無線射頻收發(fā)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
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1．1．2 發(fā)射工作原理
數(shù)字基帶信號(hào)從TX DATA引入TRF6900片內(nèi)，經(jīng)過直接數(shù)字頻率合成器(DDS)調(diào)制到中頻，再通過鎖相環(huán)(PLL)倍頻到射頻，最后通過功率放大器放大信號(hào)后，由PA OUT導(dǎo)出射頻信號(hào)，再通過天線發(fā)射出去。
1．1．3 串行控制接口工作原理
串行控制接口包括CLOCK，DATA，STOBE三部分，控制著TRF6900內(nèi)部所有的寄存器，包括DDS參數(shù)設(shè)定寄存器和其他的控制寄存器。在CLOCK的每一個(gè)上升沿，DATA管腳的邏輯值送入24 b的移位寄存器，當(dāng)STOBE電平被抬高時(shí)，設(shè)定的參數(shù)被送入選定的鎖存器。TRF6900有四個(gè)可編程的24 b控制字(A，B，C，D)?？刂谱諥和B分別控制DDS模式0和模式1狀態(tài)下輸出信號(hào)頻率。控制字C負(fù)責(zé)鎖相環(huán)和DDS模式O的設(shè)定。控制字D負(fù)責(zé)調(diào)制和DDS模式1的設(shè)定。
1．2數(shù)字基帶部分
數(shù)字基帶部分基于微型控制器MSP430F1121。通過它將外部的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合TRF6900的數(shù)字信號(hào)，再配合軟件設(shè)計(jì)可以很方便地進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)換。數(shù)字基帶部分的硬件電路由RS 232和MSP430F1121組成，如圖1所示。
MSP430F112l微型控制器是一款超低功耗、高性能的16位精簡(jiǎn)指令集MCU，主要由以下部分組成：基礎(chǔ)時(shí)鐘模塊，包括1個(gè)數(shù)控振蕩器(DCO)和1個(gè)晶體振蕩器；看門狗定時(shí)器Watchdog Timer，可用作通用定時(shí)器；帶有3個(gè)捕捉／比較寄存器的16位定時(shí)器Timer_A；2個(gè)具有中斷功能的8位并行端口：P1與P2；模擬比較器Comparator A。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/157502.htm
2 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算
2．1 鑒相器的參考頻率
鑒相器是PPL構(gòu)成鎖相環(huán)中的單元模塊之一，其輸入的參考頻率是由DDS的輸出信號(hào)決定的。基于DSS技術(shù)的頻率合成器能很好地滿足各項(xiàng)指標(biāo)性能，同時(shí)也使設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單。鑒相器輸出頻率的分辨率為：
式中：fpd是鑒相器的最小輸入頻率，也是DDS時(shí)鐘頻率fref的2°，即最低有效位的權(quán)值。TRF6900 DDS累加器有24位，fpd乘以預(yù)標(biāo)值N(可選擇256或者512)，由它可得出最小頻率的步進(jìn)值為：
累加器的輸入是24位的用戶串行數(shù)據(jù)(控制字)，時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)作為累加器的工作時(shí)鐘信號(hào)，兩者決定頻率的分辨率；輸出是一串抽樣斜坡數(shù)字脈沖，空號(hào)頻率等于時(shí)鐘頻率。經(jīng)過D／A轉(zhuǎn)換后得到模擬域的正弦信號(hào)fo_DSS，它代表基準(zhǔn)相位，即作為鑒相器的基準(zhǔn)輸入信號(hào)。DDS的最終性能主要取決于D／A轉(zhuǎn)換過程中的量化誤差以及濾波特性。
2．2 晶振時(shí)鐘電路及頻率
2．2．1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算
晶振采用并聯(lián)諧振的工作方式，如圖1中23～24腳外圍電路所示。電路總的相移為360°，其中反向器提供180°的相移，R7和C22提供90°的滯后相位，晶振和電容C1也帶來90°的相位滯后。并聯(lián)工作的晶振是作為電感用的。晶振接入電容補(bǔ)償相移以滿足振蕩條件。
偏振電阻R1用于設(shè)置反相器的偏置點(diǎn)，典型值是Vcc引腳值的二分之一。R1過小，將降低環(huán)路增益，破壞網(wǎng)絡(luò)反饋條件，典型值是1～5 MΩ?？梢杂^察23引腳的輸出頻率隨電壓的變化情況。如果晶振有過驅(qū)動(dòng)，則增大電壓后，輸出頻率會(huì)下降，此時(shí)應(yīng)該微調(diào)電阻R2(調(diào)高)。注意，R2應(yīng)該足夠小，以確保振蕩器在小于最小工作電壓的情況下能夠起振。C1和晶振的旁路電容Co及反相器的輸入電容共同構(gòu)成了晶振的輸入電容。要提供穩(wěn)定度，晶振的輸入電容典型值可選擇20～30 pF。
評(píng)論