RF2903的原理及在扩频通信中的应用
RF2903是RF公司的一款高性能扩频接收芯片,它由射频前端的预放与混频、中频可变增益控制和解调功能三部分组成。对于200MHz以下的中频信号,其增益可以达到90dB,该增益可由一个模拟电压来实现。RF2903内含一个接收信号强度指示电路,可进行能量电平检测,由于RF2903内有两个对称的混频器,因而对正交解调十分有利。当然,它也可以用作FM/FSK和AM解调,但在用作 AM检测时,需要一个外部检测电路。
RF2903扩频接收芯片可广泛用于扩频通信系统、双模式的模/数接收机、POS终端、手持式通信系统以及2.4GHz 的ISM宽带接收机等系统中。
1 RF2903的主要特点和功能
RF2903的主要特点如下:
●可在3~6V的电压下工作;
●具有FM、PM和正交解调功能;
●带有线性模拟增益控制以及RSSI强度指示功能;
●中频范围为10~200MHz,射频范围为150~1000MHz;
●正常工作温度范围为:-40~+85℃;
●转换增益可达94dB以上;
●封装形式为SSOP-24。
2 引脚功能和内部电路原理
RF2903的内部原理图及引脚排列如图1所示,表1所列是RF2903的各引脚功能。由图1可以看出,RF2903的射频前端有三个射频放大器及下变频器,同时包含有三个具有线性增益控制和接收信号强度指示(RSSI)功能的单元电路,此外,RF2903内部还具有一个正交解调器。
表1 RF2903的引脚功能
管脚序号 | 管脚定义 | 功 能 描 述 |
1 | ILO | I通道解调混频器LO输入 |
2 | QLO | Q通道解调混频器LO输入 |
3 | VCC5 | I、Q两通道解调混频器的电源 |
4 | VCC4 | IF3放大器的电源 |
5 | IF3 | IF2输出/IF3输入 |
6、7 | GND | 接地端 |
8 | IF2 | IF1输出/IF2输入 |
9 | VCC3 | IF2放大器的电源 |
10 | VCC2 | IF1放大器的电源 |
11、12 | IF IN-、IF IN+ | IF1放大器的差分输入 |
13、14 | MIXOUT+、MIXOUT- | RF混频器输出 |
15、16 | LO+、LO- | RF混频器的差分输入 |
17 | B | RF输入脚 |
18 | E | RF三极管的发射极 |
19 | GND | 接地端 |
20 | BG OUT | 带隙参考电压输出 |
21 | GC | 模拟增益控制脚 |
22 | RSSI | 接受信号强度指示 |
23 | Q OUT | Q通道解调混频器基带输出 |
24 | I OUT | I通道解调混频器基带输出 |
2.1 射频前端的射频放大和下变频
RF2903射频前端的射频放大和下变频采用差分输入形式,它们均具有低噪放大功能。如果不采用差分输入形式,可将其中一个输入端悬空或者将其连到电源Vcc。为了使系统设计具有灵活性,射频前端可以采用不同的设计方式。为了确保RF2903在它的接收灵敏度范围内能够可靠地接收到信号,LNA和混频器应调至它们的最大增益和最小噪声系数,这可以利用它的外围三极管加上电感和电容来实现。为了提高系统的灵敏度,可以外加低噪声放大器(LNA),这样,同时也可以提高整个系统的噪声系数。
2.2 带线性增益控制和RSSI的中频放大器
RF2903的中频部分由三组相同的带线性增益控制和RSSI的中频放大器组成。当RF2903应用于线性系统(比如直接序列扩频接收机中)时,增益控制将使信号电平保持在一定的水平。而当它应用在非线性系统(比如FM或跳频接收机中)时,其增益可以一直保持最大状态。
2.3 增益控制
对RF2903增益的控制可以通过调节一对差分放大器,而让另一对放大器不工作来实现。因为中频放大器的两对差分输入对是相互导通的,也就是说,当流向一对的电流较大时,流向另一对的电流则较小。
2.4 接收信号强度指示
通过RSSI可以知道接收信号的强度,它随控制增益的变化而变化。这样,在做系统设计时就可以利用RSSI来设计一个反馈环路,以便
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