| 作 者： 南華大學(xué) 黃智偉 王彥 廖金盛 摘 要： RF2968是一個單片藍(lán)牙收發(fā)芯片,工作在2400～2500 MHz頻段,FSK調(diào)制和解調(diào);芯片內(nèi)含有射頻發(fā)射、射頻接收、FSK調(diào)制/解調(diào)等電路,能夠接收和發(fā)送數(shù)字信號,符合藍(lán)牙無線電規(guī)范1.1要求。文中給出RF2968的結(jié)構(gòu)、原理、特性及應(yīng)用電路。
關(guān)鍵詞： 藍(lán)牙 無線發(fā)射 無線接收 FSK
1 概 述
RF2968是為低成本的藍(lán)牙應(yīng)用而設(shè)計的單片收發(fā)集成電路,RF頻率范圍2400~2500 MHz,RF信道79個,步長1 MHz,數(shù)據(jù)速率1 MHz,頻偏140～175 kHz,輸出功率4 dBm,接收靈敏度－85 dBm,電源電壓3 V,發(fā)射消耗電流59 mA,接收電流消耗49 mA,休眠模式電流消耗250μA。芯片提供給全功能的FSK收發(fā)功能,中頻和解調(diào)部分不需要濾波器或鑒頻器,具有鏡像抑制前端、集成振蕩器電路、可高度編程的合成器等電路。自動校準(zhǔn)的接收和發(fā)射 IF電路能優(yōu)化連接的性能,并消除人為的變化。RF2968可應(yīng)用在藍(lán)牙GSM/GPRS/EDGE 蜂窩電話、無繩電話、藍(lán)牙無線局域網(wǎng)、電池供電的便攜設(shè)備等系統(tǒng)中。
2 引腳功能
集成電路采用32腳的塑料LCC形式封裝,各引腳功能如下。
VCC1：給VCO（壓控振蕩器）倍頻和LO（本機(jī)振蕩器）放大器電路提供電壓。
VCC2：給RX（接收）混頻器、TXPA（發(fā)射功率放大器）和LNA（低噪聲放大器）偏置電路提供電壓。
TXOUT：發(fā)射機(jī)輸出。當(dāng)發(fā)射機(jī)工作時,TXOUT輸出阻抗是50Ω;當(dāng)發(fā)射機(jī)不工作時,TX OUT為高阻態(tài)。因為這個引腳是直流偏置,所以需外接1個耦合電容。
RXIN：接收機(jī)輸入。當(dāng)接收機(jī)工作時,RX IN輸入阻抗是低阻態(tài);接收機(jī)不工作時,RXIN為高阻態(tài)。芯片內(nèi)用1個內(nèi)部串聯(lián)電感來調(diào)節(jié)輸入阻抗。
VCC3：給RX輸入級（LNA）提供電壓。
VCC4：給TX混頻器、LO放大器、LNA和RX混頻器的偏置電路提供電壓。
LPO：低功耗模式的低頻時鐘輸出。在休眠模式中,這個引腳能給基帶提供一個3.2 kHz或32 kHz、占空比為50 %的時鐘。在其它工作方式?jīng)]有輸出。
DVDDH：給RX IF VGA（接收中頻電壓增益放大器）電路提供電壓。
IRE F：外部接1個精密電阻以產(chǎn)生恒定的基準(zhǔn)電流。
VCC5：給模擬中頻電路提供電壓。
D1：這是為時鐘恢復(fù)電路提供的電荷泵輸出。外接1個RC網(wǎng)絡(luò)到地以確定PLL的帶寬。
BPKTCTL：在發(fā)射模式時,這個腳作為啟動PA級的選通脈沖;在接收模式時,基帶控制器可以有選擇地使用這個引腳來給同步字的檢測發(fā)信號。
BDATA1：輸入信號到發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的數(shù)據(jù)輸出。輸入的數(shù)據(jù)是速率為1 MHz的沒有被濾波的數(shù)據(jù)。這個引腳是雙向的,根據(jù)發(fā)射和接收模式轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)輸入或數(shù)據(jù)輸出。
RECCLK：恢復(fù)時鐘輸出。
RECDATA：恢復(fù)數(shù)據(jù)輸出。
BXTLEN：功率控制電路的一部分,用來接通/關(guān)斷芯片的"休眠"模式。在電路從"OFF"狀態(tài)上電之后,當(dāng)?shù)凸臅r鐘不工作時,BR CLK被BXTLEN的狀態(tài)控制（上電期間,BRCLK先與BXTLEN激活且被設(shè)為高電平,以進(jìn)入空閑狀態(tài)）。
BRCLK：基準(zhǔn)時鐘輸出。這是由晶振決定的基準(zhǔn)時鐘,頻率范圍為10~40 MHz,典型值為13 MHz。電路上電時,BRCLK在基帶控制器將BXTLEN設(shè)為高電平之前激活。電路進(jìn)入空閑狀態(tài)后,當(dāng)?shù)凸臅r鐘不工作時,BRCLK由BXTLEN的狀態(tài)控制。
OSC O：與19腳相同。
OSC I：OSC腳可通過負(fù)反饋的方式來產(chǎn)生基準(zhǔn)時鐘。在OSC I到OSC O之間連接1個并聯(lián)的晶振和電阻,以提供反饋通道和確定諧振頻率。每一個OSC腳都接1個旁路電容來提供合適的晶振負(fù)載。如果用1個外部的基準(zhǔn)頻率,那就要通過1個隔直電容來連接到OSC I,并且用1個470 kΩ的電阻將OSC O和OSC I連接起來。
BnDEN：鎖存輸入到串行端口的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在BnDEN的上升沿被鎖存。
BDDATA：串行數(shù)據(jù)通道。讀/寫數(shù)據(jù)通過這個引腳送入/輸出到芯片上的移位寄存器。讀取的數(shù)據(jù)在BDCLK的上升沿被傳送,寫數(shù)據(jù)在BDCLK的下降沿被傳送。
BDCLK：串行端口的輸入時鐘。這個引腳被用來將時鐘信號輸入到串行端口。要使得跳變頻率的編程時間最短時,建議使用10~20 MHz的BRCLK頻率。
BnPWR：芯片電源控制電路的一部分,用來控制芯片從"OFF"狀態(tài)到電源接通狀態(tài)。
PLLGND：RF合成器、晶體振蕩器和串行端口的接地端。
VCC6：RF合成器、晶體振蕩器和串行端口的電源端。
DO：RF PLL的充電泵輸出。外接1個RC網(wǎng)絡(luò)到地以確定PLL帶寬。要使得合成器的設(shè)置時間和相位噪聲最小,可采用雙重的環(huán)路帶寬方案。在頻率檢測的開始時期,使用1個寬環(huán)路帶寬。在檢測頻率結(jié)束時,用RSHUNT來轉(zhuǎn)換到窄環(huán)路帶寬,并提供改進(jìn)的VCO相位噪聲。帶寬轉(zhuǎn)換的時間由PLL Del 位設(shè)置。
RSHUNT：通過將2個外部串聯(lián)電阻的中點分路到VREG,使環(huán)路濾波器從窄帶轉(zhuǎn)換到寬帶。
RESNTR-：用來給VCO提供直流電壓以及調(diào)節(jié)VCO的中心頻率。在RESNTR-和RESNTR+之間需2個電感來跟內(nèi)部電容形成諧振。在設(shè)計印制板時,應(yīng)該考慮從RESNTR腳到電感器的感抗�？梢栽赗ESNTR腳之間加1個小電容來確定VCO的頻率范圍。
RESNTR+：見引腳28。
VREG：電壓調(diào)節(jié)輸出（2.2 V）。需1個旁路電容連接到地。通過與28腳和29腳相連的回路給VCO提供偏置。
IFDGND：數(shù)字中頻電路接地端。
VCC7：數(shù)字中頻電路電源電壓。
3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
RF2968是專為藍(lán)牙的應(yīng)用而設(shè)計,工作在2.4 GHz頻段的收發(fā)機(jī)。符合藍(lán)牙無線電規(guī)范1.1版本功率等級二（+4 dBm）或等級三(0 dBm)要求。對功率等級1（+20 dBm）的應(yīng)用,RF2968可以和功率放大器搭配使用,如RF2172。RF2968的內(nèi)部框圖如 圖 1 所示。芯片內(nèi)包含有發(fā)射器、接收器、VCO、時鐘、數(shù)據(jù)總線、芯片控制邏輯等電路。 |
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