RF2903的原理及在擴頻通信中的應用

摘要：RF2903是RF公司生產的高性能、高集成度超低價專用擴頻接收芯片，它具有工作頻段寬、工作電壓低、配置靈活、適用范圍廣等特點，非常適合應用在DS-SS和FH-SS無線通信產品的設計領域。文中介紹了RF2903的主要特點和引腳功能，并對其在直接序列擴頻中的正交解調以及在跳頻通信系統(tǒng)中的FSK解調應用進行了分析，同時給出了相應的應用電路。

ＲＦ２９０３是ＲＦ公司的一款高性能擴頻接收芯片，它由射頻前端的預放與混頻、中頻可變增益控制和解調功能三部分組成。對于２００ＭＨｚ以下的中頻信號，其增益可以達到９０ｄＢ，該增益可由一個模擬電壓來實現(xiàn)。ＲＦ２９０３內含一個接收信號強度指示電路，可進行能量電平檢測，由于ＲＦ２９０３內有兩個對稱的混頻器，因而對正交解調十分有利。當然，它也可以用作ＦＭ／ＦＳＫ和ＡＭ解調，但在用作 ＡＭ檢測時，需要一個外部檢測電路。

ＲＦ２９０３擴頻接收芯片可廣泛用于擴頻通信系統(tǒng)、雙模式的模／數接收機、ＰＯＳ終端、手持式通信系統(tǒng)以及２．４ＧＨｚ 的ＩＳＭ寬帶接收機等系統(tǒng)中。

１�。遥疲玻梗埃车闹饕�特點和功能

ＲＦ２９０３的主要特點如下:

●可在３～６Ｖ的電壓下工作;

●具有ＦＭ、ＰＭ和正交解調功能;

●帶有線性模擬增益控制以及ＲＳＳＩ強度指示功能;

●中頻范圍為１０～２００ＭＨｚ，射頻范圍為１５０～１０００ＭＨｚ;

●正常工作溫度范圍為：－４０～＋８５℃;

●轉換增益可達９４ｄＢ以上;

●封裝形式為ＳＳＯＰ－２４。

２　引腳功能和內部電路原理

ＲＦ２９０３的內部原理圖及引腳排列如圖１所示，表１所列是ＲＦ２９０３的各引腳功能。由圖１可以看出，ＲＦ２９０３的射頻前端有三個射頻放大器及下變頻器，同時包含有三個具有線性增益控制和接收信號強度指示（ＲＳＳＩ）功能的單元電路，此外，ＲＦ２９０３內部還具有一個正交解調器。

表1 RF2903的引腳功能

管腳序號管腳定義功 能 描 述1ILOI通道解調混頻器LO輸入2QLOQ通道解調混頻器LO輸入3VCC5I、Q兩通道解調混頻器的電源4VCC4IF3放大器的電源5IF3IF2輸出/IF3輸入6、7GND接地端8IF2IF1輸出/IF2輸入9VCC3IF2放大器的電源10VCC2IF1放大器的電源11、12IF IN-、IF IN IF1放大器的差分輸入13、14MIXOUT 、MIXOUT-RF混頻器輸出15、16LO 、LO-RF混頻器的差分輸入17BRF輸入腳18ERF三極管的發(fā)射極19GND接地端20BG OUT帶隙參考電壓輸出21GC模擬增益控制腳22RSSI接受信號強度指示23Q OUTQ通道解調混頻器基帶輸出24I OUTI通道解調混頻器基帶輸出

２．１ 射頻前端的射頻放大和下變頻

ＲＦ２９０３射頻前端的射頻放大和下變頻采用差分輸入形式，它們均具有低噪放大功能。如果不采用差分輸入形式，可將其中一個輸入端懸空或者將其連到電源Ｖｃｃ。為了使系統(tǒng)設計具有靈活性，射頻前端可以采用不同的設計方式。為了確保ＲＦ２９０３在它的接收靈敏度范圍內能夠可靠地接收到信號，ＬＮＡ和混頻器應調至它們的最大增益和最小噪聲系數，這可以利用它的外圍三極管加上電感和電容來實現(xiàn)。為了提高系統(tǒng)的靈敏度，可以外加低噪聲放大器（ＬＮＡ），這樣，同時也可以提高整個系統(tǒng)的噪聲系數。

２．２ 帶線性增益控制和ＲＳＳＩ的中頻放大器

ＲＦ２９０３的中頻部分由三組相同的帶線性增益控制和ＲＳＳＩ的中頻放大器組成。當ＲＦ２９０３應用于線性系統(tǒng)（比如直接序列擴頻接收機中）時，增益控制將使信號電平保持在一定的水平。而當它應用在非線性系統(tǒng)（比如ＦＭ或跳頻接收機中）時，其增益可以一直保持最大狀態(tài)。

２．３ 增益控制

對ＲＦ２９０３增益的控制可以通過調節(jié)一對差分放大器，而讓另一對放大器不工作來實現(xiàn)。因為中頻放大器的兩對差分輸入對是相互導通的，也就是說，當流向一對的電流較大時，流向另一對的電流則較小。

２．４ 接收信號強度指示

通過ＲＳＳＩ可以知道接收信號的強度，它隨控制增益的變化而變化。這樣，在做系統(tǒng)設計時就可以利用ＲＳＳＩ來設計一個反饋環(huán)路，以便保持輸出信號的穩(wěn)定。

２．５ 正交解調器

ＲＦ２９０３的正交解調器由兩個混頻器構成，并可由中頻放大器的輸出來差分驅動。必須注意的是，它的輸入信號必須具有９０°的相差，這可以通過圖２所示的簡單相移電路來實現(xiàn)。由于ＬＯ輸入是直接與輸入三極管的基極相連的，因此需要一個外部上拉電阻�；祛l器輸出可由下一級的發(fā)射極緩沖，這樣，它可以直接驅動低阻濾波器。芯片自帶的帶隙參考電壓輸出可用來校正電路，在這個過程中，片子對溫度和電源的變化不敏感，所以它在２．７Ｖ到５．５Ｖ的供電電源條件下都可以正常工作。

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