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nRF902的868MHz无线数字发射电路设计

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:389

摘要:nrf902是一个单片射频发射芯片,它内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路,能够发送数字信号。nrf902采用fsk调制,可工作在868mhz的ism频段。文中给出了nrf902的结构、原理、特性及应用电路。

关键词:无线发射 fsk 射频发射器 nrf902

1 概述

nrf902是一个单片发射器芯片,工作频率范围为862~870mhz的ism频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nrf902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器,因此,频率漂移很低,完全比得上基于saw谐振器的解决方案。nrf902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4~3.6v,输出功率为10dbm,电流消耗仅9ma。待机模式时的电源电流仅为10na。采用fsk调制时的数据速率为50kbits/s。因此,该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。

2 引脚功能和结构原理

nrf902采用sioc-8封装,各引脚功能如表1所列。

表1 nrf902的引脚功能

引脚端符 号

功 能

1xtal晶振连接端/pwr-up控制
2rext功率调节/时钟模式/ask调制器字输入
3xo8基准时钟输出(时钟频率1/8)
4vdd电源电压(+3v)
5din数字数据输入
6ant2天线端
7ant1天线端
8vss接地端(0v)

图1所示是nrf902的内部结构,从图中可以看出:该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。

通过nrf902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线,该引脚同时必须通过直流通道连接到电源vdd,电源vdd可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ant1/ant2输出端之间的负载阻抗为200~700ω。如果需要10dbm的输出功率,则应使用400ω的负载阻抗。

调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏,晶振的特性应满足:并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64,并联等效电容co应小于7pf,晶振等效串联电阻esr应小于60ω,全部负载电容,包括印制板电容cl均应小于10pf。由于频率调制是通过牵引晶振的负载(内部的变容二极管)完成的,而外接电阻r4将改变变容二极管的电压,因此,改变r4的值可以改变频偏。

将偏置电阻r2从rext端连接到电源端vdd对可输出功率进行调节。nrf902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。

表2 npf902的工作模式设置

引 脚
工作模式
xtalrextxo8din
低功耗模式(睡眠模式)gnd-

摘要:nrf902是一个单片射频发射芯片,它内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路,能够发送数字信号。nrf902采用fsk调制,可工作在868mhz的ism频段。文中给出了nrf902的结构、原理、特性及应用电路。

关键词:无线发射 fsk 射频发射器 nrf902

1 概述

nrf902是一个单片发射器芯片,工作频率范围为862~870mhz的ism频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nrf902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器,因此,频率漂移很低,完全比得上基于saw谐振器的解决方案。nrf902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4~3.6v,输出功率为10dbm,电流消耗仅9ma。待机模式时的电源电流仅为10na。采用fsk调制时的数据速率为50kbits/s。因此,该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。

2 引脚功能和结构原理

nrf902采用sioc-8封装,各引脚功能如表1所列。

表1 nrf902的引脚功能

引脚端符 号

功 能

1xtal晶振连接端/pwr-up控制
2rext功率调节/时钟模式/ask调制器字输入
3xo8基准时钟输出(时钟频率1/8)
4vdd电源电压(+3v)
5din数字数据输入
6ant2天线端
7ant1天线端
8vss接地端(0v)

图1所示是nrf902的内部结构,从图中可以看出:该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。

通过nrf902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线,该引脚同时必须通过直流通道连接到电源vdd,电源vdd可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ant1/ant2输出端之间的负载阻抗为200~700ω。如果需要10dbm的输出功率,则应使用400ω的负载阻抗。

调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏,晶振的特性应满足:并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64,并联等效电容co应小于7pf,晶振等效串联电阻esr应小于60ω,全部负载电容,包括印制板电容cl均应小于10pf。由于频率调制是通过牵引晶振的负载(内部的变容二极管)完成的,而外接电阻r4将改变变容二极管的电压,因此,改变r4的值可以改变频偏。

将偏置电阻r2从rext端连接到电源端vdd对可输出功率进行调节。nrf902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。

表2 npf902的工作模式设置

引 脚
工作模式
xtalrextxo8din
低功耗模式(睡眠模式)gnd-
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