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CC
管脚必须维持在逻辑电平。在接通后，CNTRL1 与CNTRL0 电压应随VCC 上升直至VCC 为
2。7V （接收模式电压）。
引脚19：GND3，芯片地。同GND2 。
引脚20 ：RFIO ，RF 输入输出。此引脚端与SAW 滤波器直接相连。
3。3。4 芯片内部结构及工作原理
TR1001 内部结构框图如图示3。3。2 所示。芯片内包含有：SAW 滤波器、SAW 延迟线、
射频接收放大器、射频发射放大器、检波器、数据限制器、低通滤波器等电路。
图3。3。2 TR1001 内部结构框图
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第3 章 射频收发器芯片原理与应用电路设计 ·187 ·
射频输入/输出端RFIO 阻抗范围为35Ohm～75Ohm，外接一个天线串联匹配线圈L1 和一个并
联的ESD 保护线圈L2 。射频接收信号经SAW 滤波器到达射频放大器RFA1 。RFA1 包括饱
和启动检测（AGC 设置），在增益35dB 和5dB 之间的转换（增益选择）。AGC 设置输入到
AGC 控制电路，增益选择是从AGC 控制电路输出。RFA1 （和RFA2 ）的接通/断开控制由脉
冲发生器和RF 放大器偏置电路产生。RFA1 的输出到SAW 延迟线，SAW 延迟线有一标准的
0。5us 的延时。第2 级射频放大器RFA2 增益为51dB 。检波器输出驱动回转滤波器、滤波器
提供一个3 级，0。05° 等纹波低通滤波器响应。滤波器的3dB 带宽能用一个外接电阻设置在
4。5kHz～1。8MHz 。滤波器的输出由基带放大器放大后到BBOUT 端。当接收器RF 放大器是
工作在 50％ 占空比时，BBOUT 端信号变化大约是 10mV/dB，峰值到峰值信号电平达到
685mV 。对于较低的占空比，mV/dB 斜率和峰值到峰值信号电平是按比例减少。BBOUT 的
输出信号通过串联的电容耦合到CMPIN 输入端或者外接的数据恢复处理器（DSP 等）。当接
收器设置为低功耗（睡眠）模式时，BBOUT 端的输出阻抗为高阻状态。
CMPIN 端的输入信号加到两个数据限制器，转换从BBOUT 来的模拟信号成为数据流，
数据限制器DS1 是一个电容耦合可调阈值的比较器。比较器的限制电平为0mV～90mV，由
在RFEF 和THLD1 端之间的电阻设置。阈值为零，灵敏度最好。数据限制器DS2 限制触发
点能被在RREF 和THLD2 之间的电阻设置为0mV～120mV。通常设置为60mV 。DS1 和DS2
通过与门在RXDATA 端输出数字信号。
峰值检波器的输出通过AGC 比较器也提供一个AGC 复位信号到AGC 控制电路。AGC
控制电路保证接收器的动态工作范围。
接收器的放大器时序操作是由脉冲发生器和RF 放大器偏置控制，在运行中由PRATE 和
PWIDTH 端外接电阻和来自偏置控制电路的低功耗（睡眠）控制信号控制。
射频发射放大器 1 （TXA1 ）和SAW 谐振器（延迟线）组成振荡器，要发射的数字信号
经TXMOD 端输入，调制后由射频发射放大器2 放大，经SAW 滤波器滤波后输出。
接收器的核心是时序放大接收部分，时序放大接收部分在不需任何屏蔽或去耦装置的情
况下能为RF 和检波器提供100dB 以上的稳定增益，稳定性的获得是以分散整个时间上的RF
增益为代价的，这与超外差接收电路以分散多个频率以获得增益形成对比。图3。3。3 为一个连
续放大接收芯片的框图和时序图。其中RF 放大器RFA1 和RFA2 的偏置是由一个脉冲波发生
器控制的，这两个放大器是由一根SAW 延迟线连接的，这根延迟线有0。5us 的延时时间。
一个来RF 信号首先经窄带SAW 滤波器，然后进入RFA1 。脉冲波发生器使RFA1 工作
0。5us，而后放大器信号通过延迟线从RFA1 进入RFA2 输入端。此时RFA1 关闭，RFA2 工作
0。55us，进一步放大RF 信号。为了确保芯片极好的稳定性，RFA1 与RFA2 并不同时工作。
RFA2 的开启时间通常为RFA1 的1。1 倍，这相当于通过展宽从RFA1 来的脉冲信号来抵消由
于SAW 延迟线滤波带来的影响。窄带SAW 滤波器消除了芯片通带以外的边带采样响应，并
且同延迟线一起工作，从而给芯片以非常高的抑制。
在接收器连续工作中，RF 放大器几乎不停地开关，允许快速的在低功耗和唤醒工作方式
间转换，而且两个RF 放大器能在工作时断开以去除芯片的噪声从而使平均电流损耗更低。
噪声的影响好像RFA1 持续工作的情形，RFA1 前方放置了一个衰减值约为10lg （RFA1 的占
空比）的衰减器，占空比为RFA1 接通时间的平均量（约50％ ）。由于本身是一个采样接收器，
在RFA1 两次接通之间应该至少对最窄的RF 数据脉冲采样10 次。另外检测数据脉冲时应加
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·188 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
入边缘抖动。
图3。3。3 TR1001 接收器结构框图及时序图
RF 接收信号经SAW 滤波器到达放大器RFA1 。RFA1 包括饱和启动检测（AGC 设置）
和增益选择（在增益35dB～5dB 之间转换）。AGC 设置是AGC 控制电路的输入信号，而增
益选择则是AGC 控制电路的输出信号。RFA1 （和RFA2 ）的接通/断开控制是由RF 放大器
偏置电路和脉冲发生器提供的。RFA1 的输出驱动SAW 延迟线。
第2 级放大器RFA2 在未饱和时增益为51dB 。RF 接收信号经放大器RFA2 到达一阈值
增益为19dB 的全波检波器。RFA2 的输出在饱和启动时都可以检测和用对数来计算相应结果，
其结果加到全波检波器的输入端来将整个检波器低电平信号的平方律相应转换成高电平的对
数响应，这种结合有极好的阈值灵敏度和给检波器大于 70dB 的动态范围。在这种结合方式
中，如果RFA1 的AGC 有30dB 的增益，接收芯片将得到超过100dB 的动态范围。
检波器输出驱动回转滤波器，滤波器能用极好的群时延平直度和最小脉冲阻尼振荡提供一个
3 级，0。05° 等纹低通响应。一个外接电阻能将3dB 带宽滤波器带宽设置在4。5kHz～1。8MHz。
滤波器的输出信号由基带放大器放大后到BBOUT 端。当RF 放大器工作占空比为50％
时，BBOUT 信号变化约10mV/dB，峰峰值达到685mV 。在较低的占空比，mV/dB 斜率和峰
峰值是按比例减少的。被检测信号加在一个能隙电源电压、温度等参量改变的1。1V 电平上。
BBOUT 的输出信号通过一串联电容与CMPIN 端或外接的数据恢复处理器（DSP 等）相耦合，
电容的值决定于数据传输速率和数据运行周期等因素。
当一个外接数据恢复处理器用于AGC 时，BBOUT 必须通过一串联电容与CMPIN 端或
外接的数据恢复处理器（DSP 等）相耦合，AGC 的复位功能是由CMPIN 信号驱动的。
在低功耗模式，BBOUT 的输出阻抗会非常高。这项特征可以保护耦合电容因最小化数
据限制器稳定时间而带来的损耗。
天线这个外部 RF 部件对于发射器是必要的，天线与发射器要求匹配。天线阻抗范围为
35Ohm～72Ohm，外接一个串联匹配线圈和一个并联的ESD 保护线圈，能对RFIO 进行满意的匹配。
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第3 章 射频收发器芯片原理与应用电路设计 ·189 ·
CMPIN 端的输入信号驱动两个数据限幅器，数据限幅�