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高性能RF收发器CC900及其应用

本文摘要:1阐述 CC900是美国ChipconComponent公司生产的单片高性能UHF收发器,限于于较低功率、低电压的无线通讯,是一种低构建、高灵敏、高性能的RF发送芯片。该芯征主要应用于工科医用频段ISM和短距离仪器SRD应用于方面,工作频率范围在800~1000MHz,载波频率和升空输出功率均可通过编程确认,其范围为-20~4dBm。

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1阐述  CC900是美国ChipconComponent公司生产的单片高性能UHF收发器,限于于较低功率、低电压的无线通讯,是一种低构建、高灵敏、高性能的RF发送芯片。该芯征主要应用于工科医用频段ISM和短距离仪器SRD应用于方面,工作频率范围在800~1000MHz,载波频率和升空输出功率均可通过编程确认,其范围为-20~4dBm。CC900的主要性能参数如下:  ●工作频率可编程设置,范围为800~1000MHz;  ●编程设置的工作频率步长为250Hz;  ●输出功率可编程设备,范围为-20~4dBm;  ●接收灵敏度为-110dBm;  ●使用2.7~3.3V单电源电压供电;  ●具有FSK调制功能,速率为0.3~9.6kbit/s;  ●升空电流为91mA/4dBm;  ●待机电流为0.2A/3V;  ●平均值工作电流230A/3V;  ●使用单口天线,含有T/R转换开关;  ●使用SSOP-28PCB。

2工作原理与插槽功能2.1工作原理  CC900的内部原理框图如图1右图。在接管模式,RF输出信号被低噪声放大器(LNA)缩放,并被混频器(MIXER)切换为中频(IF)信号。在中频段(IFSTAGE),该IF信号被缩放和滤波,最后送来解调器(DEMOD)。

设计时可在外部减少一个IF滤波器。信号经CC900调制后,予以处置的数据通过DID脚输入。而外部微控制器则通过模块来掌控已调制输入数据的实时和数值。

在升空模式,压控振荡器(VCO)的输入信号必要特到功率放大器(PH)。RF输入使用频移键控(FSK)调制方式,从管脚DIO输出的数字位流能用来掌控RF信号的频率。而器件内部的T/R转换开关则可使天线的模块和给定显得非常容易。  频率合成器用作产生本地波动信号,该信号在接管模式时添加混频器(MIXER),在升空模式时添加功放(PA)。

频率合成器由晶体振荡器、振幅检测器、电池电路(CHARGEPUMP)、压控振荡器(VCO)和频率除法器(/R和/N)构成。必须解释的是:外部晶振必需相连到XOSC管脚。而VCO则必须外接一个带上变容二极管的LC电路。外接的环路滤波器可以提升CC900的用于灵活性。

另外,CC900内部速具有一个3线的数字串行接口(CONTROL)。2.2插槽排序及功能  图2右图是CC900的插槽排序示意图。其插槽功能解释如表格1右图。表格1插槽功能3与微控制器的串行接口  CC900通过一个非常简单的3线模块构建编程(STROBE、PDATA和CLOCK)。

每次已完成全部设置必须发送到8个16位的数据帧。在时钟为2MHz时,全部设备必须的时间大于100s。  在功率减少模式时,设置CC900只需发送到1个数据帧,因此花费的时间大于10s。

  图3右图是CC900在传输串行数据时的时序图,在每个写出周期,16位数据发送到PDATA脚,每个数据帧的三个最低有效地位(位15、位14、位13)是地址位,位15是地址的最低有效地位,被首先发送到。图4为CC900的编程时序图,图中:Tsp5ns;THP5ns;TCLOW50ns;TCHIGH50ns;TSPD50ns;Tsc5ns,CLOCK、STROBE脉冲的下降与上升沿必需大于100ns。CC900上PDATA脚的数据读取在时钟CLOCK的上升沿。

当16位数据的最后1位(位0)读取时,STROBE脉冲必需从低电平变成高电平,然后再行变成低电平才能读取该数据。在已编程为功率减少模式叶,数据设置有效地,但在电流变频器时违宪。  一般来说在CC900与微控制器一起用于时,除通过3线串行接口与微控制器连接以已完成芯片设置以外,微控制器还须要获取1个双向输出/输入脚来与CC900的DIO脚连接,以已完成升空数据的输入和接收数据的输出。一般来说微控制器输出LOCK信号,用作监测CC900的工作状态,当PLL瞄准时,LOCK为高电平。

4数据的升空与接管4.1数据升空  升空数据不应使用曼彻斯特码(即双向电平码bi-phase-level),以维护编码信号有一个恒定的直流分量,该直流分量是FSK调制所必须的。曼彻斯特编码转换方式为:0编码为从低到低的转换,1编码为从低到较低的转换,如图5右图。其它具备完全相同直流分量的编码也可以在此用于。

4.2数据接管  解调器输入(DIO)是一个在0V和VDD间变化的数字信号。对于较小的输出信号,可能会有一些噪声变换其上。用数字信号的边沿展开数据定位时,数据速率可高约9.6kbit/s。对于曼彻斯特码,信号的基本频率也是9.6kHz。

引荐用于比解调器输入频率低10到20倍的过取样频率。对于9.6kbit/s的数据速率,取样频率最少有误100~200kHz。对于较低的数据速率,取样频率也可减少。  一般来说,数据接管由微控制器展开取样,并存储在累加器中,累加器的长度各不相同取样速率,一般为10到20位,输出数据值的判断(该信号是0还是1)基于0和1数目的较为。

5实际应用于电路  CC900用于时只必须少量的外部元件,图6右图为其在水表无线遗文表格系统中的实际应用于电路,图中L51和C51用作接收器的输出阻抗匹配,L61用作发射器的直流隔绝。


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