基于MAX242的无线收发模块设计

1、摘 要目前,射频技术在各个领域都有着广泛的应用。各种基于射频的设备都在向小体积、低功耗、抗干扰、高纠错的方向发展,使用分离元件构成的射频设备已不能满足需要。因此,射频收发芯片便应运而生。本文以max2424max2426为核心器件,设计一款为无线新型廉价的无线收发模块;介绍max2424max2426芯片性能,详细讨论收发机的硬件和软件系统设计并予以实现。关键词：无线 发射 接收 模块summarycurrently, radio frequency technology in various fields has been widely used. a variety of rf based

2、 devices to the small size, low power consumption, interference, high error-correcting direction, using separate components constitute the rf equipment can not meet the need. therefore, the rf transceiver chip will come into being. in this paper, max2424 max2426 as the core device, design a new type

3、 of low-cost wireless radio transceiver module; introduced max2424 max2426 chip performance, discussed in detail transceiver hardware and software system design and realized.key words: wireless、 emission、 take over、 module第一章 max1473的芯片1.1 芯片介绍max1473是一款完全集成的、低功耗、cmos超外差接收器,具有-114dbm至0dbm的输入信号范围,用于接

4、收300mhz至450mhz频率范围的幅度键控(ask)数据信号非常理想.由于max1473只需要少量的外部元件,并具有低电流关断模式,所以特别适合于对成本和功耗敏感的汽车和消费市场.该芯片包括低噪声放大器(lna)、全差分镜频抑制混频器、带有集成压控振荡器(vco)的片上锁相环(pll)、带接收信号强度指示(rssi)的10.7mhz if限幅放大器,以及模拟基带数据恢复电路.max1473还具有一个分离的单级自动增益控制(agc),当rf输入信号大于-57dbm时可以将lna增益下调35db. max1473采用28引脚tssop和32引脚薄型qfn封装.两者的额定温度范围都是扩展工业级(

5、-40c至+85c).1.2 特点 为315mhz或433mhz ism波段优化 3.3v或5.0v单电源供电 片上agc提供高动态范围 可选的镜频抑制中心频率 可选x64或x32 flo/fxtal比率 5.2ma工作电流 耗电低于2.5a的掉电模式实现高效率电源循环 250s启动时间 内置50db rf镜频抑制 1.3 应用 汽车遥控钥匙门禁(rke) 车库开门器 家庭自动化 本地遥感勘测系统 远端控制 安全系统第二章 max1473封装及引脚功能2.1 max1473的封装max1473引脚的封装如下图所示：图1 max2424max2426引脚的封装2.2 max1473引脚功能介绍引

6、脚名称功能1xtal1第一晶体输入。 （见锁相环部分。）2avdd正模拟射频第电源电压。（见典型应用电路。）3lnain低噪声放大器的输入。（见低噪声放大器部分。）4lnasrc低噪声放大器的外部电感退化源。电感连接到地设置低噪声放大器的输入阻抗。（见低噪声放大器部分。）5agnd模拟地6lnaout低噪声放大器输出。连接到通过一个lc混合滤波器。（见低噪声放大器部分。）8mixin1第一混频器差分输入。通过一个100pf的电容连接到vdd的lc槽的一面。9mixin2第二混频器差分输入。通过一个100pf的电容连接从lnaout到lc谐振滤波器10agnd模拟地11irsel镜像抑制选择引脚

7、。设置virsel = 0v到中心的形象排斥在315mhz。给irsel流动到中心的形象是375mhz拒收。设置virsel = vdd的镜像抑制的中心在433mhz。12mixout330调音台输出。连接到10.7mhz输入带通滤波器13dgnd数字地14dvdd正数字电源电压。解耦到dgnd一个0.01f的电容。15agcdisagc控制引脚。高拉禁用的agc。16xtalsel晶体分频比选择引脚。车道xtalsel低，选择分压比64，或驱动器xtalsel高选择比32分。17ifin1第一中频限幅放大器的差分输入。解耦至agnd一个1500pf电容器。18ifin2第二中频限幅放大器的差

8、分输入。连接到一个输出10.7mhz带通滤波器。19dfo数据滤波器输出20dsn数据切片机负输入21opp同相的sallen -关键数据过滤运算放大器输入22dffb数据滤波反馈节点。输入为sallen钥匙数据滤波反馈。23dsp切片机正数据输入24vdd55v电源电压。 vdd5短路至3.3伏的avdd的运作。25dataout数字基带数据输出26pdout峰值检测器输出27pwrdn掉电选择输入。这个逻辑驱动器上的高集成电路电源引脚。28xtal2第二晶体输入第三章 max1473内部结构和工作原理3.1max1473的内部结构max1473 cmos超外差接收器和一些少量的外部组件能完

9、整的接收从天线链的数字输出数据。根据信号功率和元件选择，要达到高达100kbps的数据率才能实现。max1473设计用于接收二进制ask数据，在300mhz至450mhz频率范围的ask调制使用在不同的振幅载体代表逻辑0和逻辑1的数据。3.1.1 基于max2424max2426的接收机设计接收路径包含一个可调低噪声增益放大器和像频干扰抑制下变频器35db的图像压缩。这些功能能产生良好的结合下变频器的噪声系数（4db的），高线性度与输入高达+2 dbm的三阶截取点（iip3）。 发射器包括一个双平衡混频器和功率放大器（pa）的预驱动器，最后产生一些作为高达在0dbm的功率服务的应用（阶段）。它

10、可用于多种配置，包括二相相移键控（bpsk）调制，直接调制压控振荡器(vco)的，并在发射器上转换。3.2各模块的工作原理3.2.1接收模块该max2424/max2426的接收路径由一个组成900mhz的低噪声放大器，一个像频干扰抑制混频器，以及一个if缓冲放大器组成。该放大器的增益和偏置可通过低噪声增益放大器引脚调制。正确操作此引脚提供了一个广泛水平范围的信号。该低噪声放大器已被应用于直流电压确定四种模式在低噪声增益放大器引脚。在低电压低噪声增益放大器，低噪声放大器的是关闭和输入信号直接进入双耦合电容提供大信号线性度最高的运作。由于低噪声增益放大器电压增加，低噪声放大器开启。在0.5v至1

11、v的低噪声增益放大器，低噪声放大器的偏移部分，特性像一个经典c类放大器。为避免这种操作的应用模式线性是其中一个问题。由于低噪声增益放大器电压达到1v时，低噪声放大器的偏移完全到a级模式，增益可调，是单调的低噪声增益放大器电压大于1v。 该下变频器是通过使用一个相频干扰抑制混频器的两个输入输出缓冲器组成，这是联合到每一个双平衡混频器的。正交驱动本地振荡器（lo）每个端口的混频器。一个片振荡器和一个谐振电路产生器。它的信号进行缓冲和划分为两个移相器，使他们在输出的基础上产生90 的相移。这是对信号输入到混频器部分。该混频器输出后，然后通过第二个移相器，它提供了90 相位转变在它们的输出的基础上。由

12、此产生的混频器输出然后总结在一起。最后理想的信号和图像增强信号被取消。下变频混频器输出由rxout引脚输出，单端输出330。3.2.2 发送模块该max2424/max2426发射机由一个平衡混频器和pa驱动放大器组成。混频器的输入都可以通过其txin和引脚。图2，为txin和管脚电路所示。图2. txin， 等效电路由于txin和txin是线性耦合在混频器的部分，他们可以接受谱形输入信号。通常情况下，混频器可用于扩展基带信号，或产生的二相相移键控和幅移键控调制。也可以通过应用将这些投入发射转换成实施调制中频信号。对于需要对发射机进行像频干扰抑制。设置在txin共模电压，txin到2.3v的选

13、择对ra和rb适当的值。该ra的总串联阻抗和rb应约100k的。频率调制（fm）是实现了调制电压控制震荡器的调谐电压。运用适当的差分和共模电压txin和到发射机输出功率控制像频干扰抑制混频器。图3 txin和的偏置调频由于发射和接收部分通常需要不同频率，因此不建议发送和接收操作同时进行。3.2.3移相器模块max2424/max2426使用被动的网络，以提供正交相中频接收和lo相移信号。由于这些网络的频率选择性，为rf和if频率范围为经营有限。作为中频和射频像频干扰抑制降解移动距离所设计的最佳频率。该max2424/max2426的移相安排使得本振频率比rf的载波频率更高（高边注入）。本地振荡

14、器（lo）芯片上是由一射极耦合差分对。一个外部lc谐振频率振荡器。一个变容二极管通常用于创建一个压控振荡器（vco）。3.2.4本地振荡器模块芯片上的本地振荡器（lo）是由一射极耦合差分对，一个外部lc谐振电路设置振荡频率。一个变容二极管通常用于创建一个压控振荡器（vco），一个谐振电路。 lo驱动的应用中可能会用一外部信号。外部lo信号应该对从500dbm的，应当交流无论是耦合到tank或。这两种tank和需要上拉电阻到vcc。本地振荡器抗拒转变拉动所引起的在开关部分发生的负载阻抗是从待机模式下进行的，只用振荡器来运行发送或接收模式。如果一个信号是在rxin的传输模式下，最常见的原因是在外部

15、传输不分离收到(t / r)开关。一片振荡器，需要一个并联谐振线路跨接tank和。图3显示了一个谐振振荡器电路的例子。感应器提供直流偏置的谐振端口。电感的l3，电容以c26和电容器系列的组合c2，c3和变容二极管的两半电容的谐振频率设置如下其中cd1的是一个便容二极管的电容选择谐振部件根据应用程序如相位噪声的要求，调整需要，范围和压控增益振荡器，高电平q值电感，如借助空心微弹簧产量低相位噪声。使用最大限度的电感预测振荡频率。电阻r6和r7可以选择从0为20，以减少由于寄生共振q封装电感的lt系列。为保持r6和r7小以尽量减少相位噪声，但足以确保振荡器启动的根本模式。振荡器启动了最关键的高调谐带

16、宽和高温。电容c2和c3在变容二极管。光变容二极管耦合有高耐受性是一种以减少变容二极管影响，提高加载使调谐范围更广，是更大的c2和c3或一个大容量的比例变容二极管一个大容量的比例变容二极管。电容器以c26是用来装饰的谐振振荡器的频率。放大对于以c26值将有助于否定场效应电容和寄生电感电容。选择一个以c26的最大限度电容。图3 振荡器使用在压控振荡器的谐振电路应用对于应用程序需要一个广泛的调谐范围和低相位噪声，一系列耦合谐振可能须如图5所示。这tank与将使用封装电感，和电容的变容二极管d1至相当于设置网电感的并联与共鸣的内部振荡器电容。电感l1和l2可节省实施微带电感，元件成本。主要是提供给口

17、通过l3和l5的电流。 r1和r3的选择应大到足以去q的共振到l3和l5，但足够小，以减低电压他们在下降，由于偏置电流。r1的值和r3应保持0至50。正确高频旁路（c1）的应为使用偏压消除电源噪音进入。图5.宽调整的范围和低阶段噪声的谐振共振电路3.2.5 预分频器模块芯片上的预分频器工作在两种不同的模式： 作为双模划分64/65，或作为振荡器缓冲放大器。该div1引脚控制此功能。 当div1低，预分频器是双模划分64/65模式，当它是高，预分频器和振荡器缓冲放大器启用。到50负载输出缓冲区通常- 8dbm。至关断电源电流减少， div1引脚拉低时，关断模式。在划分64/65驱动方式，驱动mo

18、d高电平操作在预分频器的分频- 64模式驱动mod和div1低电平操作在分频- 65预分频模式。3.2.6电源管理模块支持四种不同的max2424/max2426电源管理功能，以节省电池寿命。压控振荡器的部分有自己的控制引脚（vcoon），这也作为主要偏置。当vcoon接高电平，lo正交移相器，预分频器或lo缓冲区都启用。之前通过给它上压控振荡器稳定传送或接收。对于发送到接收开关，接收器和发射器路段能控制自己的输入，rxon和txon。当vcoon接高电平，使高电平可接收rxon道路，这对低噪声放大器，包括像频干扰抑制混频器，和if输出缓冲区。当此管脚为低电平，接收路径无效。该txon输入使上变频器混频器和pa预驱动器。 vcoon必须为高电平