UHF頻段接收芯片RX3310A的原理與應(yīng)用

　　1  特點(diǎn)及應(yīng)用

　　RX3310A是一個可工作在甚高頻的無線接收芯片，它在內(nèi)部集成了高頻放大電路（RFAMP）、混頻電路（MIXER）、中放電路（IFAMP）、中頻濾波器（IFFIL－TER）、限幅器（LIMITER）以及由比較器構(gòu)成的ASK解調(diào)電路等。圖1是它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)如下：
　　工作頻率為250MHz～450MHz；
　　具有－106dBm的高靈敏度；
　　低功耗，正常平均工作電流為2．6mA；
　　集成度高，外圍元件少；
　　采用18腳SOP封裝和20腳SSOP封裝，體積小。
　　利用RX3310A可以和簡單的發(fā)射電路和編解碼電路相配合來實(shí)現(xiàn)無線門鈴、無線玩具的無線遙控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?

　　2  引腳功能及應(yīng)用連接

　　RX3310A有18腳和20腳兩種封裝形式，兩種封裝的管腳號和對應(yīng)功能如表1所列。
　　RX3310A的典型應(yīng)用電路如圖2所示。整個電路的工作過程和原理如下：
　　首先，射頻信號由天線接收后通過C8耦合到 C9和L3構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振選頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)選出的有用信號再由C10耦合到射頻放大器的輸入端，進(jìn)入到射頻放大器RFAMP的信號被放大后從VORF引腳輸出；同時，集成電路內(nèi)部的振蕩器OSC也產(chǎn)生高頻振蕩信號，該信號的頻率取決于L1、C1的諧振頻率或外接聲表面波諧振器的頻率。然后振蕩信號從集成電路的內(nèi)部直接輸入到混頻器的一個輸入端，射頻放大器的輸出信號又經(jīng)過C12和L2耦合到混頻器的另一個輸入端。

　　混頻器MIXER實(shí)際上是一個模擬乘法器，輸入的兩個頻率ω1和ω2的余弦（或正弦）信號相乘后產(chǎn)生兩個頻率為（ω1＋ω2）和（ω1－ω2）的新信號，其中頻率為（ω1－ω2）的信號為中頻信號。
    
　　雖然混頻器輸出了兩個頻率不同的信號，但是這兩個信號的頻率差別很大，因此，只要用一個低通濾波器就可以把中頻信號選出。而RX3310A中的 IFFILTER實(shí)際上就是低通濾波器，它選出的信號從FO腳輸出后又將被電容C2耦合到內(nèi)部的限幅放大器LIMITER。限幅放大器一方面可以對中頻信號進(jìn)行放大，同時也可以消除一些干擾信號。限幅放大器輸出的是載波頻率為（ω1－ω2）的ASK信號，該信號被直接輸入到ASK解調(diào)電路。
    
　　ASK解調(diào)器是由一個比較器構(gòu)成的。比較器的正向輸入端CPA和反向輸入端CPB分別外接電容C3和C4，由于C4的容量比C3要大的多，所以比較器的反向端電壓就是ASK信號的平均值，而正向端電壓將隨著ASK的幅度變化而變化。因此，當(dāng)ASK信號幅度較小時，正向端電壓小于平均電壓，比較器輸出低電壓；而當(dāng)ASK信號幅度較大時，正向端電壓大于平均電壓，比較器輸出高電壓，從而實(shí)現(xiàn)ASK解調(diào)而在輸出端輸出數(shù)據(jù)信號。

　　圖2中外接元件的值應(yīng)根據(jù)工作頻率來選擇，具體數(shù)值可參考表2。圖2中的Ct1和Ct2為溫度補(bǔ)償電容，可以不接；另外L1和C1也可以用聲表面諧振器來代替。

　　3  應(yīng)用實(shí)例

　　利用RX3310A可以實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳輸。圖3是利用RX3310A實(shí)現(xiàn)單片機(jī)串口之間無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D，其中右半部分為發(fā)射電路，左半部分為接收電路。發(fā)射電路由振蕩電路和控制（調(diào)制）電路組成。其中Q2、L1、C2和Y1組成一個振蕩電路，它的振蕩或停振受Q1的控制。當(dāng)Q1導(dǎo)通時，振蕩器工作；當(dāng)Q1截止時，振蕩器停振。而Q1的導(dǎo)通與截止又受到單片機(jī)串口輸出的脈沖信號的控制，也就是說：單片機(jī)的串口信號可以對振蕩信號實(shí)現(xiàn)ASK調(diào)制，這樣就可以在天線E1上發(fā)射 ASK信號。
    
　　接收電路通過天線E2接收的ASK信號被RX3310A放大、解調(diào)后在數(shù)據(jù)輸出端將得到發(fā)射單片機(jī)串口發(fā)出的脈沖信號，該信號送到接收單片機(jī)的串口后被該單片機(jī)接收。當(dāng)電路的實(shí)測串口波特率在9600時，系統(tǒng)能可靠工作；實(shí)際上它的傳輸距離可達(dá)到100米以上。
    
　　圖3中的發(fā)射電路元件Q1、Q2可選高頻管2SC3142；電阻R1選10kΩ；R2選100Ω；R5為47kΩ；C1為3pF；C2選0．01μF； L1選1μH；Y1可采用聲表面波諧振器。如果把圖3中的單片機(jī)更換為編碼和解碼芯片，就可以構(gòu)成一個無線電遙控器電路。