同濟(jì)大學(xué) 中德學(xué)院 吳志紅，馮佳筠，孫萌，朱元1 引言

    近距離無線數(shù)據(jù)通信作為無線接入通信方式中的一種，可廣泛應(yīng)用于遙控、報(bào)警、遙測等領(lǐng)域。采用射頻收發(fā)器件設(shè)計(jì)射頻收發(fā)器是一種重要的實(shí)現(xiàn)近距離信息傳輸?shù)姆绞�。本文基于英飛凌公司的射頻收發(fā)器tda5255和xc866單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)射頻收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)了信息傳輸。

    2 tda5255射頻收發(fā)器

    2.1 主要特點(diǎn)

    tda5255是低功率、單片fsk／ask收發(fā)器，適用于433 mhz～435 mhz半雙工低數(shù)據(jù)速率通信。該器件集成度高、外圍電路簡單。內(nèi)部包含功率放大器、低噪聲放大器、agc控制電路、雙平衡混頻器、合成的轉(zhuǎn)換器、i／q限幅器、rrsi發(fā)生器、fsk解調(diào)器、完全集成的vco和pll合成器、可調(diào)的晶體振蕩器、數(shù)據(jù)濾波器、數(shù)據(jù)比較器、正負(fù)峰值檢波器、數(shù)據(jù)率檢測電路和總線接口，還可提供低功耗模式，低電流消耗(接收模式9 ma，發(fā)射模式12 ma)，電源電壓為2.1 v～5 v，fsk／ask調(diào)制和解調(diào)，i2c／3線微控制器接口，內(nèi)部低通通道選擇濾波器和數(shù)據(jù)濾波器可以調(diào)節(jié)帶寬。數(shù)據(jù)限幅器自調(diào)節(jié)閾值。fsk接收靈敏度為-109 dbm，發(fā)射功率為+13 dbm，最大數(shù)據(jù)速率可達(dá)100 kb／s。可用于低數(shù)據(jù)速率通信系統(tǒng)、無線進(jìn)入系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)等。

    2.2 工作模式設(shè)置

    tda5255的基本工作模式包括：發(fā)送／接收模式、ask／fsk調(diào)制、高發(fā)射功耗／低發(fā)射功耗模式，可以通過相應(yīng)的引腳rx／tx，ask／fsk，pwd／dd進(jìn)行控制。

    除此之外，tda5255可以通過busmode引腳選擇i2c總線協(xié)議或3線總線協(xié)議。通過修改tda5255內(nèi)部寄存器的值選擇工作模式。但是在這種情況下，首先修改tda5255中的config寄存器中的d12位。當(dāng)d12=0時(shí)，工作模式為外部控制；當(dāng)d12=1時(shí)，采用內(nèi)部控制，即由內(nèi)部寄存器控制發(fā)送模式／接收模式、ask調(diào)制／fsk調(diào)制、高發(fā)射功耗模式／低發(fā)射功耗模式，不受外部引腳控制。

    tda5255的其他工作參數(shù)均可以通過修改其內(nèi)部寄存器的值來設(shè)置。包括分頻輸出時(shí)鐘頻率，fsk頻移值，rssi信號門限等。

    2.3 硬件電路設(shè)計(jì)

    微控制器與射頻芯片之間共需要7根線,分別是電源、地、busclk、busdata、rx／tx、data、pwd／dd。如圖1所示。

    當(dāng)busmode=0時(shí)，tda5255的總線模式為i2c。微控制器通過i2c總線設(shè)置tda5255的工作模式。busclk和busdata分別為總線時(shí)鐘線和總線數(shù)據(jù)線。

    rx／tx引腳懸空或?yàn)楦唠娖綍r(shí)，tda5255處于發(fā)送狀態(tài)。此時(shí)，射頻信號從天線經(jīng)c6，c8，c9，l1，c11到低噪放大器輸人引腳。r9為高阻，不影響電路匹配。c6為直流去耦電容。差動(dòng)低噪放大器的另一個(gè)輸入信號可通過大電容交流耦合。此時(shí)差動(dòng)低噪放大器作為更易于匹配的單端低噪放大器。重要匹配元件有c8，c9，l1和c11。

    rx／tx引腳接地或者通過編程可使器件處于接收狀態(tài)。此時(shí)，rx／tx引腳工作在漏極開路狀態(tài)，輸出邏輯低，對rf低阻。直流電流從vcc經(jīng)由l2，l3，d2，r9和d1到gnd。因?yàn)閞9高阻，c6，c4，c5的容值大。電路可簡化rf信號。此時(shí)低噪放大器rf接地，所以低噪放大器輸入無功耗。功率放大器匹配主要取決于c8，c28，l2，c29和l3。需要注意的是，在設(shè)計(jì)功放匹配時(shí)，c8是不可以修改的，因?yàn)槠鋽?shù)值已經(jīng)由低噪放大輸入匹配確定。為準(zhǔn)確計(jì)算外部電容，必須考慮焊盤上的電容，以及引腳和開關(guān)(c20，c22，c23)之間的寄生電容。

    pwd／dd引腳用于設(shè)置射頻器件的高低功耗模式。data引腳是數(shù)據(jù)引腳，發(fā)送模式下，由單片機(jī)發(fā)送信號至射頻器件；接收模式時(shí)，如果能接收到信號，該引腳與發(fā)送端的波形相同，測試延時(shí)25μs。當(dāng)接收不到信號時(shí)，該引腳輸出無規(guī)律的脈沖雜波。實(shí)際使用時(shí)，可以通過修改tda5255的rssi信號門限值去除雜波，讓data引腳在沒有