收发器芯片组原理应用分析论文

1、收发器芯片组原理应用分析论文摘要：RFW302芯片组由RFW24、RFW488C、RFW488R三块芯片构成。该芯片组符合美国联邦通信委员会（FCC）（part15.247）和欧洲电信标准协会（ETSI）（300328）的技术规范；工作频率为2.4GHz，数据速率最高可达3.2Mb/s，输出功率达+0dBm（峰值），接收灵敏度为-77dBm，室内有效距离约20m。 关键词：射频无线收发器RFW302 1RFW320芯片组简介 RFW302芯片组是RFWaves公司推出的一种半双工、采用直接序列扩频技术（DSSS）无线收发器芯片组，工作在24002483.5MHz工业、科学和医学（ISM）频段。

2、该收发器芯片组包含三块芯片，只需外接电感和电容等无源元件。该芯片组符合美国联邦通信委员会（FCC）（part15.247）和欧洲电信标准协会（ETSI）（300328）的技术规范。该芯片组适用于2.4GHz的短程无线通信应用，数据速率最高可达3.2Mb/s，其功耗较低，适于电池驱动。输出功率达+0dBm（峰值），接收灵敏度为-77dBm，电源电压2.73.6V，电流消耗为43mA(3.2Mb/s)和28A（1Kb/s），待机电流6A；室内有效距离约20m，3线串行接口能与8位微控制器协同工作。 图1RFW302芯片组构成的无线收发器电路 2RFW302构成的无线收发器电路 RFW302芯片组由

3、RFW24、RFW488C、RFW488R三块芯片构成。RFW302构成的无线收发电路如图1所示，各芯片引脚功能如表13所列。 表1RFW24芯片引脚功能 引脚符号典型值功能 1VccRFVccRF部分的电源电压 2GND地 3NRFA连接到天线 4RFA连接到天线 5GND地 6VccRFVcc功放部分的电源电压 7ACTDI启动控制，L时为待机模式，H时启动模式 8LCA连接到22nH电感 9NLCA连接到22nH电感 10VccPDVcc峰值检测器部分的电源电压 11SAWDA从RFW488C-A（D）到峰值检测器的输入 12GND地 13GND地 14GND地 15SAWIFA从/到R

4、FW488C-A（IF）的中频输入/输出 16Tx/RxDI发射/接收控制，接Vcc是Tx模式，接GND是Rx模式 17CAPA外部电容连接到此脚，最佳值为2.2nF 18VccGDVcc到状态机和脉冲发生器部分的供给电压 19TxD/RxDDIO数据输入/输出 20SAWGA当输入到RFW488C-A（G）时的发射脉冲输出 21GND地 22OSCOA连接到谐振器 23OSCIA连接到谐振器 24VccLOVcc振荡器部分的电源电压 PuddleGND地 表2RFW488C相关器芯片的引脚功能 引脚符号功能 1GND地 2NIF地 3GND地 4D输出到峰值检测器，在48MHz的特征阻抗为5

5、-122j 5ND地 6GND地 7IF从/到IF到SAW的输入/输出，在488MHz的特征阻抗为3-13j 8GND地 9NG地 10G输入到SAW的发射脉冲，在488MHz的特征阻抗为3-13j 表3REW488R谐振器芯片的引脚功能 引脚符号功能 1GND地 2OS在这个引脚与5脚之间串联谐振 3GND地 4GND地 5NOS在这个引脚与5脚之间串联谐振 6GND地 电路中RFW24芯片是系统的有源部分，具有定时、放大、开关、发射和接收的功能。RFW488C是一个4脚SAW相关器，在晶振的基础上实现。芯片是一个无源的直接序列扩频器件，作为一个13位BPSK贝克码相关器（一个匹配滤波器）。

6、RFW488R是一个单端口的SAW谐振器，谐振频率为488MHz，作为系统振荡器源。由三块芯片组成的收发器模块包含：SAW相关器、频率发生器、脉冲发生器、RF前端、低噪声块、峰值检测器、状态机等功能。 SAW相关器是一个线性的无源3端口器件，与带能滤波器和反相器连接。电流SAW相关器是一个匹配滤波器，与一个13位BPSK调制贝克码相匹配。SAW相关器的3个端口和外部无源部件匹配电阻为200,中心工作频率为488MHz。 在系统中，频率发生器电路是一个通用元件，是唯一在发射和接收模式下都处于工作的部件，在待机模式下，为了降低功耗，处于不工作状态。频率发生器电路由基于晶体振荡器的SAW谐振器组成。

7、谐振器的频率乘以4可以得到需要的上变频频率。电路从待机模式到稳定状态所需时间小于20s。 脉冲发生器产生一大约76ns的IF脉冲，此脉冲输入到SAW相关器。状态机对相关的模拟单元进行开关控制。输出级是一个非差分形式的功率放大器，在匹配状态下能使最大的功率接收200的SAW输入端上。 RF前端包含放大和上变频级，其输入端是488MHz中频相关器的输出信号，其输出是被放大到31dB和上变频到2400MHz的信号。第一级放大在IF，第二级放大在RF。混频器是个镜像抑制混频器，镜像抑制率大于35dB。 低噪部件LNA的输入来自天线，输出连到SAW上。由于在天线和LNA1间没有RF滤波器，需要很宽的动态

8、发射/接收范围，高频端的特点是动态范围非常高。在此部件后是SAW相关器，功能是作为一个滤波器，抑制输出频带外信号和抑制频带内的干扰。主要性能参数如下：增益为25dB，负载（SAW相关器）为200，输入IP1-18dBm，输入IP3-5dBm；噪声值NF 峰值检测器位于SAW相关器的下一级，功能是检测信号的包络，直接把中频IF移到基带上。峰值检测器位于ASK接收器的第一级。由于可能有一非常高的输入信号范围，所以要求动态范围非常高。1个“快速”峰值检测器和1个“慢速”峰值检测器并联使用，两者之间的区别是它们的输出带宽。“快速”峰值检测器的带宽是10MHz；“慢速”峰值检测器的带宽由一外接的电容器决

9、定，电容器连接在第13引脚端和系统的GND之间。 状态机是芯片数字电路部分，主要完成定时、控制和数字流程等功能。DATAI/O：在发射模式下的高阻抗输入脚，在接收模式下的低阻抗输出脚。Tx/Rx：H（高电平）=Tx;L（低电平）=Rx。ACT：L（低电平）时元件被关掉，电流消耗最低；H（高电平）时芯片工作。具体状态控制过程如图2所示。 调制解调器建立在SAW相关器的基础上。SAW相关器是一个3端口的无源器件。与SAW相关器连接，还有两个器件嵌入到系统中；：一个488MHz的单端口SAW谐振器，为系统提供频率源；一个RFIC，是系统的有源器件。RFIC的收发器工作在488MHz的中频和1952M

10、Hz的LO。SAW谐振器产生两种频率。 3RFW302与微控制器处理模块的接口 RFW302与微控制器/DSP/FPGA处理模块的接口如图3所示。FW302构成的无线接口电路与微控制器/DSP/FPGA处理模块的接口说明如表4所列。 表4RFW302与微控制器/DSP/FPG处理模块的接口说明 名称特征 Tx/Rx模式选择输入，输入Vcc(H高电平)时为射模式； 输入0V（L低电平）时为接收模式 ACT输入0V（L低电平）时为待机模式，输入Vcc（H高电）时启动模块。唤醒为完全工作模式的典型时间需要花10s的时间。CMOS电平 DataI/O在Tx模式下是输入脚，在Rx模式下是输出脚。CMOS

11、电平 Vcc芯片电源供给输入端，需要一个2.75V的可调电源 GND地，所有接地端连接到此引脚 结语 采用RFW302设计无线收发器电路，工作频率为2.4GHz，数据速率最高可达3.2Mb/s，输出功率达+0dBm（峰值），接收灵敏度为-77dBm，PCB板尺寸为12mm16mm，室内有效距离约20m，在嵌入式智能家居系统无线网关中应用，效果良好。5 1、最灵梦想是一个天真的词，实现梦想是个残酷的词。21.2.282.28.202100:4300:43:462月-2100:432、只有收获，才能检验耕耘的好处；只有贡献，方可衡量人生的价值。二二一二二一年二月二十八日2021年2月28日星期日3

12、、不要放弃，你要配的上自己的野心，也不要辜负了所受的苦难。00:432.28.202100:432.28.202100:4300:43:462.28.202100:432.28.20214、找一个理由，否认忧伤，笑容就会灿烂到无所不在。2.28.20212.28.202100:4300:4300:43:4600:43:465、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。二月 21星期日, 二月 28, 20212/28/20216、只要努力抬起你的双脚，胜利将属于你。12时43分12时43分28-2月-212.28.20217、青春如此华美，却在烟火在散场。21.2.2821.2.2821

13、.2.28。2021年2月28日星期日二二一二二一年二月二十八日8、真正没有资格谈明天的人，是那个不懂得珍惜今日的人。00:4300:43:462.28.2021星期日, 二月 28, 20211、你始终不属于我，属于我的只是我自己。21.2.282.28.202100:4300:43:462月-2100:432、一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功。二二一二二一年二月二十八日2021年2月28日星期日3、你是唯一的，你是十分独特的，你就是你生命中的第一名。00:432.28.202100:432.28.202100:4300:43:462.28.202100:432.2

14、8.20214、要跟成功者有同样的结果，就必须采取同样的行动。2.28.20212.28.202100:4300:4300:43:4600:43:465、我们的生命，就是以不断出发的姿势得到重生。二月 21星期日, 二月 28, 20212/28/20216、只要站起来的次数比倒下去的次数多，那就是成功。12时43分12时43分28-2月-212.28.20217、自知之明是最难得的知识。21.2.2821.2.2821.2.28。2021年2月28日星期日二二一二二一年二月二十八日8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。00:4300:43:462.28.2021星期日, 二月 28, 20211、最灵繁的人也看不见自己的背脊。21.2.282.28.202100:4300:43:462月-2100:432、最困难的事情就是认识自己。二二一二二一年二月二十八日2021年2月28日星期日3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。00:432.28.202100:432.28.202100:4300:43:462.28.202100:432.28.20214、与肝胆人共事，无字句处读书。2.28.20212.28.202100:4300:4300:43:4