无线射频收发系统硬件设计

文章摘要：式中：|ZIN|为TRF6900内部振荡器的输入阻抗；QLOAD为谐振回路的品质因数；QP为电感的品质因数；f为谐振频率。www.88dzw.com2．5．2 VCO的灵敏度 变容二极管的电容大小与调谐电压成正比，VCO的灵敏度： 2．5．3 参数计算 设计的无线收发电路工作在868～928 MHz ISM频段。假设TRF6900的VCO输出频率为880～950 MHz，调谐电压为0．3～2 V。TRF6900振荡器的输入阻抗|ZIN|即引脚13和14间的电阻大小约为1 400 Ω；谐振回路的品质因数必须大于等于10；在915 MHz时，电感的品质因数大约等于80。由公式可得

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式中：|ZIN|为TRF6900内部振荡器的输入阻抗；QLOAD为谐振回路的品质因数；QP为电感的品质因数；f为谐振频率。

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2．5．2 VCO的灵敏度
    变容二极管的电容大小与调谐电压成正比，VCO的灵敏度：
   
2．5．3 参数计算
    设计的无线收发电路工作在868～928 MHz ISM频段。假设TRF6900的VCO输出频率为880～950 MHz，调谐电压为0．3～2 V。TRF6900振荡器的输入阻抗|ZIN|即引脚13和14间的电阻大小约为1 400 Ω；谐振回路的品质因数必须大于等于10；在915 MHz时，电感的品质因数大约等于80。由公式可得：L≤10．65 nH，取L=10 nH标准值。
    从方程中可知：
   
    为了扩大变容二极管的调谐范围，根据以上的计算，C2可以取2.2pF，C1可取3.3pF。
   
    设计时采用Alpha Industries的SMV1247系列变容二极管，其参数如下：
   
    要注意的是因为PCB的分布电容不可预测，随工作频率变化而变化，所以在PCB调试时要进行必要的修正，这里采用经验值。
    现在对上述元件参数进行验证：
    对于0．25 V时的ftune，依据公式有CTOTAL=3．346 pF；
    对于2．00 V时的ftune，有CT0TAL=2．799 pF。
    由上述方程式可知，槽路的谐振频率：MHz，，2 MHz。显然，能满足880～940 MHz频率调谐范围。对于满足880～940 MHz的频率调谐范围的元件参数，取L=10 nH，C1=3．3 pF，C2=2．2 pF，变容二极管为SMVl247-079。最后可得出VCO的灵敏度MHz／V。
2．5．4 环路滤波器的设计
    (1)计算公式
    环路滤波器是一个典型的二阶低通滤波器，用于频率合成器中电荷泵电流模式。二阶元件的计算公式：

式中：KPD为鉴相器增益(单位：A／rad)，KPD=ICP／2π；KVCO为VCO增益(单位：rad／V)；N为分频比；ζ为阻尼比，有效范围是0<ζ<1，典型值为O．707；ωN为自然谐振频率(单位：rad／sec)，ωN=(2×BN)／[(ζ+1)／2]2。
    (2)设计注意事项
    VCO有加速和正常两种工作模式，锁存时间都要小于250μs。正常模式用于精确控制并保持VCO工作所需频率；加速模式利用APLL锁相环加速因子来提供快速粗调，它可以使用TRF6900软件根据需要进行调整。DSS的谐振通常在环路带宽内，不能用环路滤波器抑制，但降低环路滤波的带宽可以减小DSS谐波产生的可能性。正确选择时钟基准频率能较好地抑制DSS谐波。

3 系统软件设计
    软件部分主要由主程序和各个子程序组成。主流程图包括两部分：一是设备初始化；二是循环部分(loop main)设置相关的循环程序。初始化部分主要是设置端口、模式和时钟系统；循环部分(loop main)提供RS 232和射频(RF)通信，包括校验总和的初始化。篇幅所限这里不做介绍。

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