用MICRF009设计UHF接收器

MICRF009是Micrel半导体公司推出的一种单芯片SK/OOK(开关键控)射频接收器IC。该器件的性能主要在两个方面得到了提高，分别是灵敏度更高，达到了104dBm和关闭恢复速度更快(通常可达1ms)。与其它QwikRadio系列产品相似，MICRF009具有低功率工作和集成度高的特点。

一、MICRF009特性

MICRF009提供了固定模式(FIX)和扫描模式(SWP)两种工作模式。在FIX模式下，该器件可用作常规的超外差式接收器，而在SWP模式下，该器件则可利用专利性的扫描功能，对更宽范围内的射频频谱进行扫描。FIX模式的选择性和灵敏度性能更佳，而SWP模式则使MICRF009能与低成本、精度较差的发射器协同工作。

图1. MICRF009方框图

MICRF009提供了所有後期探测(解调器)数据过滤功能，因而无需外部基带滤波器。用户可以在外部选择两种滤波器带宽之一，只需根据数据传输率和代码调制格式设定合适的滤波器即可。该IC器件的工作频率在300MHz到440MHz之间，数据传输率可高达2Kbps(固定模式，Manchester编码)，天线射频重复辐射低。

由图1看出，MICRF009主要由三部分组成∶UHF下转换器、OOK解调器，以及参考时钟及控制逻辑。另外还含有两个电容器(CTH, CAGC)，以及一个时序元件，如石英晶振或陶瓷谐振器。除了电源耦合电容和天线阻抗匹配网络外，它们是通过MICRF009组成一个完整UHF接收器所需要的唯一外部元件。为了获得最佳性能，MICRF009的应该与天线之间进行阻抗匹配，匹配网络只需额外增加两个或三个元件。

二、设计步骤

利用MICRF009设计一个完整的UHF接收器，需要遵循以下5个基本步骤∶选择操作模式（固定模式和扫描模式）、选择参考振荡器、选择解调滤波器的带宽、选择CTH电容器，以及CAGC电容器。

1、第一步∶选择操作模式

（1）固定模式
在已经准确设置了发射频率的应用中，如使用了SAW或石英晶体类元件的发射器，MICRF009可以配置成标准的超外差（superheterodyne）接收器（固定频率）。在固定模式中，由於RF带宽很窄，接收机几乎不受干扰信号的影响。将SWEN管脚与地连接，就成为固定模式。

（2）扫描模式
当与低成本的LC发射器连接时，MICRF009应该配置成扫描模式。在扫描模式下，电路拓扑依然是超外差，本机振荡器（LO）以大於数据率的频率扫过一个频段。该技术有效地提高了MICRF009的RF带宽，允许将器件应用於发射器和接收器之间存在明显频率失调。

（misalignment）的环境，发射频率的变化可高达±0.5%。扫描模式下，在标称发射频率附近可捕获大约1.5%频带。即使发射器的频漂高达±0.5%，也不需要对接收机进行重新调节，也不会影响系统性能。

LO扫描技术不会影响IF带宽，因此相对固定模式，其噪声性能不会降低。无论工作於固定模式或者扫描模式，IF带宽为680kHz。由於LO扫描过程所带来的局限性影响，扫描模式下的数据率上限大约为1250Hz。在基於石英晶体的超外差接收机中，情况并非完全一直，它们只能在基於SAW或石英晶体的发射器中运行。

扫描模式下，在安装过程中当较强的干扰信号出现在RF频段时，可能会出现频谱减少现象，这是因为该过程完整无缺地包括了扫描范围内的所有信号。在大多数应用中，MICRF009可用来取代super-regenerative接收器。

2、第二步∶选择参考振荡器
MICRF009的所有时序和调谐操作均源於内部Colpitts参考振荡器，具体时序和调谐通过REFOSC管脚进行控制，操作方式从以下三种方法中选择其一∶
·连接一个陶瓷谐振器
·连接一个石英晶体
·通过一个外部时序信号驱动该管脚
所需的专用参考频率与两个因素有关，即系统发射频率，以及由SWEN管脚设定接收器的操作模式。

（1）石英晶体或陶瓷谐振器的选择
由於该IC已经包含了电容器，因此不要使用带有完整电容器的谐振器，另外也要特别注意确保选用低ESR石英晶体。

如果IC运行於固定模式，建议选用晶体元件。假如工作於扫描模式，既可选择晶体元件，也可以选用陶瓷谐振器。使用石英晶体或陶瓷谐振器时，最小电压为300mVPP。

如果采用外部信号，该信号应该为AC耦合型，且其工作电压应局限於0.1VPP至1.5VPP内。

表1.固定模式下，典型发射频率对应的推荐参考晶体振荡器频率

表2.扫描模式下，典型发射频率对应的推荐参考晶体振荡器频率
（2）选择参考振荡器频率fT(固定模式)

对於任何超外差接收机，内部LO（本机振荡器）的频率fLO与引入的发射频率fTX之间的差值应该等於IF