电子电路大全(PDF格式)-第110部分
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节压控振荡器的中心频率。一个电感应连接在这个引脚与引脚 13 之间。
引脚 13：RESNTR＋ ，见引脚 12。
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·70 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
引脚 14：LOOP FLT ，充电泵的输出端。引脚 14 与地之间的 RC 回路用来控制锁相环的
带宽。接口电路中的二极管提供 3kV 的静电保护。
引脚 15：LD FLT ，这个引脚是用来设定锁定检测电路的阀值。旁路电容器与芯片内部
的阻值为 1k 的电阻用来设定 RC 时间常数，这个信号被用来钳位 MOD IN 电路，这个时间
常数大约是基准频率的 10 倍。接口电路中的二极管可以提供 3kV 的静电保护。
引脚 16：DIV CTRL ，分频控制。这个引脚的电平为高电平时，选中 64 分频的预定标器，
反之，当这个引脚为低电平时，选中 32 分频的预定标器。在接口电路中的二极管提供 3kV
的静电保护。
1。10。4 内部结构与工作原理
DK1000T 的核心RF2516 发射器芯片的原理框图如图 1。10。2 所示。
图 1。10。2 RF2516 原理框图
RF2516 的锁相环包括一个基准振荡器，鉴相器，环路滤波器，VCO 及反馈通道中的一
个可编程分频器，只需要外接一个晶振和两个反馈电容。基准振荡器是一个 COLPITTS 型的
振荡器，引脚 1 （OSC B ）和引脚2 （OSC E ）与振荡器使用的晶体管连接。一个外部时钟信
号能被输入到晶体管的基级，任一情况下，驱动电平峰值为 500mV 左右，以防止过度驱动，
保持相位噪声最小。
分频器以 64 或 32 为基数对 VCO 进行分频，根据引脚 DIV CTRL 的逻辑电平的高低来
确定分频系数。引脚 DIV CTRL 为高电平用基数 64 来分频，引脚 DIV CTRL 为低电平用基
数 32 来分频，分频信号被输入到鉴相器，在鉴相器中，分频信号与基准信号频率相比较。
RF2516 内含鉴相器和电荷泵。鉴相器用来比较基准振荡器的相位和VCO 的相位，由数
据相位/频率检波器和数据三态比较器组成，电路包括两个 D 触发器，D 触发器的输出和与
非门相结合来，其输出连接到电荷泵，每个触发器的输出信号是一系列与触发器输入频率相
关的脉冲，当触发器的两个输入端信号相同时，信号为锁频和锁相，当两个信号不同时，将
提供信号给电荷泵，使环路滤波器充放电或进入高阻状态。这种类型检波器被锁时，检波器
通过相位来纠错，未锁时通过频率来纠错。电荷泵由 2 个三极管、1 个可充电环路滤波器和
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·71 ·
其他放电环路滤波器组成，其输入是相位检波器中触发器的输出。检波器中两个触发器的不
同状态，用于环路滤波器的充放电控制，环路滤波器的整合脉冲来自 VCO 中电荷泵产生的
控制电压。
压控振荡器（VCO ）是一个调谐的微分放大器，集电极提供一个正反馈，并且产生360°
的相移，调谐电路在集电极，包含内部的可变电容和外接的一个电感，为了得到设定的工作
频率，设计者必须选择合适的电感，电感也为 VCO 提供直流偏压。VCO 的输出到预定标器，
在预定标器中信号频率将以 32 和 64 为基数进行分频，与基准振荡频率相比较。
发射器是一个两级放大器，它包括一个驱动器和一个集电级开路的晶体管，当电源为
3。6V 电压时，可提供 10dBm 的输出功率到 50Ohm的负载。
锁定检测电路连接着鉴相器的输出，当 VCO 没有锁住基准振荡器的相位时，它能使发
射器失去发射能力。导致 PLL 失锁有多方面的原因，例如，任何一个 VCO 的启动都有一个
短时间的间隔，此时，VCO 开始振荡，基准振荡器也建立起完全振幅，在这段时间里，频率
可能会出现在规定频段外。典型的情况是 VCO 启动比基准振荡器快，一旦 VCO 启动，鉴相
器就开始定位，VCO 来纠正频率偏差，占用频带范围为 200MHz 的频谱，VCO 处在全功率
辐射状态。
RF2516 中锁定保护电路，当电源加到芯片中之后，很快使鉴相器锁住，振荡器锁定电
路将会使管脚 MODIN 传输预设好的信号，不再需要微处理机来检测锁定状态。锁定检测电
路含有一个内部电阻器，设计者可选择电容器确定 RC 时间常数。
1。10。5 应用电路设计
DK1000T 的应用电路及印制板如图 1。10。3 和图 1。10。4 所示。
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·72 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·73 ·
（a ）元器件布局图
（b ）印制板元器件面
（c ）印制板底板面
（印制板尺寸 1。372〃 ×1。124 4〃，板厚 0。031〃，板材FR…4 ）
图 1。10。4 DK1001T 的印制板图
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·74 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
1。11 310MHz～440MHz ASK 发射器芯片U2745 的
原理与应用电路设计
1。11。1 概述
U2 745B 是专门为满足低成本数据通信要求而开发的一个 PLL 发射机芯片。其数据率可
达 20 kBaud ，发射频率范围是 310MHz～440MHz ，可用于 ASK 系统。U2745B 是只用几个
外接元件的单片发射机解决方案；成本比通常用 SAW 和晶体管分立元件的方案更低；SO16
封装。电源电压为 2。0V～4V ，温度范围为 …40 ℃～＋85 ℃；“单端集电极开路”输出，可以
使用分立元件方案中相同的天线，与磁性环状天线的适配更简单；晶体振荡器输出可用于给
（微控制器）
uC 提供时钟，与 M44C090/M44C890 等微控制器配套使用，可得到最优系统费
效比；与 SAW 方案比较，发射频率准确度更高，允许接收机工作在比 SAW 谐振器可能做到
的更窄的带宽上。配套用接收芯片U3745 。
1。11。2 主要性能指标
U2745 的主要性能指标如表 1。11。1 所示。
表1。11。1 U2745 的主要性能指标
数 值 单 位
参 数
最小 典型 最大
频率范围 310 440 MHz
输出功率 1。5 3 5 dBm
数据速率 20 kBaud
ASK 频率调制率 0 20 kHz
晶振频率 13。56 MHz
f XTO = 13。56 MHz 80 Ohm
晶振串联谐振电阻
f XTO = 9。84 MHz 100 Ohm
回路带宽 100 kHz
VCO 频率范围 310 44 MHz
输出时钟频率 f 0 /128 （MHz）
ASK 输入低电平 0。3 V
ASK 输入高电平 1。7 V
电源电压 2。2 4 V
电流消耗 10 12。5 mA
低功耗电流 2 10 uA
工作温度 …40 85 ℃
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·75 ·
1。11。3 芯片封装与引脚功能
U2745 采用 SO16 封装，引脚封装形式如图 1。11。1 所示。引脚功能如表 1。11。2 所示。
图 1。11。1 U2745 引脚封装形式
表1。11。2 U2745 的引脚功能
引脚 符号 功 能 引脚 符号 功 能
1 ASK ASK 调制输入 9 NC 空脚
2 EN 使能输入 10 XTO1 接晶振
3 VCC 电源电压 11 PWRGND2 电源地2
4 CLK 时钟输出 12 PWRGND1 电源地 1
5 GND 地 13 ANT 射频输出
6 LFVCC VCO 电源电压 14 PWRVCC 功率放大器电源
7 LFGND VCO 地 15 PWRSET VCC 控制
8 LF PLL 回路 16 GND 地
1。11。4 内部结构与工作原理
U2745 内部结构框图如图 1。11。2 所示。芯片内包含射频功率放大器（PA ）、晶体振荡器
（
XTO ）、压控振荡器（VCO ）、相频检波器（PFD ）、分频器、充电泵（CP ）、电源控制电路
（
Power up ）等电路。锁相环（PLL ）合成器由压控振荡器（VCO ）、分频器、相频检波器、
充电泵和回路滤波器等组成。
U2745 功率放大器单端集电极开路输出，不要求负载阻抗必须是平衡的，简化了与任何
形式的磁性环状天线或 λ / 4 天线的适配。
VCO 和 XTO 的频率可选择 13。56MHz （美国是9。844MHz ）。可使用特小型的 13。56MHz
SMD 晶体。晶体振荡器的建立时间很快（13。56MHz 时小于 1。5ms）。因此，发射机 IC 锁定
需要 5ms～10ms 的等待时间。
当 EN = VS 时U2745B 工作。VASK 必须保持 0V/5ms 。输出功率被引脚端ASK 调制。在
发射期间编程 VEN = VS 。ASK 输入激活功率放大器和 PLL 电路。
晶体振荡器的时钟输出可以用做微控制器uC 的时钟信号，时钟频率为 3。39MHz 。
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