無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)系統硬件設計

摘要：針對目前短程開(kāi)放段無(wú)線(xiàn)通信系統雙工通信終端不對稱(chēng)現象，設計智能化無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)兩用硬件終端系統。在對系統框架進(jìn)行研究后，使用單片微控制器MSP430F1121和射頻模塊TRF6900作為主芯片的方案。通過(guò)計算主要功能模塊的外圍電路參數，完成了系統電路設計。該系統實(shí)現了收發(fā)端完全對等使用，而且電路結構簡(jiǎn)單，具有低成本、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應用在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )終端設備中。
關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)射頻芯片；收發(fā)系統；微控制器；鑒相器；環(huán)路濾波器

0 引言
隨著(zhù)當今電子、計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，射頻技術(shù)作為一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊手段，已經(jīng)在越來(lái)越多的場(chǎng)合上使用，并且表現出其獨特的優(yōu)越性。它取代了傳統中錯綜復雜的電纜，使家庭或辦公場(chǎng)所的移動(dòng)電話(huà)、便攜式電腦、打印機、復印機、鍵盤(pán)及其他設備實(shí)現了互聯(lián)互通，將人們從無(wú)數的連接電纜中解放出來(lái)，自由方便地構成自己的個(gè)人網(wǎng)絡(luò )。作為取代數據電纜的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，它將家庭或辦公室中的各種數據和語(yǔ)音設備聯(lián)成一個(gè)微微網(wǎng)，還可以進(jìn)一步實(shí)現互聯(lián)，形成一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò )，從而在這些聯(lián)接設備之間實(shí)現快捷而方便的通信聯(lián)系，因此它在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統中的發(fā)展潛力巨大。

1 系統硬件組成與工作原理
射頻與數字基帶部分電路通過(guò)合適的方式連接起來(lái)就構成了所設計的無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)應用系統的硬件電路，總體電路如圖l所示。其中，帶有箭頭的表示接外加的電壓，以保證電路正常工作，其工作電壓為3 V。

1．1 系統主電路結構與原理
射頻部分電路主要是用TRF6900收發(fā)芯片和一些外圍元件設計成的射頻收發(fā)器。TRF6900是TexasInstruments公司推出的單片射頻收發(fā)器芯片，其內部集成了完整的發(fā)射電路和接收電路。它的工作頻率范圍為850～950 MHz，供電電壓范圍為2．2～3．6 V，射頻輸出功率高達+5 dBm，而待機模式時(shí)的電流消耗僅在O．5～5μA之間。TRF6900采用高吞吐率16 bRISC結構，其最快速率可達8 MIPS。另外，這種收發(fā)器還具有FM／FSK調制模式，并采用三線(xiàn)制串行接口，因而能很方便地與微控制器相連接，可用于ISM頻段內數據的雙向無(wú)線(xiàn)傳輸，能夠容易地對它的收發(fā)進(jìn)行控制，因而基于它的應用也越來(lái)越普遍。
1．1．1 接收原理
從天線(xiàn)接收到的信號由LNA IN引入TRF6900，首先經(jīng)過(guò)低噪音放大器。低噪音放大器提供13 dB的增益，它有正常和低增益兩種模式，當TRF6900接收的信號較強時(shí)，應該選擇低增益模式，這樣可以最大程度地減少信號的非線(xiàn)性失真。放大后的信號被送入混頻器，混頻器將信號變頻到中頻，再通過(guò)第一和第二級中頻放大。第一級中頻放大可獲得7 dB的增益，用以補償濾波器帶來(lái)的損耗；第二級中頻放大包括多個(gè)放大器，總共可獲得80 dB的增益。經(jīng)過(guò)兩級放大后的信號，如果采用的是FM／FSK調制方式，就送入FM／FSK解調器，解調出的數據信號從DATA OUT引出。如果是頻移鍵控(ASK)或開(kāi)關(guān)鍵控(OOK)，則送入接收信號強度指示器(RSSI)解調，解調后的基帶數據從RSSI OUT輸出。