M0_7M0_6M0_5M0_4M0_3M0_2M0_1M0_00001111-A1_5A1_4A1_3A1_2A1_1A1_00010000-N1_11N1_10N1_9N1_800

18、10001N1_7N1_6N1_5N1_4N1_3N1_2N1_1N1_00010010-M1_11M1_10M1_9M1_80010011M1_7M1_6M1_5M1_4M1_3M1_2M1_1M1_00010100101000110010101-FEEC_3FEEC_2FEEC_1FEEC_00010110FEE_7FEE_6FEE_5FEE_4FEE_3FEE_2FEE_1FEE_0编程位名称由不用位 (“-”) 和命令位 (“1” or “0”) 表示. 命令位的改变可能导致故障。表1 MICRF506的控制寄存器通过三线接口去访问MICRF506的控制寄存器;SCLK、IO和CS分别

19、表示时钟线、数据线和片选线。三线接口专门用于访问控制寄存器,称为控制接口。接收数据(通过射频)和数据发送(通过射频)由DataIXO和DataClk(如果使能)处理。称为数据接口。使用者通过外置的SCLK来确定访问控制寄存器执行一个比特率。如果CS未激活,MICRF506将忽略SCLK的传输。MICRF506可以挂接到一个总线上与其他设备共享时钟线和数据线。在产生一个电池复位后,所有控制寄存器都可以被写入,在动作期间,只写入一个寄存器还是足够了。MICRF506将在产生电池复位后自动进入掉电模式。写MICFR506的控制寄存器写操作:一个八位编码加载到MICRF506后由一个加载信号去激活新的

20、设置。产生这些事件叫做“写序列”。写序列更新的是可能所有寄存器,也可能是1个或n个寄存器。要写入的地址(或要写入的首地址)可以是任何有效的地址(0-21)。IO线在写时总是输入到MICRF506(对使用者而言是输出)。写什么:l 要写入的控制寄存器的地址(如果不只一个控制寄存器,要写入的地址就是第一个控制寄存器的地址)。l 一个位去使能控制寄存器的读写,称作R/W位。l 要写入控制寄存器的值。写什么字段描述地址7位字段,范围从0到21,高位在前。R/W位1位字段,=“0”为写操作。值八位位组的编码(1-22个八位)。每个八位都是高位在前。第一个八位被写入到指定的地址(=“地址”),下一个八位(

21、如果只剩一个了)立刻就会被写入到地址=“地址+1”的控制寄存器。表2如何写:激活CS去激活启动一个写序列。CS的激活状态是“高”。使用SCLKIO串行接口去钟控“地址”和“R/W”位和“值”进入到MICRF506。MICRF506将在SCLK的下降沿对IO采样,请确保在下降沿之前去改变IO的状态。请参见下图。闲置CS去产生一个加载信号完成写序列。注意:这儿是一个特殊情况。如果编程位调用加载使能位“load_en”(控制寄存器0的位0)是“0”,就不会产生加载脉冲。“编程芯片”的两种不同的方式:l 写入控制寄存器编码集(0-22)(写入1个、全部或n个寄存器)在寄存器具有增量地址时候。l 写入控

22、制寄存器编码集在寄存器组不具有增量地址时候。写单个寄存器在这里介绍写一个地址为“A6、A5、A0”的控制寄存器。在工作期间,写一个寄存器足够去改变收发器工作方式了。典型例子:从接收模式到掉电模式的改变。写什么字段描述地址7位=A6、A5、A0(A6=最高位,A0=最低位)R/W位“0”为写操作。值8位=D6、D5、D0(D6=最高位,D0=最低位)表3“地址”和“R/W”位一起组成一个8位,再加上一个8位编程位输入,总计2个8位被钟控送入MICRF506。如何写:l 拉高CSl 用SCLK和IO钟控送入2个8位l 拉低CS内部产生一个加载脉冲在这儿 要写入到寄存器i的数据R/W 寄存器i的地址

23、图1图1中,IO在SCLK的上升沿改变。MICRF506在下降沿采样IO。R/W值写操作总是为“0”。写所有寄存器这儿介绍的是,在上电后,所有可写寄存器都要被写过。写所有寄存器在任何时候都可以完成。总是通过写所有寄存器来获得最即时的固件。即时付出代价是延长了写时间,从而导致改变MICRF506的工作方式的时间延长。写什么字段描述地址“000000”(从第一个地址开始写,即0)R/W位“0”为写操作。值第1个8位是控制寄存器0的值,第2个8位是控制寄存器1的值,以此类推,到第22个8位是控制寄存器21的值。详见本文实际值部分。表4“地址”和“R/W”位组成1个8位,加上22个8位编程位输入,总计

24、23个8位被钟控送入MICRF506。如何写:l 拉高CSl 用SCLK和IO钟控送入23个8位l 拉低CS参见下一节“写n个增量地址的寄存器”的时序图。写n个增量地址的寄存器除了输入全部字节,还可能输入n个字节集,从地址i=“A6、A5、A0”开始。典型例子:钟控送入一个新的分频器设置(即改变RF频率)。被写的“增量地址”寄存器位于i、i+1、i+2。写什么字段描述地址7位=A6、A5、A0(A6=最高位,A0=最低位)(要写的第一个字节地址)。R/W位“0”为写操作。值n*8位=D7, D6, D0 (D7 = msb, D0 = lsb)(写到地址“i”的寄存器)D7, D6, D0 (

25、D7 = msb, D0 = lsb)(写到地址“i+1”的寄存器)D7, D6, D0 (D7 = msb, D0 = lsb)(写到地址“i+n-1”的寄存器)。表5“地址”和“R/W”位组成1个8位,加上n个8位编程位输入,总计1+n个8位被钟控送入MICRF506。如何写:l 拉高CSl 用SCLK和IO钟控送入1+n个8位l 拉低CS图2中,IO在SCLK的上升沿改变。MICRF506在下降沿采样IO。R/W值写操作总是为“0”。内部产生一个加载脉冲在这儿数据写到寄存器i+n-1数据写到寄存器iR/W要写的第一个字节地址寄存器i要写的第一个字节地址寄存器i要写的第一个字节地址寄存器i

26、要写的第一个字节地址寄存器i要写的第一个字节地址寄存器i图2写n个非增量地址的寄存器一个写序列同样可以非增量地址的寄存器。非增量地址如:“0、1、3”。然而,这需要更多的开销,使用者应该考虑产生一个“连续”的更新的可能性,例如,通过写作“0、1、2、3”(写“2”的当前值送入“2”中)。最简单的固件总是通过写所有寄存器实现。参见前面的部分。这个写序列分别送入串行总线端口:l 清除“load_en”(控制寄存器0的位0)除能加载信号的产生。l 反复操作每个增量地址组:Ø 激活CSØ 输入这组的首地址、R/W位及值Ø 闲置CSØ 最后,置位“load_en”

27、使能产生一个加载信号参照前面如何在MICRF506写1或n(增量地址)个寄存器的部分。从MICRF506的控制寄存器读“读序列”是:1. 输入地址和R/W位2. 改变IO的方向3. 读出一个8位数,并改变IO再次返回方向读全部、1或n个寄存器是可能的。去读的地址(或从第一个地址去读)可以是任何有效地址(0-22)。读操作的不会损坏的,即值不会改变。IO在读序列的部分对MICRF506是输出(对使用者就是输入)。参见以下的步骤描述。读序列是指读n个寄存器,n为1-23。从MICRF506读n个寄存器IO输入IO输出即时时间 R/W 从寄存器i读出的数据寄存器i的地址图3图中,i寄存器被读取,地址

28、是A6、A5、A0,A6=最高位,读出的数据是D7、D6、D0。R/W读操作始终为“1”。SCLK和IO一起来自于串行接口。使用外部的SCLK读和写操作一样。l 激活CSl 输入去读取的地址(或从第一个地址去读)(7位)包括l R/W位=1去使能读操作l IO对使用者产生一个输入(设置为3态)l 读n个8位。SCLK的第一个上升沿将使IO设置成从MICRF506输出。MICRF506将在正沿改变IO。使用者应该在负沿去读取IO。l 再从使用者产生一个输出到IO。编程接口时序三线编程接口的时序规范如图4和表6所示。图4符号参数值单位最小典型最大TperSCLK的最小周期50nsThighSCLK

29、最小高电平时间20nsTlowSCLK最小低电平时间20nstfallSCLK的最大下降沿时间1µstriseSCLK的最大上升沿时间1µsTcsrCS的上升沿到SCLK的下降沿的最大时间0nsTcsfCS的上升沿到SCLK的上升沿的最小延时5nsTwrite有效IO到SCLK的下降沿的最小写操作延时0nsTread有效IO到SCLK的上升沿的最小读操作延时(假设IO上有25pF的负载电容)75ns表6 三线编程接口的时序规范上电复位当应用电压加到MICRF506上时,将进入一个上电复位状态。在上电复位时间周期,MICRF506处于一个未知的状态,使用者将等待直到完成(见表

30、6)。上电复位的时间应该以涵盖表6的全部条件考虑,将以一个最大延迟时间来处理。或许是最小化的上电复位时间更有利某些应用。这种情况我们推荐遵循以下步骤:编程摘要l 用CS、SCLK和IO获取MICRF506的控制寄存器访问。l SCLK由使用者控制。l 正沿写入MICRF506(读MICRF506在负沿)。l 负沿从MICRF506读出(MICRF506写在正沿)。l 上电后:写入完成控制寄存器的设置。l R/W位是1个位长(“1”为读,“0”为写)。l 地址和R/W位一起组成1个8位。l 所有寄存器都是8个位长,输入/读出的最高位在第一位。l 对于控制寄存器总是写入8个位/读出8个位。即使寄存

31、器使用少于8位的情况也是一样。l 写:拉高CS,写入地址和R/W位,然后用新值填充到指定地址的控制寄存器,并拉低CS加载,也就是新的控制寄存器值激活(“load_en”=1)。l 读:拉高CS,写入地址和R/W位,设置IO为输入,读取当前控制寄存器地址的内容,拉低CS,并设置IO为输出。频率合成器频率合成器由压控振荡器(VCO),晶体振荡器,双系数预分频器、可编程分频器,和相位检测器组成。环路滤波器灵活外置,可以是一个简单是无源电路。相位检测器比较两路信号的频率,并产生一个正比于输入信号差异的误差信号。这个误差信号控制压控振荡器(VCO)建立一个输出频率。输出频率又经过一个分频器反馈到相位检测

32、器的输入,形成一个反馈环。如果输出频率发生漂移,误差信号就加大,促使输出频率朝反方向移动,以便减少误差信号。因此输出被另外的输入锁定频率。这个输入称作基准,是一个由晶体振荡器产生的非常稳定的频率。下图所示的方框图是基于PLL的频率合成器的基本原理和结构。MICRF506还有一个提高频率分辨率的双系数预分频器。在双系数预分频器里,主分频器分成两部分,主体部分N和一个附加分频器A,且A<N。两个分频器都被双系数预分频器的输出钟控,但只有N分频器的输出反馈到相位检测器。预分频器将首先除以16。N和A都向下计数直到A到达0,此时预分频器切换到16+1的除法比例,N分频器也完成了A的计数。继续计数

33、直到N达到0,那就是一个额外的N-A计算器。在此反复循环。N、M和A的长度分别是12、12和6位,其值可以从下面的公式计算:式中: fPhD:相位检测器比较频率; fXCO:晶体振荡器频率; fVCO:压控振荡器频率; fRF :RF载波频率。有两组分频因子的设置(即A0和A1)。如果调制被使用分频选中(Modulation1=1,Modulation0=0),两组设置就程序化提供两组RF频率,分别指定两边频移。至于其他调制方式,接收模式也在内,将使用0设置。晶体振荡器地址D7D6D5D4D3D2D1D00001001001XCO tune4XCO tune3XCO tune2XCO tune

34、1XCO tune0晶体振荡器是非常关键的部分,它既是RF输出频率的基准,也是接收LO频率的基准,必须具有非常良好的相位和频率稳定度。16MHz外围元件的晶体振荡器原理图如图5所示。图5晶振连接到XTALIN和XTALOUT引脚之间(23脚和24脚)。另外,晶振的负载电容是必须的。负载电容的值取决于指定晶振的电容负载能力CL。负载电容见于晶振端子之间,为了晶振在指定频率振荡,负载电容应该等于CL。 Cparasitic:寄生电容;寄生电容有引脚输入电容和PCB走线电容。典型的总寄生电容大约6pF。实例中,9pF负载的晶振推荐外围负载电容为5.6pF。它也可能在内部使用5个调整位XCOtune4

35、 XCOtun0切换内部电容去调整晶体振荡器。当XCOtune4 XCOtun0=0时,就没有内部电容连接到晶振引脚。当XCOtune4 XCOtun0=1时,所有内部电容都连接到晶振引脚。图6所示为两种不同电容值的调整范围,1.5pF和无电容。晶振采用东洋通信的TN4-26011。技术参数为:TSX-10A封装,标称频率16.000000MHz,频率公差±10ppm,频率稳定度±9ppm,负载电容9pF,振荡器牵引灵敏度15ppm/pF.当外接电容选择1.5pF,且XCOtune=16时,其总电容刚好约9pF。XCO位值图6 XCO调整表7列出了启动时间。由此可知,更大的

36、电容将使启动时间慢下来。晶体振荡器的启动时间典型值约1mS,因此,为了节省电流消耗,XCO在其他任何电路之前被打开。在启动期间,XCO的振幅最终将达到一个足够触发M计数器的水平。M计数器在计数到2后输出脉冲使其余电路打开。这个预启动期间的电流消耗大约280uA。XCO调整启动时间(µs)05901590270047008810161140312050表7 CEXT=1.5pF的典型值如果使用外部基准替代晶振,信号应该施加到24脚XTALOUT。由于XCO内部有直流设置,因此推荐在外部基准到XTALOUT引脚之间采用交流耦合。VCOA6A0D7D6D5D4D3D2D1D00000011

37、110VCO _IB2VCO _IB1VCO _IB0VCO _freq1VCO _freq0VCO没有外围元件,如果用3位设置偏置电流,2位设置RF频率,那么这5位设置RF频率如下表所示:RF freq.VCO _IB2VCO _IB1VCO _IB0VCO _freq1VCO _freq0410MHz10101410-423MHz10101423-436MHz10010436-450MHz01111表8 VCO的位设置偏置位将优化相位噪声,频率位控制VCO里的一个电容组。RF频率对应一个变容二极管电压,其调谐范围取决于RF频率设置,如图7所示。当调谐电压在0.91.4V时,VCO的增益最大

38、,大约3235MHz/V。因此建议变容二极管电压保持在这个范围。当设计PLL环路滤波器时,变容二极管引脚上的输入电容必须考虑进去。这是设计高带宽环路滤波器最关键的地方,相当于一个小的元件值。这个输入电容大约6pF。图7 RF频率与变容二极管电压和VCO频率位(VDD=2.5V)电荷泵A6A0D7D6D5D4D3D2D1D00000010CP_HISC_by0PA_byOUTS3OUTS2OUTS1OUTS1电荷泵电流可以被CP_HI(“1”500uA)设置成125uA或500uA。这将影响环路滤波器元件值,见“PLL滤波器”部分。在绝大部分情况下,低电流是最合适的。为了满足使用相位检测频率和高

39、PLL带宽的应用,500uA可能是更好的选择。PLL滤波器PLL滤波器的设计将直接影响频率合成器的性能。PLL滤波器是灵活地保留在外部。设计MICRF506的环路滤波器主要输入的参数是调制方式和位率。这些选择也将影响转换时间和相位噪声。MICRF506有两种方式可以实现频率调制,由VCO调制或者由内部的分频器调制(详见频率调制章节)。在第一种情况,每个新的数据位都需要PLL锁定在一个新的载波频率上。此时的PLL带宽就需要足够高。推荐使用一个三阶滤波器来抑制相位检测频率,因为它几乎不会抑制,当在一个低带宽滤波器的VCO上进行调制时。图8是一个二阶(R2=0 和C3=NC)和三阶环路滤波器的原理图

40、。图8 二阶和三阶环路滤波器原理图表9所示是三种不同的环路滤波器。前两个用于VCO调制,最后一个用于内部分频器调制。其元件值是按RF频率=434MHz、VCO增益=32MHz/V和电荷泵电流=125uA计算的。其他设置如下表所示。5pF变容二极管引脚电容(29脚)对两种超低带宽滤波器的元件值没有任何影响。波特率(kbps)PLL BW (kHz)相位边缘相位检测频率(kHz)C1C2R1R2C3VCO>38.40.85610010nF100nF6.2k0NCVCO>1253,256100680pF6.8nF22k0NC分频器<201386500150pF10nF18k82k4

41、.7pF表9环路滤波器元件值锁定检测锁定检测可以由设置LD_en=1使能。当LD引脚为高电平时,表明PLL已锁定。工作模式A6A0D7D6D5D4D3D2D1D00000000LNA_byPA2PA1PA0Sync_enMode1Mode0Load_enMode1Mode0状态描述00掉电保持寄存器配置01备用仅晶体振荡器运行10接收完整接收11发送通过PA状态完整发送同步/非同步模式发送Sync_en状态描述0RX:位同步关闭数据透传接收0TX:DataClk关闭数据透传发送1RX:位同步开启位时钟由发射器生成1TX:DataClk开启位时钟由发射器生成在接收模式,当Sync_en=1,将使

42、能同步。位同步时钟必须被编程,参见位同步章节。同步时钟将被设置在DATACLK引脚输出。在接收模式,当Sync_en=1,时钟信号在DATACLK引脚是一个可编程的位率时钟。此时收发器控制实际数据速率。发送数据将在DATACLK的上升沿被采样。因此,微控制器可以在负沿去改变发送的数据。这个时钟用于以下目的,波特率时钟、被编程在同种方式的调制时钟以及位同步时钟。式中:fBITRAE_CLK:用于控制位率的时钟频率,应该等于位率(20kbps的位率需要一个20kHz频率的时钟);fXCO:晶体振荡器的频率;Refclk_K:6位分频器,其值是163;BitRate_clkS:位率设置,其值是06。

43、数据接口MICRF506的接口能分成两个独立的接口。一个“编程接口”和一个“数据接口”。“编程接口”是一个三线串行可编程接口,已在编程章节介绍。数据接口可以编程为同步/非同步模式。MICRF506在同步模式被定义为“主机”,并且提供一个数据时钟,允许使用者利用低成本的微控制器来提供基准频率。数据接口被定义在所有使用者的活动都应该发生在下降沿的方式,如图9和10所示。这两个图阐明了在接收模式和发射模式DATACLK与的关系。在接收模式,MICRF506在上升沿送出数据,“使用者”在下降沿采集数据。图9接收模式的数据接口在发射模式,使用者在上升沿送出数据,MICRF506在下降沿采集数据。图10发

44、射模式的数据接口当进入发射模式时,从进入发射模式的时刻到开始发送数据期间DATAIXO需要保持在三态。数据直接提供给调制电路,如果不遵守这个规则,将导致异常反应。根据选择的移频键控调制,某种编码可能是必须的。不同的调制类型和编码以在频率调制章节介绍过。接收器接收器是零中频(IF)类型,为了使低功耗集成滤波器实现通道滤波成为可能。接收器加入了一个低噪声放大器(LNA)用于驱动一组正交混频器对。混频器输出馈送相位正交的两路完全相同的信道。每个通道包括一个前置放大器、一个来自于强领道信号的三阶Sallen-Key RC低通滤波器和一个终端限幅器。主通道滤波器是由一个开关电容实现的一个六极点椭圆低通滤

45、波器。这个椭圆滤波器最小化对总电容的可选择性和动态范围的需求。Sallen-Key RC滤波器的截止频率能编程为四个不同的频率:100kHz、150kHz、230kHz和340kHz。如果检测到信号有相位差。解调器解调I和Q通道输出产生一个数字信号输出。如果I通道信号滞后于Q通道,则FSK频移位置在LO频率之上(数据“1”)。如果I通道信号超前于Q通道,则FSK频移位置在LO频率之下(数据“。”)。接收器在DataIXO引脚上的输出是有效的。一个RSSI电路(接收器信号强度指示)表明了接收信号电平。前端A6.A0D7D6D5D4D3D2D1D00000000LNA_byPA2PA1PA0Sync_enMode1Mode0Load_enRF接收器的低噪声放大器用于在频率转换之前增强输入信号。为了防止混频器的噪声影响整个前端的噪声性能,这是非常重要的。LNA是一个二阶放大器,434MHz的标称增益大约23db。整个前端增益大约3538db。在2.0V2.5V的供电范围内的增益变化

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