MICRF004中文資料與其應(yīng)用電路

1、叵叵叵E叵叵叵叵BMC dbtDVSELO VSSRf7 VSSRF ANT VDDRFEESWENREFOSCCAGCMICRF004中文資料及其應(yīng)用電路SHUTDOVSSBB摘要：MICRF004 是Micrel公司最新推出的小型單片無(wú)線通信接收器 集成電路。利用它可真正實(shí)現(xiàn)單片機(jī)無(wú)線輸入、數(shù)據(jù)輸出”功能。另外,MICRF004 的效率和可靠性都非常高，是目前無(wú)線通信應(yīng)用領(lǐng)域成本最低的單片解決方案。文中介紹了它的主要特點(diǎn)、引腳功能、工作原理和典型應(yīng)用電路。同時(shí)還給出了由 MICRF004 組成的150MHz、1kb/s接收器/解碼器的實(shí)際電路和其外圍元件的具體參數(shù)。關(guān)鍵詞：無(wú)線通訊 接收器

2、 小功率 MICRF0041概述MICRF004 是Micrel公司最新推出的小型單片無(wú)線通信接收器集成電路。它是為甚高頻段（VHF頻段）的無(wú)線通信應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的無(wú)線接收器件。利用MICRF004 可真正實(shí)現(xiàn)單片化 無(wú)線輸入、數(shù)據(jù)輸出”功能。所有射頻（RF）和中頻（IF ）的調(diào)整均可在器件內(nèi) 部自動(dòng)完成，因而可極大地降低開(kāi)發(fā)成本，縮短產(chǎn)品市場(chǎng)化的進(jìn)程。另外，由于MICRF004的效率和可靠性都非常高。所以，它是目前無(wú)線通信應(yīng)用領(lǐng)域成本最低的單片解決方案。MICRF004的使用非常方便。它可以提供固定和掃描兩種基本的操作械。在固定操作模式時(shí)，MICRF004 的功能就像一個(gè)具有固定本振頻率的傳

3、統(tǒng)超外差式接收機(jī)，其內(nèi)部本振操 作頻率由外部晶振提供。固定模式通常用在發(fā)射能被晶體或SAW （聲表面波）器件精確控制的場(chǎng)合；在掃描操作時(shí)，MICRF004 將在此基帶數(shù)據(jù)比率更大的范圍內(nèi)掃描本振頻率，從而有效拓寬了接收機(jī)的 RF帶寬。因此，MICRF004無(wú)需專門的調(diào)諧電路便可接收簡(jiǎn)單 廉價(jià)的LC發(fā)射機(jī)所發(fā)出的信號(hào)，而且甚至可以將接收范圍拓寬到超外差范圍。在這種模式下，系統(tǒng)便可用0.5%的廉價(jià)陶瓷器件來(lái)代替昂貴的石英晶體作為參考。關(guān)斷控制是 MICRF004 的一個(gè)重要特點(diǎn)，利用這一特性可以在周期操作（ duty-cycled ） 和喚醒輸出出現(xiàn) RF信號(hào)時(shí)為其提供邏輯指示，并使MICRF00

4、4 能夠適應(yīng)小功率和極小功率的方面應(yīng)用，比如 RKE （ remote keyless entry ）和 RFID （ RF identification）等系統(tǒng)。MICRF004可為系統(tǒng)解調(diào)器提供所有的數(shù)據(jù)濾波功能，這便省去了以往所必需的外部濾波器。MICRF004內(nèi)含四個(gè)濾波器，其中之一在數(shù)據(jù)速率帶寬范圍內(nèi)采用了編程方式。MICRF004在掃描模式時(shí)，其二進(jìn)制帶寬范圍為0.55kHz4.4kHz，而在固定模式，其帶寬范圍為 1.1kHz 8.8kHz。另外，MICRF004 還有如下主要特點(diǎn):在單片上集成了全部的 VHF接收功能;頻率范圍可達(dá) 140MHz200MHz ;單極天線接收時(shí)，其

5、典型接收距離為200米;圈2 MICRFQO4的內(nèi)郁原邱椎曲在掃描模式時(shí)，其數(shù)據(jù)速率為2.5kb/s ;而在固定模式時(shí)，其數(shù)據(jù)速率為10kb/s ;可自動(dòng)調(diào)整，無(wú)需人工調(diào)諧;無(wú)需外部濾波器;& 150kHz 時(shí)，其電源操作電流低達(dá)240可用微處理器或使能編碼器來(lái)喚醒操作；具有標(biāo)準(zhǔn)的les CMOS邏輯接口;具有極低的RF天線再發(fā)射特性;MICRF004是為甚高頻段（VHF頻段）無(wú)線通信應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的天線接收專用集成電路。因而可廣泛用于汽車遙控、元距離射頻接收、遠(yuǎn)程風(fēng)扇和燈光控制以及汽車大門的自動(dòng)開(kāi)啟和控制等方面。2引腳排列和功能MICRF004 采用16腳DIP或SOP封裝形式，圖1所示是它

6、的引腳排列，各引腳的功能說(shuō)明如表1所示。表1 MICRF004的引腳功能說(shuō)明引腳號(hào)功能 說(shuō) 明SEL0帶寬選擇BitO輸入腳。可以和SEL1 一起來(lái)組合設(shè)置解調(diào)濾波器的帶寬VSSRF輸入端RF信號(hào)模擬部分地天線輸入端。高阻抗，在器件內(nèi)部用交流耦合的方式連接到接收器的輸入上，在將接收天線與該端連接時(shí)，將在器件的FET門輸入ANT的寄生電容輸入端RF信號(hào)模擬部分電源。用于為器件的射頻電路部分提供電源，應(yīng)將VDDRE和VDDBB連接在一起，并應(yīng)通過(guò)低等效電感和VDDRF容器和VSSRF相連，且連線應(yīng)盡可能短VDDBB輸入端基帶數(shù)字電源；用于為器件的基帶電路部分提供電源。使用時(shí)，應(yīng)將VDDRF和VDD

7、BB連接在一起CIH外部電容接入端；該外部電容的主要作用是維護(hù)內(nèi)部比較器輸入端直流電平上的解調(diào)濾波形NC不用NSSBB輸入端基帶數(shù)字地；一般接至基帶部分的電源DO數(shù)字信號(hào)輸出端；用于輸出與 CMOS電平兼容的數(shù)字信號(hào)SHUT關(guān)斷模式邏輯電平控制輸入端；輸入低電平時(shí)可使能接收器。該輸入將在器件內(nèi)部被上拉到VDDRFWAKEB喚醒輸出；當(dāng)監(jiān)測(cè)到 RF信號(hào)時(shí)激活輸出以喚醒器件，該輸出信號(hào)與CMOS電平兼容CAGC自動(dòng)增益控制外部電容接入端；所接的外部電容可與器件內(nèi)部的AGC電路一起來(lái)對(duì)器件的增益進(jìn)行自動(dòng)控制SEL1帶寬選擇Bit輸入腳?？梢院蚐EL0 一起來(lái)組合設(shè)置解調(diào)濾波器的帶寬REFOSC外部參

8、考振蕩器接入端，可在該腳和VSSBB腳之間連接陶瓷振蕩器或晶體振蕩器，也可以直接輸入0.5VPP的參考時(shí)鐘3工作原理MICRF004 的內(nèi)部工作原理框圖如圖 2所示。從圖中可以看出： MICRF004由UHF下變頻器、00K解調(diào)器、參考和控制、以及喚配電路等部分組成。同時(shí)圖中還畫出了CTH、CAGC引腳錢的電容以及 REFOSC引腳外的參考振蕩器。這些外部器件便是利用MICRF004 來(lái)構(gòu)成UHF接收器所需的元件。 MICRF004具有SEL0、SEL1、SWEN和SHUT等4個(gè)控制輸入引腳，利用這四個(gè)引腳，用戶可以對(duì)MICRF004的操作模式進(jìn)行設(shè)置選擇。這些引腳內(nèi)部均有上拉電阻，且其輸入均

9、與CMOS電平兼容。3.1帶寬選擇利用SEL0和SEL1引腳可以對(duì)MICRF004的解調(diào)器帶進(jìn)行選擇設(shè)置，在掃描模式時(shí)，其可選擇的頻率帶寬范圍為550Hz4400Hz，而在固定模式，其可選擇的頻率帶寬范圍為1100Hz8800Hz。表2給出了 MICRF004的解調(diào)器帶寬選擇方法。表2 MICRF004的帶寬選擇方式SEL0SEL1解調(diào)器帶寬掃描模式固定模式114400Hz8800Hz012200Hz4400Hz101100Hz2200Hz00550Hz1100Hz3.2模式選擇利用SWEN腳的輸入電平可以對(duì) MICRF004的操作模式進(jìn)行控制。當(dāng) SWEN腳的輸入為高電平時(shí)，器 件選擇掃描模

10、式；而當(dāng) SWEN腳為低電平時(shí)，器件選擇固定模式。在固定模式時(shí)，MICRF004 采用通常的超外差接收方式進(jìn)行工作。固定操作模式+5VDSELQSWEMVSSAFREFOSCVSSRFseliAWTCAGCVDDRFWAKEBVDDB8SHUT|CTH0NCVSSBBMICRF004匸(HMFpF 主X7r數(shù)據(jù) -輸出4.05MHE如果發(fā)射系統(tǒng)采用的是象 SAW發(fā)射機(jī)那樣比較穩(wěn)定的發(fā)射設(shè)備，那么， MICRF004便可選擇一般的超外差式固定操作模式進(jìn)行接收工作。固定模式所能接收的信號(hào)頻率范圍較窄，但數(shù)據(jù)速率相對(duì)較高，通?？梢赃_(dá)到10kb/s以上圖3 150MHz 1200b用開(kāi)關(guān)応接咬藍(lán)日描操

11、作模式在掃描模式，MICRF004仍然采用擴(kuò)展的超外差方式進(jìn)行工作，但是需要在LO本振調(diào)制下進(jìn)行，這時(shí)的掃描速率要比普通的數(shù)據(jù)速率高一些。采用掃描方式可以有效地拓寬MICRF004的射頻帶寬。并且可以使器件在外部發(fā)射頻率和接收頻率都不是十分準(zhǔn)確的情況下正常工作。采用LO本振調(diào)制方式并不影響系統(tǒng)的中頻帶寬，而且相對(duì)于固定操作模式來(lái)說(shuō)，掃描模式在中頻抗噪聲方面的性能也沒(méi)有多大的減弱。因此,無(wú)論是在固定操作模式還是在掃描操作模式，它們的IF帶寬均為500kHz。但是，LO本振調(diào)制將對(duì)速率產(chǎn)生影響，在掃描模式時(shí)，其速率上限大約為2.5kb/s 。3.3參考振蕩MICRF004 的所有定時(shí)和調(diào)諧REFO

12、SC引腳通過(guò)下都是在器件內(nèi)部的參考振蕩器的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。這些調(diào)諧操作可以在 列三種方式之一來(lái)進(jìn)行：（1 ）連接一個(gè)陶瓷共鳴器；（2）連接一個(gè)石英晶體振蕩器；（3 ）用一個(gè)外部的定時(shí)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)REFOSC引腳。如果用晶體振蕩器或者陶瓷共振器控制下的微處理器來(lái)產(chǎn)生振蕩信號(hào)，也就是說(shuō)系統(tǒng)的信號(hào)頻率比較精確時(shí)，以上三種方法對(duì)于降低系統(tǒng)成本是非常有用的。3.4喚醒和關(guān)斷MICRF004 中喚醒電路的主要作用是為了減少整個(gè)系統(tǒng)的電源功耗。WAKEB為邏輯信號(hào)輸出端，當(dāng)系統(tǒng)在檢波輸出信號(hào)中監(jiān)測(cè)到有RF載波時(shí)，WAKEB端輸出低電平信號(hào)。該輸出能夠在發(fā)現(xiàn)RF信號(hào)時(shí)用來(lái)使能數(shù)據(jù)解碼器和微處理器等外部電路。當(dāng)然，

13、只有在系統(tǒng)處于關(guān)斷模式時(shí)，才能使用喚醒功能。喚醒功能包含在器件內(nèi)部的一個(gè)可恢復(fù)計(jì)數(shù)器中，它采用2.34kHz內(nèi)部時(shí)鐘。該時(shí)鐘由一個(gè)內(nèi)部6.0MHz的參考頻率產(chǎn)生。當(dāng)這個(gè)23.4kHz 時(shí)鐘被監(jiān)測(cè)到時(shí)，系統(tǒng)將在5.12ms（在 25kHz時(shí)需過(guò)128個(gè)時(shí)鐘周期）之后使WAKEB端進(jìn)入低電平，并一直持續(xù)到數(shù)據(jù)開(kāi)始。這5ms的持續(xù)時(shí)間非常珍貴，它可以極大地系統(tǒng)監(jiān)測(cè)減少的出錯(cuò)率。而且不需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換補(bǔ)償。因此，用這種方法來(lái)完成喚醒功能是非常方便的。關(guān)斷功能是由SHUT腳的邏輯狀態(tài)來(lái)控制的。當(dāng)V SHUT為高時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗待電模式，此時(shí)的待電電流低于1。4應(yīng)用電路4.1典型應(yīng)用電路MICRF00

14、4 可用于多種無(wú)線通信應(yīng)用領(lǐng)域。圖3是MICRF004 用于150MHz 1200b/s開(kāi)關(guān)鍵控接收器的典型應(yīng)用電路。 該典型應(yīng)用電路十分簡(jiǎn)單，所用的外圍元件很少， 它采用4.85MHz陶共鳴器作外部振蕩器。CAGC引腳外4.7門電容器的作用是用來(lái)和器件內(nèi)部的AGC電路一起來(lái)對(duì) MICRF004 的增益進(jìn)行自動(dòng)控制。而CTH引腳上的0.047門 電容器則用來(lái)維護(hù)內(nèi)部比較器輸入端直流電平上的解調(diào)波形。該電路采有+5V電源電壓進(jìn)行工作。found坤33nHSE1J)SWENVSSRFREFOSCVSSRFSEL1ANTCAGCVDDRFWAKEBVDDBBSHUTCTHDONCVSSBBU1 MI

15、CRF0C4匸A0VDDATVTA2QSC1A3OSC2MDINA5onA6DIOA7D9VSS8ik r7aOfiCkrBIlO age EJit i圖4 150kHz lkb/s開(kāi)關(guān)犍控接收/譯碼器的真際電路4.2實(shí)際應(yīng)用電路圖4是一個(gè)用MICRF004 來(lái)設(shè)計(jì)150MHz 1kb/s開(kāi)關(guān)鍵控接收/譯碼器的實(shí)際應(yīng)用電路。該電路可在非工作周期情況下進(jìn)行連續(xù)地接收掃描。它被設(shè)計(jì)成掃描模式，具有6個(gè)地址解碼位和2個(gè)輸出編碼位。在圖4電路中，U1為MICREL公司的小型單片無(wú)線通信接收器MICRF004 ，U2則選用HOLTEK公司的HT-12D 邏輯解碼器，電路工作頻率為150MHz，因而選用較為廉價(jià)的陶瓷共鳴器來(lái)產(chǎn)生參