無線射頻收發(fā)系統(tǒng)硬件設(shè)計

摘要：針對目前短程開放段無線通信系統(tǒng)雙工通信終端不對稱現(xiàn)象，設(shè)計智能化無線射頻收發(fā)兩用硬件終端系統(tǒng)。在對系統(tǒng)框架進(jìn)行研究后，使用單片微控制器MSP430F1121和射頻模塊TRF6900作為主芯片的方案。通過計算主要功能模塊的外圍電路參數(shù)，完成了系統(tǒng)電路設(shè)計。該系統(tǒng)實現(xiàn)了收發(fā)端完全對等使用，而且電路結(jié)構(gòu)簡單，具有低成本、低功耗等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備中。
關(guān)鍵詞：無線射頻芯片；收發(fā)系統(tǒng)；微控制器；鑒相器；環(huán)路濾波器

0 引言
隨著當(dāng)今電子、計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，射頻技術(shù)作為一種無線網(wǎng)絡(luò)通訊手段，已經(jīng)在越來越多的場合上使用，并且表現(xiàn)出其獨特的優(yōu)越性。它取代了傳統(tǒng)中錯綜復(fù)雜的電纜，使家庭或辦公場所的移動電話、便攜式電腦、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、鍵盤及其他設(shè)備實現(xiàn)了互聯(lián)互通，將人們從無數(shù)的連接電纜中解放出來，自由方便地構(gòu)成自己的個人網(wǎng)絡(luò)。作為取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術(shù)，它將家庭或辦公室中的各種數(shù)據(jù)和語音設(shè)備聯(lián)成一個微微網(wǎng)，還可以進(jìn)一步實現(xiàn)互聯(lián)，形成一個分布式網(wǎng)絡(luò)，從而在這些聯(lián)接設(shè)備之間實現(xiàn)快捷而方便的通信聯(lián)系，因此它在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

1 系統(tǒng)硬件組成與工作原理
射頻與數(shù)字基帶部分電路通過合適的方式連接起來就構(gòu)成了所設(shè)計的無線射頻收發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路，總體電路如圖l所示。其中，帶有箭頭的表示接外加的電壓，以保證電路正常工作，其工作電壓為3 V。

1．1 系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)與原理
射頻部分電路主要是用TRF6900收發(fā)芯片和一些外圍元件設(shè)計成的射頻收發(fā)器。TRF6900是TexasInstruments公司推出的單片射頻收發(fā)器芯片，其內(nèi)部集成了完整的發(fā)射電路和接收電路。它的工作頻率范圍為850～950 MHz，供電電壓范圍為2．2～3．6 V，射頻輸出功率高達(dá)+5 dBm，而待機(jī)模式時的電流消耗僅在O．5～5μA之間。TRF6900采用高吞吐率16 bRISC結(jié)構(gòu)，其最快速率可達(dá)8 MIPS。另外，這種收發(fā)器還具有FM／FSK調(diào)制模式，并采用三線制串行接口，因而能很方便地與微控制器相連接，可用于ISM頻段內(nèi)數(shù)據(jù)的雙向無線傳輸，能夠容易地對它的收發(fā)進(jìn)行控制，因而基于它的應(yīng)用也越來越普遍。
1．1．1 接收原理
從天線接收到的信號由LNA IN引入TRF6900，首先經(jīng)過低噪音放大器。低噪音放大器提供13 dB的增益，它有正常和低增益兩種模式，當(dāng)TRF6900接收的信號較強(qiáng)時，應(yīng)該選擇低增益模式，這樣可以最大程度地減少信號的非線性失真。放大后的信號被送入混頻器，混頻器將信號變頻到中頻，再通過第一和第二級中頻放大。第一級中頻放大可獲得7 dB的增益，用以補(bǔ)償濾波器帶來的損耗；第二級中頻放大包括多個放大器，總共可獲得80 dB的增益。經(jīng)過兩級放大后的信號，如果采用的是FM／FSK調(diào)制方式，就送入FM／FSK解調(diào)器，解調(diào)出的數(shù)據(jù)信號從DATA OUT引出。如果是頻移鍵控(ASK)或開關(guān)鍵控(OOK)，則送入接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)解調(diào)，解調(diào)后的基帶數(shù)據(jù)從RSSI OUT輸出。