3線(xiàn)總線(xiàn)收發(fā)器XE1201
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XE1201是由XEMICS公司生產(chǎn)的RF收發(fā)IC，它將無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的發(fā)射與接收功能集成在單一芯片上，同時(shí)集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK調制以及高速率、超低功耗等功能。XE1201可工作在433MHzISM頻帶和390～470MHz頻帶，其數據傳輸速率可達64kbit／s。另外，XE1201還采用了連續相位的2級頻移鍵控（CPFSK）方式。
XE1201的接收部分除了具有濾波通道和接收所用的解調器外，還集成有低噪聲放大器（LNA）和下變頻器，它采用直接變頻方式，其微控制器接口可直接對數據流進(jìn)行處理，并可產(chǎn)生同步數據時(shí)鐘（CLKD）。
XE1201的發(fā)射部分可完成從數據流到天線(xiàn)的傳送，并提供了一個(gè)完整的通道，該部分帶有一個(gè)可對頻偏進(jìn)行編程的直接上變頻器，并可對其RF輸出功率進(jìn)行控制。
XE1201的最主要特點(diǎn)是其帶有3線(xiàn)總線(xiàn)接口，并可通過(guò)該3線(xiàn)總線(xiàn)以及外部引腳來(lái)設置傳輸狀態(tài)，僅需極少的外部元件（無(wú)線(xiàn)匹配網(wǎng)絡(luò )、振蕩電路、SAW振蕩器）即可完成接收和發(fā)射雙重功能。
XE1201的主要技術(shù)數據如下：
●電源電壓：2．4V；
●RF敏感度：109dBm；
●數據傳輸速率：64kbit／s；
●發(fā)射功率：－5dBm；
●待機電流：＜1μA；
●接收電流：6mA；
●發(fā)射電流：－5dBm時(shí)為8mA；－20dBm時(shí)為5mA。
●響應時(shí)間：＜1s；
●頻率偏離：125kHz。
2 工作原理
XE1201的原理框圖如圖1所示，各引腳功能描述如表1所列。由圖1可以看出，XE1201主要由接收、發(fā)射、本振及3線(xiàn)總線(xiàn)接口四部分組成。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/188573.htm
2．1 接收
XE1201型3線(xiàn)總線(xiàn)收發(fā)器中的接收部分由低噪聲放大器（LNA）、下變頻器、自激消除模塊、基帶濾波器以及位同步器等部分組成。其中LNA提供的低噪增益可通過(guò)外部電路（分立元件）進(jìn)行調節，該外部電路由輸出LC振蕩電路和RF輸入LC匹配網(wǎng)絡(luò )組成；下變頻器具有90°相移電路和2個(gè)合成器及其各通道（I／O），可用于完成零中頻接收器的直接下變頻；自激消除模塊則用來(lái)對DC和低頻輸出信號進(jìn)行50dB衰減，以避免本振上的自激振蕩；基帶濾波器由2個(gè)級聯(lián)的Sallen＆key低通濾波器組成，每級有10dB的增益，可實(shí)現具有30kHz關(guān)斷頻率的4級Butterworth低通濾波，其AC耦合（截止頻率為64kHz）可以避免偏移量的增加，并可衰減1／f的噪聲；而位同步器是一個(gè)可被ALU控制的數字PLL，它為系統提供同步數據時(shí)鐘。為了提高其性能，可根據所需的數據速率來(lái)通過(guò)3線(xiàn)總線(xiàn)對位同步器進(jìn)行編程設計。
2．2 發(fā)射
XE1201的發(fā)射部分由DDS調制器、單邊帶上變頻器及功率放大器組成。它可直接通過(guò)數字合成器（DDS）來(lái)實(shí)現，由于XE1201的FSK頻偏相當精確，并可通過(guò)3線(xiàn)總線(xiàn)進(jìn)行調節，因此，I和Q基帶可在抗干擾濾波器后直接上變頻到UHF頻段。
DDS調制器由數字和模擬兩個(gè)模塊構成。在數字模塊中，其內部時(shí)鐘設在2MHz，并由DDS將數據位流轉換成正、余弦信號。當相位累加器為7位時(shí)，其頻偏最小的步進(jìn)頻率（每位）為3．9kHz，頻偏差（FSK）的可編程調節范圍為0～127（7位）。因此，理論上它的范圍為295kHz。開(kāi)機時(shí)，頻偏值為32（125kHz）。當Data為0時(shí)，f＝fLo－fdev；Data為1時(shí)，則有f＝flo＋fdev。如圖2所示。另外，也可對解調器的頻率偏移進(jìn)行調節以使其滿(mǎn)足fdev＝3906．25?n（Hz），其中n為無(wú)符號的7位字的十進(jìn)制值，在數字模塊中，fdev必須滿(mǎn)足Filter BW＞fdev＞Data。而DDS模塊中的模擬模塊（DDSA）的任務(wù)是將正、余弦信號從DDS轉換成模擬的I和Q信號，該轉換通常由2個(gè)8位DAC來(lái)完成。
單邊帶上變頻器可用于完成從基帶FSK信號到UHF頻率的頻率轉換。功放則可為天線(xiàn)發(fā)射RF信號提供驅動(dòng)，但它并不能直接驅動(dòng)天線(xiàn)，而需要有外部匹配網(wǎng)絡(luò )。應當指出，該功放的輸出功率也是可編程的（4級）。
2．3 本振
本振電路是以一個(gè)標準的SAW振蕩器為基準，這個(gè)SAW振蕩器可提供最快的開(kāi)關(guān)時(shí)間，同時(shí)也可改變低功率UHF振蕩器的頻率。對于433MHz的ISM頻帶來(lái)說(shuō)，SAW可在433．92MHz頻率上產(chǎn)生諧振，其時(shí)鐘產(chǎn)生信號可驅動(dòng)一個(gè)90°的相移器，而這個(gè)相移應連到單邊帶上變頻器。
2．4 3 線(xiàn)接口及內部寄存器
XE1201最主要的特點(diǎn)是可通過(guò)3線(xiàn)總線(xiàn)接口來(lái)對FSK頻偏、時(shí)鐘使能、RF輸出功率和數據速率及其它輔助功能等進(jìn)行設計編程。并可通過(guò)此接口和相關(guān)引腳來(lái)設置其接收、發(fā)射和待機狀態(tài)。
3線(xiàn)總線(xiàn)接口電路由3個(gè)內部寄存器（A、B、C）組成，它可在SC的上升沿采集數據位。其內部電路通過(guò)對SC的上升沿進(jìn)行計數來(lái)檢測輸入數據的有效性，如果在SC上檢測到的邊沿數為16個(gè)，則數據將從輸入移位寄存器轉移到相應的寄存器中，圖3所示為該寄存器的排列操作時(shí)序。其控制命令字的格式如下：
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