基于无线发射芯片nRF902的接口电路设计

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1、电子测量与仪器学报2004年增刊基于无线发射芯片nRF902的接口电路设计姜彦君刘双喜(北京理工大学信息科学技术学院，北京100081)摘要:文章介绍了采用单片射频发射芯片nRF902实现数字信号的无线传输的接口设计，工作频率862-8701141z，发射功率十lOdBm，接收灵敏度一105dBm，数据传输速率50Kbps.关扭词:射频发送nRF902无线收发DesignofInterfaceCircuitBasedonnRF902JiangYanjunLiuShuangxi(BeijingInsti

2、tuteofTechnologyBeijing100081)Abstract:ThispapermainlyintroducestheinterfacecircuitbasedonnRF902.Workingfrequency862-870)lHz.Poweroftransmissionis+1Odbm.Bandofrateis50kbps.Keywords:TransmissionnRF902wirelessinterface1箭令孟F4切T2近年来由于科学技术特别是通讯技术(包括移动通信、卫星通信

3、和光通信)和计算机技术的迅猛发展，工作频率的日益提高，射频电路得到了广泛的应用。尤其是短距离无线通信技术的迅猛发展，使得在自动检测，家庭自控化控制、遥控装置、工业控制等领域对无线通信的要求越来越强烈。作者介绍了NordicVLSIASA公司推出的nRF902射频发送芯片，因其应用简单，成本低，开发周期短而得到广泛应用。适合报警器、自动读表、无键进入、家庭自动化、遥控、无线数字通讯等。2主芯片nRF902简介nRF902是工作于ISM和RSV(868MHz)频段的单片无线发射芯片。具有FSK调制和解调能

4、力，在此方式下，其传输速率可达50Kbps。它符合欧洲ETSI工一ETS300220规范。发送器的基本组成是:频率合成器、功卒放大器、晶体振荡器和调节器。由于使用了晶体振荡器稳定的频率合成器，频率漂移是很低的。而且，通过调节外部电阻，可以改变它的输出功率和频率偏移。在输出功率为一lOdBM的时候，其电流消耗仅为9mAonRF902采用8脚的SO工C封装。通过调节外部电阻，可以使其在四种工作方式中切换。699电子测量与仪器学报2004年增刊ADDADDADDOzUDh2KDV.LVVZKADDV2KDV

5、ZVADDOz.CIDADDClockADDCIDADDbOMGLDOMueI41D人“3人ISdFSK模式是nRF902的止常工作校八。此模式下，引脚DIN(5)为数据的输入引脚。实R41R42际应用中需要高的数据传输率和低的频谱宽DATAN度。为了整形输入的FSK位流，我们把R4用C41低通滤波器来代替。ASK模式时的输入引脚REXT(2)。当R2接VDD时，芯片传送载波信号;当R2接GND时，内部的输出功率放大器关闭。这两种情X113.567MHzVR、RVR3VR44'DD况分别代表逻辑’1’

6、和’0'。在ASK模式下，DIN引脚必须接VDD.时钟模式时，外部的微控制器可以直接获得时钟信号，而不必在接另外的振荡器。此时晶体振荡器和参考时钟输出(引脚X08)工作。当发射器睡眠时，此功能丧失。节电模式是为了使芯片在不工作的情况下获得低的电流消耗。一般说来，在芯片不工作的情况下的漏电流仅有lOnA.电子测量与仪器学报2004年增刊3接口电路的硬件连接射频发射电路如图所示:关于天线的设计，天线输出端通过平衡的射频输出到天线，这个引脚端必须有直流通道到电源VDD端，电源VDD经过射频扼流圈或者环路天线

7、的中心接入。在ANT1/ANT2输出端之间的负载阻抗为200^"700欧姆。如果需要IODBm的输出功率，推荐使用400欧姆的负载阻抗。低负载阻抗可以通过差动到单端匹配网络或者射频变压器与ANT1/ANT2输出端连接。4电路板设计时应该注意的一些问题印制电路板(PCB)的设计直接关系到射频的性能，PCB分成射频电路和接口电路两部分布置。PCB使用1.6m后的FR-4双面板，分元件面和底面。PCB的地面有一个连续的接地面，射频点路的元件面以nRF902为中心，各元件紧靠其周围，尽可能的减少分布参数的影响

8、。元件面的接地面保证元件充分的接地，大量的通孔连接元件面的接地面到底面的接地面。射频电路的电源使用高性能的射频电容去祸，去祸电容尽可能的靠近nRF902的VDD端，一般还在叫道电容量的表面安装的电容旁并联一个小数值的电容。射频电路的电源与接口电路的电源分离。对于射频电路来说，即使是很短的一条线也相当于一个电感。根据一个大致的转换准则电子测量与仪器学报2004年增刊可知，每毫米长的导线相当于1nH的电感。所以在PCB图中尽量避免使用长导线。所有的设备地，电