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超外差接收器MAX1470電路調整及天線匹配

作者: 時間:2012-08-17 來源:網(wǎng)絡 收藏

為完全集成的低功耗、CMOS超外差,用于315MHz頻段的幅移鍵控(ASK)數(shù)據(jù)。需要極少的外部元器件并提供低電流工作模式,非常適合對成本和功耗要求苛刻的汽車與消費類產(chǎn)品。該芯片包括一個315MHz低噪聲放大器(LNA)、一路鏡頻抑制混頻器、完全集成的315MHz鎖相環(huán)(PLL)、帶有接收信號強度指示(RSSI)的10.7MHz IF限幅放大器、ASK解調器以及模擬基帶數(shù)據(jù)恢復。其評估板已經(jīng)在工廠經(jīng)過和測試,為用戶提供了一個參考設計,可獲得最高靈敏度。但評估板設計工作315MHz,如果實際要求工作在不同頻率或使用用戶自行設計的PCB時,則需要“。本文介紹如何進行相應的

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/154106.htm
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圖1所示為基于的典型電路,為了改善RF性能,可以對三部分電路進行調整:

● LNA槽路調整 ;

● 輸入和電感 ;

● 晶振牽引 。

調整LNA槽路

連接在LNAOUT的LC槽路濾波器由L1和C9組成,選擇L1 = 27nH,C9 = 4.7pF,使槽路諧振在315MHz RF輸入頻率。諧振頻率由下式確定:

LTOTAL和CTOTAL包括L1、C9以及PCB引線、封裝引腳的寄生電感和寄生電容,另外還包括混頻器輸入阻抗、LNA輸出阻抗等,這些寄生參數(shù)對槽路濾波器的中心頻率影響較大,不可忽略。

為了獲得電路的最高靈敏度輸出,需要使槽路諧振頻率盡可能接近315MHz (或其它目標頻率)。因此,用戶需要確定電路板的實際諧振頻率,然后調整元件參數(shù)。最好先去掉晶體,直接由信號發(fā)生器產(chǎn)生晶振頻率,幅度大約為50mVp-p。RF信號幅度設置為-70dBm,監(jiān)測RSSI輸出(19引腳)。RSSI輸出在諧振頻率處達到最大,因此很容易找出諧振頻率。將RF頻率提高640kHz,信號發(fā)生器輸出頻率提高10kHz。更改兩個頻率后,RSSI幅度會隨之變化,偏離最大值。比如,假設諧振頻率為345MHz (而不是315MHz),如果引線電感為5nH (與PCB引線長度有關),LTOTAL=32nH,315MHz對應的CTOTAL為7.98pF。由于實際諧振頻率為345MHz,實際CTOTAL為6.65pF,為了使振蕩頻率落在315MHz,CTOTAL必須增大1.3pF,即C9應為6pF。

調整輸入和負反饋電感

片外電感的影響可以通過連接在LNASRC (4引腳)和AGND之間的電感L3 = 15nH消除,該電感(除評估板PCB的7nH引線電感外)使LNAIN輸入阻抗的實部置為50Ω。C7為隔直流電容,應盡可能選擇大電容(100pF甚至更大)。由于LNA輸入可以等效為一個50Ω電阻(只要L3 = 15nH,引線電感為7nH)與2.5pF電容串聯(lián),LNA的S11可由下式給出:

S11 = 50-j200 (315MHz)或S11 = 50-j145 (433.92MHz)。

選擇L2確保與LNA 50Ω輸入阻抗(或其它阻抗)。因此,為了使與50Ω匹配,只需要抵消虛部-j。利用L2可以方便地滿足這一要求,L2取值為(315MHz時):

L2 = 200/2 × 3.14 × 315e6 = 100nH

借助網(wǎng)絡分析儀觀察S11可以更好地實現(xiàn)調諧,將網(wǎng)絡分析儀的測試口功率設置為-30dBm,以避免輸入飽和。圖2顯示了不是最佳匹配狀態(tài)下的電路板的S11,S11調諧在355MHz (而不是315MHz)。

如果將電感從100nH更改為355/315×100=120nH,則可得到更好的匹配,如圖3所示。

晶體牽引

因為MAX1470使用10.7MHz中頻作為低端注入頻率,晶體頻率由下式確定(單位均為MHz):

對于315MHz應用,晶體頻率為4.7547MHz;對于433.92MHz應用,晶體頻率為6.6128MHz。

如果電路板提供的負載電容與設計中晶體的負載電容不同,將會導致晶體頻率牽引,偏離規(guī)定的工作頻率,在參考時鐘內引入頻率誤差。這時,需要通過增加外部電容修正負載電容,從而將晶體頻率拉回到目標頻率。

串聯(lián)一個牽引電容,將提高晶體頻率;反之,并聯(lián)一個電容將使晶體頻率降低。評估板上的等效電容為5pF,使用負載電容為3pF的晶體時,需要串聯(lián)兩個電容(2×15pF)使頻率提高。如果不使用這些電容,4.7547MHz晶體的實際振蕩頻率為4.7544MHz,導致諧振在314.98MHz,而不是315.0MHz,存在20kHz,即60ppm的誤差。對于特定的PCB,由于不知道具體的等效電容,可利用頻譜分析儀監(jiān)測IF (確認頻譜分析儀通過隔直流電容接入電路),然后通過串聯(lián)或并聯(lián)電容的方法,使IF頻率“調整”到10.7MHz。

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