3線總線收發(fā)器XE1201
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XE1201是由XEMICS公司生產(chǎn)的RF收發(fā)IC，它將無(wú)線傳輸技術(shù)的發(fā)射與接收功能集成在單一芯片上，同時(shí)集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK調(diào)制以及高速率、超低功耗等功能。XE1201可工作在433MHzISM頻帶和390～470MHz頻帶，其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)64kbit／s。另外，XE1201還采用了連續(xù)相位的2級(jí)頻移鍵控（CPFSK）方式。
XE1201的接收部分除了具有濾波通道和接收所用的解調(diào)器外，還集成有低噪聲放大器（LNA）和下變頻器，它采用直接變頻方式，其微控制器接口可直接對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，并可產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)時(shí)鐘（CLKD）。
XE1201的發(fā)射部分可完成從數(shù)據(jù)流到天線的傳送，并提供了一個(gè)完整的通道，該部分帶有一個(gè)可對(duì)頻偏進(jìn)行編程的直接上變頻器，并可對(duì)其RF輸出功率進(jìn)行控制。
XE1201的最主要特點(diǎn)是其帶有3線總線接口，并可通過(guò)該3線總線以及外部引腳來(lái)設(shè)置傳輸狀態(tài)，僅需極少的外部元件（無(wú)線匹配網(wǎng)絡(luò)、振蕩電路、SAW振蕩器）即可完成接收和發(fā)射雙重功能。
XE1201的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
●電源電壓：2．4V；
●RF敏感度：109dBm；
●數(shù)據(jù)傳輸速率：64kbit／s；
●發(fā)射功率：－5dBm；
●待機(jī)電流：＜1μA；
●接收電流：6mA；
●發(fā)射電流：－5dBm時(shí)為8mA；－20dBm時(shí)為5mA。
●響應(yīng)時(shí)間：＜1s；
●頻率偏離：125kHz。
2 工作原理
XE1201的原理框圖如圖1所示，各引腳功能描述如表1所列。由圖1可以看出，XE1201主要由接收、發(fā)射、本振及3線總線接口四部分組成。
本文引用地址：http://www.czjhyjcfj.com/article/188573.htm
2．1 接收
XE1201型3線總線收發(fā)器中的接收部分由低噪聲放大器（LNA）、下變頻器、自激消除模塊、基帶濾波器以及位同步器等部分組成。其中LNA提供的低噪增益可通過(guò)外部電路（分立元件）進(jìn)行調(diào)節(jié)，該外部電路由輸出LC振蕩電路和RF輸入LC匹配網(wǎng)絡(luò)組成；下變頻器具有90°相移電路和2個(gè)合成器及其各通道（I／O），可用于完成零中頻接收器的直接下變頻；自激消除模塊則用來(lái)對(duì)DC和低頻輸出信號(hào)進(jìn)行50dB衰減，以避免本振上的自激振蕩；基帶濾波器由2個(gè)級(jí)聯(lián)的Sallen＆key低通濾波器組成，每級(jí)有10dB的增益，可實(shí)現(xiàn)具有30kHz關(guān)斷頻率的4級(jí)Butterworth低通濾波，其AC耦合（截止頻率為64kHz）可以避免偏移量的增加，并可衰減1／f的噪聲；而位同步器是一個(gè)可被ALU控制的數(shù)字PLL，它為系統(tǒng)提供同步數(shù)據(jù)時(shí)鐘。為了提高其性能，可根據(jù)所需的數(shù)據(jù)速率來(lái)通過(guò)3線總線對(duì)位同步器進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。
2．2 發(fā)射
XE1201的發(fā)射部分由DDS調(diào)制器、單邊帶上變頻器及功率放大器組成。它可直接通過(guò)數(shù)字合成器（DDS）來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于XE1201的FSK頻偏相當(dāng)精確，并可通過(guò)3線總線進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，I和Q基帶可在抗干擾濾波器后直接上變頻到UHF頻段。
DDS調(diào)制器由數(shù)字和模擬兩個(gè)模塊構(gòu)成。在數(shù)字模塊中，其內(nèi)部時(shí)鐘設(shè)在2MHz，并由DDS將數(shù)據(jù)位流轉(zhuǎn)換成正、余弦信號(hào)。當(dāng)相位累加器為7位時(shí)，其頻偏最小的步進(jìn)頻率（每位）為3．9kHz，頻偏差（FSK）的可編程調(diào)節(jié)范圍為0～127（7位）。因此，理論上它的范圍為295kHz。開機(jī)時(shí)，頻偏值為32（125kHz）。當(dāng)Data為0時(shí)，f＝fLo－fdev；Data為1時(shí)，則有f＝flo＋fdev。如圖2所示。另外，也可對(duì)解調(diào)器的頻率偏移進(jìn)行調(diào)節(jié)以使其滿足fdev＝3906．25?n（Hz），其中n為無(wú)符號(hào)的7位字的十進(jìn)制值，在數(shù)字模塊中，fdev必須滿足Filter BW＞fdev＞Data。而DDS模塊中的模擬模塊（DDSA）的任務(wù)是將正、余弦信號(hào)從DDS轉(zhuǎn)換成模擬的I和Q信號(hào)，該轉(zhuǎn)換通常由2個(gè)8位DAC來(lái)完成。
單邊帶上變頻器可用于完成從基帶FSK信號(hào)到UHF頻率的頻率轉(zhuǎn)換。功放則可為天線發(fā)射RF信號(hào)提供驅(qū)動(dòng)，但它并不能直接驅(qū)動(dòng)天線，而需要有外部匹配網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)當(dāng)指出，該功放的輸出功率也是可編程的（4級(jí)）。
2．3 本振
本振電路是以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SAW振蕩器為基準(zhǔn)，這個(gè)SAW振蕩器可提供最快的開關(guān)時(shí)間，同時(shí)也可改變低功率UHF振蕩器的頻率。對(duì)于433MHz的ISM頻帶來(lái)說(shuō)，SAW可在433．92MHz頻率上產(chǎn)生諧振，其時(shí)鐘產(chǎn)生信號(hào)可驅(qū)動(dòng)一個(gè)90°的相移器，而這個(gè)相移應(yīng)連到單邊帶上變頻器。
2．4 3 線接口及內(nèi)部寄存器
XE1201最主要的特點(diǎn)是可通過(guò)3線總線接口來(lái)對(duì)FSK頻偏、時(shí)鐘使能、RF輸出功率和數(shù)據(jù)速率及其它輔助功能等進(jìn)行設(shè)計(jì)編程。并可通過(guò)此接口和相關(guān)引腳來(lái)設(shè)置其接收、發(fā)射和待機(jī)狀態(tài)。
3線總線接口電路由3個(gè)內(nèi)部寄存器（A、B、C）組成，它可在SC的上升沿采集數(shù)據(jù)位。其內(nèi)部電路通過(guò)對(duì)SC的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的有效性，如果在SC上檢測(cè)到的邊沿?cái)?shù)為16個(gè)，則數(shù)據(jù)將從輸入移位寄存器轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的寄存器中，圖3所示為該寄存器的排列操作時(shí)序。其控制命令字的格式如下：
評(píng)論