基于射頻芯片RF2514芯片的應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

近年來，近距離無線數(shù)字通信倍受青睞，發(fā)展迅速。IC廠家競相推出自己的產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品大多只適用于某一帶寬，而且要么外圍電路復(fù)雜、成本較高，要么可移植性差（應(yīng)用領(lǐng)域窄），在實(shí)際使用中頗為不便。射頻芯片RF2514芯片可以有效地解決上述問題。本文基于該芯片介紹了一種典型的應(yīng)用電路。

圖1 典型應(yīng)用電路

RF2514簡介

RF2514是一個(gè)低成本AM/ASK VHF/UHF 發(fā)射器（自帶鎖相環(huán)），由基準(zhǔn)振蕩器、分頻器、 鑒相器包括充放電電路）、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器（VCO）、輸出放大器、鎖定檢測電路和直流偏置等組成。

基準(zhǔn)振蕩器是Colpitts型振蕩器。15腳同16腳與振蕩器使用的晶體管相連，需外接晶振。從外部輸入此晶體管基極的信號要低于500mV，以避免過渡驅(qū)動和使相位噪聲最小。

壓控振蕩器是一個(gè)調(diào)諧微分放大器。調(diào)諧器在集電極上，包括內(nèi)部變?nèi)?a target="_blank">二極管和外接電感，電感也給壓控振蕩器提供直流偏置。變?nèi)荻O管是負(fù)調(diào)諧的，當(dāng)控制電壓升高時(shí)，壓控振蕩器頻率降低，反之頻率升高。10腳和11腳需接合適的電感進(jìn)行匹配。

輸出放大器是一個(gè)兩級放大器，由一個(gè)驅(qū)動管和一個(gè)集電極開路的輸出管構(gòu)成。在3.6V供電，50歐姆負(fù)載狀態(tài)下，可以輸出5dBm的功率。

鎖定檢測電路連著鑒相器的輸出，當(dāng)壓控振蕩器的振蕩頻率沒有被鎖在基準(zhǔn)振蕩器的頻率和相位時(shí)，便關(guān)斷輸出放大器。

應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

典型應(yīng)用電路如圖1所示。

當(dāng)R101接入，R102不接入時(shí)，分頻器選擇62分頻，此電路采用該分頻。

R102接入，R101不接入時(shí)，分頻器選擇32分頻。此電路不采用該分頻。

當(dāng)晶振X1選用13.577MHz，電感L2選用18nH，R109取消時(shí)，電路應(yīng)用于868MHz。

當(dāng)晶振X1選用14.318MHz，電感L2選用15nH，R109啟用時(shí)，電路應(yīng)用于915MHz。

選用不同值的晶振和分頻比率可以調(diào)整發(fā)射頻率范圍（從100MHz到1000MHz）。

電路主要元件值計(jì)算

1. 壓控振蕩器10腳和11腳外接電感值的計(jì)算：

f是要設(shè)計(jì)得到的頻率，C是變?nèi)荻O管和寄生電容的等效值（約1.5pF）。

2. 基準(zhǔn)振蕩器15腳和16腳外接電容值的計(jì)算：

Cload是負(fù)載電容（約32pF），F(xiàn)req是振蕩頻率。

電路分析

1. VCC為供電端（2.2V“3.6V）。采用兩節(jié)AAA電池或一個(gè)扭扣鋰電池供電。每個(gè)供電端都要接100pF陶瓷電容到地，以避免干擾和紋波。

2. -PD接工作開關(guān)控制腳。高電平工作，低電平關(guān)斷。

3. MOD IN接信號輸入。輸入到5腳的電平值不能超過1.1V，以避免過度驅(qū)動及保持相位躁聲最小。R107和R108可以用來調(diào)整輸入信號電平。同時(shí)R107、R108和C111共同構(gòu)成一個(gè)濾波網(wǎng)絡(luò)，濾掉輸入的干擾波。此腳可以輸入模擬調(diào)幅信號或數(shù)字調(diào)制信號。為了保密可以預(yù)先對其加密，以用于安防系統(tǒng)。

4. TX OUT接發(fā)射天線。天線采用環(huán)形天線（周長小于33cm，直徑小于1.5mm）。在3.6V供電，負(fù)載為50？時(shí)，可以輸出5dBm功率，有效發(fā)射范圍為30米左右。增大發(fā)射功率或增加一級高頻放大電路可以擴(kuò)大發(fā)射范圍。

5. PIN為3KV靜電保護(hù)端，接到1，2，4”9，12“14腳。

PCB設(shè)計(jì)

因?yàn)槭歉哳l發(fā)射電路，布板一定要謹(jǐn)慎。板材可以選用94V0板，F(xiàn)R-4板。板厚以0.8mm為宜。板長寬在33mm×33mm左右。L1電感應(yīng)距離RF2514芯片邊緣3.3mm左右。采用SMD電阻和電容以節(jié)省空間。RF2514引腳走線的寬度和間距要相等。PIN接到1，2，4”9，12“14腳。接地要良好，以就近接地為原則。模擬地與數(shù)字地要隔離。

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