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基于TH71101无线电接收芯片的原理、特点及应用电路设计

关键词:TH71101 无线电接收芯片

时间:2021-12-10 10:34:40      来源:网络

TH71101是双超外差式结构的无线电接收芯片,工作在300~450MHz ISM频段,能与TH7107等芯片配套,实现ISM频段无线模拟和数字信号传输;内部包含一个低噪声放大器、双混频器、压控振荡器、PLL合成器、晶体振荡器等电路。能接收模拟和数字FSK/FM/ASK信号。

作者:唐冬,黄智伟,吕明霞

1 概述

TH71101是双超外差式结构的无线电接收芯片,工作在300~450MHz ISM频段,能与TH7107等芯片配套,实现ISM频段无线模拟和数字信号传输;内部包含一个低噪声放大器、双混频器、压控振荡器、PLL合成器、晶体振荡器等电路。能接收模拟和数字FSK/FM/ASK信号。FSK数据速率可达40kb/s,ASK数据速率达80kb/s,FM带宽15kHz;灵敏度 111dBm。电源电压2.5~5.5V,工作电流8.2mA,待机电流《100nA。适用于ISM(工业、科学和医学)频率范围内的各种应用,如数据通信系统、无钥匙进入系统、遥控遥测系统、安防系统等。

2 芯片封装与引脚功能

TH71101采用LQFP32封装,各引脚功能如表1所列。

表1 TH71101引脚功能

3 芯片内部结构与工作原理

TH71101内部结构框图如图1所示。芯片内包含低噪声放大器(LNA)、两级混频器(MIX1、MIX2)、锁相环合成器(PLL Synthesizer)、基准晶体振荡器(RO)、充电泵(CP)、中频放大器(IFA)、相频检波器(PFD)等电路。

LNA是一个高灵敏度接收射频信号的共发、共基放大器。混频器1(MIX1)将射频信号下变频到中频1(IF1),混频器2(MIX2)将中频信号1下变频到中断信号2(IF2),中频放大器(IFA)放大中频信号2和限幅中频信号并产生RSSI信号。相位重合解调器和混频器3解调中频信号。运算放大器(OA)进行数据限幅、滤波和ASK检测。锁相环合成器由压控振荡器(VCO1)、反馈式分频器(DIV16和DIV2)、基准晶体振荡器(RO)、相频检波器(PFD)、充电泵(CP)等电路组成,产生第1级和第2级本振信号LO1和LO2。

使用TH71101接收器芯片可以组成不同的电路结构,以满足不同的需求。对于FSK/FM接收,在相位重合解调器中使用IF谐振回路。谐振回路可由陶瓷谐振器或者LC谐振回路组成。对于ASK结构,RSSI信号馈送到ASK检波器,ASK检波器由OA组成。

TH71101采用两级下变频。MIX1和MIX2由芯片内部的本振信号LO1和LO2驱动,与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制,如表2和表3所列。有效的射频前端滤波是在LNA的前端使用SAW、陶瓷或者LC滤波器,在LNA的输出使用LC滤波器。

4 应用电路设计

基于TH71101的FSK和ASK应用电路如图2、3所示。



TH71101与单片机的接口电路如图4所示。

ENRX=“0”时,接收模块进入待机状态,ENRX=“1”时,接收模块进入接收状态。TH71101解调输出数据经RXD进入单片机,数据格式和数据速率由用户根据需要确定。应注意的是:FSK数据速率不能超过40kb/s,ASK数据速率不能超过80kb/s。

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