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ASK 频率调制率 0 32 kHz
电源电压 V 2。0 4 V
CC
输出时钟频率 f 0/128 MHz
VCO 频率范围 310 330 MHz
PLL 回路带宽 250 kHz
高电平 1。7 V
控制信号
低电平 0。25 V
待机模式 Is…off 350 nA
电流消耗
发射模式 I 3。7 8。5 11。6 mA
s
工作温度 TA …40 85 ℃
1。12。3 芯片封装与引脚功能
T5753 采用 TSSOP8L 封装,封装形式如图 1。12。1 所示。各引脚功能如下。
图 1。12。1 T5753 的封装形式
引脚 1:CLK ; 时钟信号输出,为微控制器提供时钟信号,输出频率为f XTAL/4 。
引脚 2 :PA_ENABLE ,功率放大器导通开关(功率放大器使能控制),用于ASK 调制。
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·81 ·
引脚 3 :ANT2 ,天线输出级的发射极。
引脚 4 :ANT1 ,天线输出级的集电极(OC )。
引脚 5:XTAL ,外接晶振。
引脚 6 :VS ,电源电压。
引脚 7 :GND,地。
引脚 8:ENABLE ,使能控制输入。
1。12。4 内部结构与工作原理
T5753 内部结构框图如图 1。12。2 所示。芯片内包含射频功率放大器(PA )、晶体振荡器
(
XTO )、压控振荡器(VCO )、相频检波器(PFD )、分频器(f /4 、f /64 )、充电泵(CP )、电
源控制电路(Power up/down )等电路。锁相环(PLL )合成器由压控振荡器(VCO )、分频
器、相频检波器、充电泵和回路滤波器(LF )组成。
图 1。12。2 T5753 内部结构框图
压控振荡器(VCO )被锁定在32 ×f XTAL ,频率为 315MHz 的发射器需要一个9。8438MHz
的晶体振荡器,频率为 915MHz 的发射器需要一个 14。2969MHz 的晶体振荡器。锁相环(PLL )
和压控振荡器(VCO )所有外围元件都是集成的。
XTO 是一个串联谐振的振荡器,外部元件只需要一个电容和一个晶振串联到地即可。
在锁相环被锁定和时钟输出稳定之前,晶体振荡器和锁相环需要小于 3ms 的稳定时间。
而在 CLK 提供给微控制器时钟信号并且射频功率放大器(PA )被接通之前,必须有一段不
小于 1ms 的等待时间。
射频功率放大器是集电极开路的输出,传送的是电流脉冲,而这个电流几乎完全取决于
负载阻抗。因此发射输出功率是由负载阻抗来控制的。这种输出匹配方式使得发射器能简单
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·82 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
地匹配到任何天线或 50Ohm的负载。当用 3V 电源供电时,在 315MHz 的最佳的负载阻抗即
Z= (255+j192 )Ohm时,功率放大器可得到高的电源效率。
当 ENABLE 端和 PA…ENABLE 端都为低电平时,电路处于待机状态,此时只消耗很小的
电流(350 nA ),因此一个锂电池就能提供好几年的电源。当ENABLE 端变为高电平,XTO 、
PLL 和 CLK 导通。如果 PA…ENABLE 端维持在低电平,PLL 和 XTO 工作,CLK 输出时钟信
号,VCO 锁定在 32 倍的 XTO 频率上。
当 ENABLE 端和 PA…ENABLE 端变为高电平,PLL 、XTO 、CLK 和功率放大器导通工
作。通过控制 PA…ENABLE 端,功率放大器能接通和关断,这可用来进行 ASK 调制。
ASK 发射:当 ENABLE 端为高电平时,T5753 被激活,PA…ENABLE 端必须维持不小于
4ms 的低电平,之后CLK 端能给微控制器提供时钟,输出功率就能通过 PA…ENABLE 端来调
制。当发射完后 PA…ENABLE 端被切换到低电平,T5753 被转换回待机状态,ENABLE 端变
为低电平。
FSK 发射:当 ENABLE 为高电平时,T5753 被激活,PA…ENABLE 维持低电平不小于 4ms
之后,CLK 时钟信号能给微控制器提供时钟,功率放大器导通且PA…ENABLE 变为低电平,
芯片进入 FSK 调制状态,利用微控制器控制在 XTAL 端的负载电容和接地电容的通断,能改
变锁相环的基准频率。开关闭合时的输出频率低于开关断开时的输出频率。发射完成后,
PA…ENABLE 端切换到低电平,T5753 被转换回待机状态,ENABLE 端为低电平。如图 1。12。3
所示,使用 C =8。2pF ±2% 、C =10pF ±5%,开关两端的 C =3pF ±10%,在晶振两边的分
4 5 switch
布电容为 C =C =1pF ±10%,晶振的并联电容为 C =3。2pF ±10%,晶振的容抗
STRAY1 STRAY2 0
CM=13pF ±10%。FSK 频偏的典型值为±21。5kHz ,最大频偏为±16。8kHz~±28。0kHz 。
图 1。12。3 FSK 调制示意图
功率匹配和功率调节:输出功率是由天线的负载阻抗决定的。当负载阻抗在 315MHz 时
为 Z= (255+j192 )Ohm,则得到最大功率输出。对于 VS 必须有个低阻抗的通道来提供直流电
流。
功率放大器上的 0。53pF 的输出电容是由输出阻抗来补偿,功率放大器的传输电流脉冲为
7。7mA,要得到最大的输出功率,则最佳的负载电阻应为 ZLOAD= (255+j192 )Ohm。这个负载
阻抗为 T5753 的ANT1 、ANT2 端的匹配网络的阻抗。保持 192Ohm并联电阻的虚部不变,降低
其实部阻值;就能降低输出功率。
功率的测量可以由图 1。12。4 所示的电路来完成。注意,元件的值必须变化以补偿不同的
印制板的寄生值,直到 T5753 能得到合适的负载电阻值:ZLOAD= (255+j192 )Ohm。同时用来
测量输出功率的电缆线的阻抗也必须校准。
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