TDK5110与TlDA5220的无线温度采集系统

文章摘要：C0、C1为晶振内部等效电容值。f'=32f，为晶振振荡在中心频率f时的发射频率。△f为想要实现的距离晶振中心振荡频率的频偏。当采用TDK5110推荐的NX6035SA晶振时，f=13．568 75 MHz，C0=1．5 pF，C1=5．8 pF，CL=12 pF。假设为实现“O”的发射△f，计算得到CL0值。但由于芯片内部等效电感的存在，需要修正Cv1值，此时开关闭合，所以修正式子：其中ω0为发射“0”时晶振振荡角频率。得到：在晶振f=13．568 75 MHz时，芯片等效电感L=4．6μH，所以计算可得Cv1=10 pF。同样实现“1”的发射△f，计算得到CL1值为此时晶振回路中C

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　　C0、C1为晶振内部等效电容值。

　　f'=32f，为晶振振荡在中心频率f时的发射频率。

　　△f为想要实现的距离晶振中心振荡频率的频偏。

　　当采用TDK5110推荐的NX6035SA晶振时，f=13．568 75 MHz，C0=1．5 pF，C1=5．8 pF，CL=12 pF。

　　假设为实现“O”的发射△f，计算得到CL0值。但由于芯片内部等效电感的存在，需要修正Cv1值，此时开关闭合，所以修正式子：

　　其中ω0为发射“0”时晶振振荡角频率。

　　得到：

　　在晶振f=13．568 75 MHz时，芯片等效电感L=4．6μH，所以计算可得Cv1=10 pF。

　　同样实现“1”的发射△f，计算得到CL1值为此时晶振回路中Cv2和CSW并联后再与Cv1、L串联后的等效电容值。即

　　其中ω1为发射“1”时晶振振荡角频率。

　　计算得到

　　从中可以看出，在Cv1不变情况下，增大Cv2的取值可以减小表示“1”的发送信号频率；在Cv2不变的情况下，增大Cv1也可以减小发射频率。

　　本设计采用FSK调制模式，其时序图如图3所示，根据此时序图，发射端单片机选择Atmel公司的AT89C52，用单片机的控制口PO．1、P0．2分别作为发射芯片的FSKDTA和ASKDTA进行数据的调制控制。根据前面计算，设计发射芯片部分电路如图4所示。

　　2．2 接收芯片

　　与TDK5110相对应的接收芯片为TDA5220，TDA5220是低功耗的单片FSK／ASK超外差接收芯片，工作在ISM的810～870 MHz以及400～440 MHz频段。接收端选择与发射端相同的FSK数据调制方式，此时电流的消耗为5．9 mA，接收灵敏度为100 dBm，在低功耗模式下电流消耗为50 nA。接收天线选择鞭状天线，其长度为λ／4(λ为其接收信号的波长)，接收信号的频率为434MHz，故天线长度大约为17．3 cm，此天线接收信号很灵敏。信号通过天线接收到以后，通过1个LC滤波器进入LNA(低噪声放大器)，把微弱的信号放大。由于LNA本身具有噪声，故需要通过第2个LC滤波网络进行滤波，然后进入混频器，与晶振通过锁相环倍频的信号进行混频。混频后的信号通过中频滤波器(IF filter)进入限幅器，再经过数字滤波器、数据限制器送入单片机作进一步的解码处理。

　　在接收端晶振电路的设计需要考虑以下因素：晶振频率的大小依据fQ=(fRF-10．7 MHz)／r计算，其中，fQU为晶振的频率，fRF为接收到的信号频率，r为锁相环的倍频系数，10．7 MHz为中频滤波器的中心频率。根据发射信号的频率为434 MHz的实际情况，本例中，fRF=434 MHz，r=32，故晶振频率fQ=(434 MHz-10．7 MHz)／32=13．234MHz。晶振的负载电容为C1，所需要的电容C3的计算公式为Cs=1／(1／C1+2πfx L)。例如，晶振频率为13．4 MHz时，C1=12 pF，XL=1010 Ω，Cs=5．94 pF，所以通过两个电容串联而成。两个电容的电容值不一样，这有利于晶振的起振。实际应用中两电容分别选择为22 pF和8．2 pF。

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