小功率VHF无线通信接收器MICRF004及其应用

1 概述

MICRF004 是Micrel公司最新推出的小型单片无线通信接收器集成电路。它是为甚高频段（VHF频段）的无线通信应用而专门设计的无线接收器件。利用 MICRF004可真正实现单片化“无线输入、数据输出”功能。所有射频（RF）和中频（IF）的调整均可在器件内部自动完成，

因而可极大地降低开发成本，缩短产品市场化的进程。另外，由于MICRF004的效率和可靠性都非常高。所以，它是目前无线通信应用领域成本最低的单片解决方案。

MICRF004 的使用非常方便。它可以提供固定和扫描两种基本的操作械。在固定操作模式时，MICRF004的功能就像一个具有固定本振频率的传统超外差式接收机，其内部本振操作频率由外部晶振提供。固定模式通常用在发射能被晶体或SAW（声表面波）器件精确控制的场合；在扫描操作时，MICRF004将在此基带数据比率更大的范围内扫描本振频率，从而有效拓宽了接收机的RF带宽。因此，MICRF004无需专门的调谐电路便可接收简单廉价的LC发射机所发出的信号，而且甚至可以将接收范围拓宽到超外差范围。在这种模式下，系统便可用0.5%的廉价陶瓷器件来代替昂贵的石英晶体作为参考。

关断控制是MICRF004的一个重要特点，利用这一特性可以在周期操作（duty-cycled）和唤醒输出出现RF信号时为其提供逻辑指示，并使MICRF004能够适应小功率和极小功率的方面应用，比如RKE（remote keyless entry）和RFID（RF identification）等系统。

MICRF004 可为系统解调器提供所有的数据滤波功能，这便省去了以往所必需的外部滤波器。MICRF004内含四个滤波器，其中之一在数据速率带宽范围内采用了编程方式。MICRF004在扫描模式时，其二进制带宽范围为0.55kHz～4.4kHz，而在固定模式，其带宽范围为1.1kHz～8.8kHz。

另外，MICRF004还有如下主要特点：

●在单片上集成了全部的VHF接收功能；

●频率范围可达140MHz～200MHz；

●单极天线接收时，其典型接收距离为200米；

●在扫描模式时，其数据速率为2.5kb/s；而在固定模式时，其数据速率为10kb/s；

●可自动调整，无需人工调谐；

●无需外部滤波器；

●在150kHz时，其电源操作电流低达240μA；

●可用微处理器或使能编码器来唤醒操作；

●具有标准的Ics CMOS逻辑接口；

●具有极低的RF天线再发射特性；

MICRF004是为甚高频段（VHF频段）无线通信应用而专门设计的天线接收专用集成电路。因而可广泛用于汽车遥控、元距离射频接收、远程风扇和灯光控制以及汽车大门的自动开启和控制等方面。

2 引脚排列和功能

MICRF004采用16脚DIP或SOP封装形式，图1所示是它的引脚排列，各引脚的功能说明如表1所示。

表1 MICRF004的引脚功能说明

引脚号	引脚号	功 能 说 明
1	SEL0	带宽选择Bit0输入脚。可以和SEL1一起来组合设置解调滤波器的带宽
2，3	VSSRF	输入端RF信号模拟部分地
4	ANT	天线输入端。高阻抗，在器件内部用交流耦合的方式连接到接收器的输入上，在将接收天线与该端连接时，将在器件的FET门输入上产生大约2pF的寄生电容
5	VDDRF	输入端RF信号模拟部分电源。用于为器件的射频电路部分提供电源，应将VDDRE和VDDBB连接在一起，并应通过低等效电感和低等效电阻的电容器和VSSRF相连，且连线应尽可能短
6	VDDBB	输入端基带数字电源；用于为器件的基带电路部分提供电源。使用时，应将VDDRF和VDDBB连接在一起
7	CIH	外部电容接入端；该外部电容的主要作用是维护内部比较器输入端直流电平上的解调滤波形
8	NC	不用
9	NSSBB	输入端基带数字地；一般接至基带部分的电源
10	DO	数字信号输出端；用于输出与CMOS电平兼容的数字信号
11	SHUT	关断模式逻辑电平控制输入端；输入低电平时可使能接收器。该输入将在器件内部被上拉到VDDRF
12	WAKEB	唤醒输出；当监测到RF信号时激活输出以唤醒器件，该输出信号与CMOS电平兼容
13	CAGC	自动增益控制外部电容接入端；所接的外部电容可与器件内部的AGC电路一起来对器件的增益进行自动控制
14	SEL1	带宽选择Bit输入脚。可以和SEL0一起来组合设置解调滤波器的带宽
15	REFOSC	外部参考振荡器接入端，可在该脚和VSSBB脚之间连接陶瓷振荡器或晶体振荡器，也可以直接输入0.5VPP的参考时钟信号
16	SWEN	扫描模式使能输入端；用于对扫描操作模式和固定操作模式进行输入控制。当VSWEN为高时，MICRF004为扫描模式；当VSWEN为低时，接收器工作普通的超外差式接收状态。该脚信号将在内部被上拉的VDDRF

3 工作原理

MICRF004 的内部工作原理框图如图2所示。从图中可以看出：MICRF004由UHF下变频器、OOK解调器、参考和控制、以及唤配电路等部分组成。同时图中还画出了CTH、CAGC引脚钱的电容以及REFOSC引脚外的参考振荡器。这些外部器件便是利用MICRF004来构成UHF接收器所需的元件。 MICRF004具有SEL0、SEL1、SWEN和SHUT等4个控制输入引脚，利用这四个引脚，用户可以对MICRF004的操作模式进行设置选择。这些引脚内部均有上拉电阻，且其输入均与CMOS电平兼容。