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MICRF004--小型单片无线通信接收器
发布日期:2013-1-3 11:13:17 作者: 出处: 浏览:760 人次 【

简介:
MICRF004是Micrel公司推出的小型单片无线通信接收器集成电路,是为甚高频段(VHF频段)的无线通信应用而专门设计的无线接收器件。利用MICRF004可真正实现单片化“天线输入、数据输出”功能。 MICRF004可提供固定和扫描两种基本的操作模式。在固定操作模式时,它就像一个具有固定本振频率的传统超外差式接收机,其内部本振操作频率由外部晶振提供。固定模式通常用在发射能被晶体或SAW(声表面波)器件精确控制的场合;在扫描操作时,MICRF004将在比基带数据比率更大的范围内扫描本振频率,无需专门的调谐电路便可接收简单廉价的LC发射机所发出的信号,而且甚至可以将接收范围拓宽到超外差范围。在这种模式下,系统便可用±0. 5%的廉价陶瓷器件来代替昂贵的石英晶体。 关断控制是MICRF004的一个重要特点,利用这一特性可以在周期操作(duty-cycled)和唤醒输出出现RF信号时为其提供逻辑指示,并使MICRF004能够适应小功率和极小功率的方面应用,比如RKE(remote keyless entry)和RFID (RF identification)等系统。 MICRF004可为系统解调器提供所有的数据滤波功能,内含4个滤波器,其中之一在数据速率带宽范围内采用了编码方式。MICRF004是为甚高频段(VHF频段)无线通信应用而专门设计的无线接收专用集成电路,因而可广泛用于汽车遥控、远距离射频接收、远程风扇和灯光控制以及汽车大门的自动开启和控制等方面。
引脚中英文及参数:

MICRF004采用16脚DIP或SOP封装形式

 SEL0:带宽选择Bit0输入脚,可以和SEL组合来设置滤波器的带宽 
  VSSRF:输入端RF信号模拟部分地
 ANT:天线输入端,高阻抗,在器件内部用交流耦合的方法连接到接收器的输入端上,在将接收天线与该端连接时,将在器件的FET门输入上产生大约2pF的寄生电容
 VDDRF:输入端RF信号模拟部分电源,用于为器件的射频电路部分提供电源,应将VDDRF和VDDBB连接在一起,通过低等效电感和低等效电阻的电容器和VSSRF相连,且连线应尽可能短
 VDDBB:输入端基带数字电源,用于为器件的基带电路部分提供电源,使用时应将VDDRF和VDDBB连接在一起
 CIH:外部电容接入端,可维护内部比较器输入端直流电平上的解调波形
NC:空脚
 VSSBB:输入端基带数字地,一般接至基带部分的电源
 DO:数字信号输出端,用于输出与CMOS电平兼容的数字信号
SHUT:关断模式逻辑电平控制输入端,输入低电平时可使能接收器,该输入将在器件内部被上拉到VDDRF
WAKEB:唤醒输出,当监测到RF信号激活输出以唤醒器件,该输出信号与CMOS电平兼容CAGC: 自动增益控制外部电容接入端,所接的外部电容可与器件内部的AGC电路一起来对器件的增益进行自动控制
 SEL1:带宽选择BIT1输入脚,可与SELO -起来组合设置解调滤波器的带宽
REFOSC:外部参考振荡器接入端,可在该脚和VSSBB脚之间连接陶瓷振荡器或晶体振荡器,也可以直接输入0.5Vp-P的参考时钟信号
 SWEN:扫描模式使能输入端,用于对扫描操作模式和固定操作模式进行输入控制。当VSWEN为高时,MICRF004为扫描模式;当VSWEN为低时,接收器工作在普通的超外差式接收状态。该脚信号将在内部被上拉的VDDRF

主要特点
在单片上集成了全部的VHF接收功能。
频率范围可达140~200MHz。
 单极天线接收时,其典型接收距离为200m。
在扫描模式时,其数据速率为2. 5Kb/s,其二进制带宽范围为0.55~4. 4kHz;而在固定模式时,其数据速率为IOKb/s,其带宽范围为1.1—8. 8kHz。
 可自动调整,无需人工调谐。
无需外部滤波器。
在150kHz时,其电源操作电流低达240yA。
可用微处理器或使能编码器来唤醒操作。
具有标准的Ics CMOS逻辑接口。
具有极低的RF天线再发射特性。
效率和可靠性极高。

  工作原理
  MICRF004的内部工作原理框图如图8-24-2所示。MICRF004由UHF下变频器、OOK解调器、参考和控制以及唤醒电路等部分组成,图中还给出了CTH、CAGC引脚外的电容以及REFOSC引脚外的参考振荡器。这些外部器件便是利用MICRF004来构成UHF接收器所需的元件。MICRF004具有SELO、SEL1、SWEN和SHUT等4个控制输入引脚,利用这4个引脚,用户可以对MICRF004的操作模式进行设置选择。这些引脚内部均有上拉电阻,且其输入均与CMOS电平兼容。

  (1)带宽选择
  利用SELO和SELI引脚可以对MICRF004的解调器带宽进行选择设置,在扫描模式时,其可选择的频率带宽范围为550~4400Hz,而在固定式,其可选择的频率带宽范围为1100~8800Hz。

  (2)模式选择
  利用SWEN脚的输入电平可以对MICRF004的操作模式进行控制。当SWEN脚的输入为高电平时,器件选择扫描模式;而当SWEN脚为低电平时。器件选择固定模式。在固定模式时,MICRF004采用通常的超外差接收方式进行工作。
    ①固定操作模式。如果发射系统采用的是像SAW发射机那样比较稳定的发射设备,那么MICRF004便可选择一般的超外差式固定操作模式进行接收工作。固定模式所能接收的信号频率范围较窄,但数据速率相对较高,通常可以达到lOKb/s以上。
    ②扫描操作模式。在扫描模式,MICRF004仍然采用扩展的超外差方式进行工作,但是需要在LO本振调制下进行,这时的扫描速率要比普通的数据速率高一些。采用扫描方式可以有效地拓宽MICRF004的射频带宽,并可使器件在外部发射频率和接收频率都不是十分准确的情况下正常工作。采用LO本振调制方式并不影响系统的中频带宽,而且相对于固定操作模式来说,扫描模式在中频抗噪声方面的性能也没有多大的减弱。因此,无论是在固定操作模式还是在扫描操作模式,它们的IF带宽均为500kHz。但LO本振调制将对速率产生影响,在扫描模式时,其速率上限大约为2。5Kb/s,
  (3)参考振荡
  MICRF004的所有定时和调谐都是在器件内部的参考振荡器的基础上进行的。这些调谐操作可在REFOSC引脚通过三种方式之一来进行:
    连接一个陶瓷共鸣器;连接一个石英晶体振荡器;用一个外部的定时信号来驱动REFOSC引脚。
    如果用晶体振荡器或者陶瓷共振器控制下的微处理器来产生振荡信号,也就是说系统的信号频率比较精确时,以上三种方法对于降低系统成本是非常有用的。
    (4)唤醒和关断
    MICRF004中唤醒电路的主要作用是减少整个系统的电源功耗。WAKEB为逻辑信号输出端,当系统在检波输出信号中监测到有RF载波时,WAKEB端输出低电平信号。该输出能够在发现RF信号时用来使能数据解马器和微处理器等外部电路。当然,只有在系统处于关断模式时,才能用唤醒功能。
    唤醒功能包含在器件内部的一个可恢复计数器中,它采用23. 4kHz内部时钟。该时钟由一个内部6.OMHz的参考频率产生。当这个23. 4kHz时钟被监测到时,系统将在5.12ms(在25kHz时需过128个时钟周期)之后使WAKEB端进入低电平,并一直持续到数据开始。这5ms的持续时间非常珍贵,它可以极大地系统监测减少的出错率,而且木需要对信号进行转换补偿。因此,用这种方法来完成唤醒功能非常方便。



  说明:R的单位为KΩ,R+表示红笔接地,黑笔所测在线电阻,R-表示黑笔接地,红笔所测在线电阻。V 表示正常工作电压。

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