無線射頻收發(fā)系統(tǒng)硬件設計

摘要：針對目前短程開放段無線通信系統(tǒng)雙工通信終端不對稱現(xiàn)象，設計智能化無線射頻收發(fā)兩用硬件終端系統(tǒng)。在對系統(tǒng)框架進行研究后，使用單片微控制器MSP430F1121和射頻模塊TRF6900作為主芯片的方案。通過計算主要功能模塊的外圍電路參數(shù)，完成了系統(tǒng)電路設計。該系統(tǒng)實現(xiàn)了收發(fā)端完全對等使用，而且電路結構簡單，具有低成本、低功耗等優(yōu)點，可廣泛應用在無線網(wǎng)絡終端設備中。
關鍵詞：無線射頻芯片；收發(fā)系統(tǒng)；微控制器；鑒相器；環(huán)路濾波器

0 引言
隨著當今電子、計算機技術的飛速發(fā)展，射頻技術作為一種無線網(wǎng)絡通訊手段，已經在越來越多的場合上使用，并且表現(xiàn)出其獨特的優(yōu)越性。它取代了傳統(tǒng)中錯綜復雜的電纜，使家庭或辦公場所的移動電話、便攜式電腦、打印機、復印機、鍵盤及其他設備實現(xiàn)了互聯(lián)互通，將人們從無數(shù)的連接電纜中解放出來，自由方便地構成自己的個人網(wǎng)絡。作為取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術，它將家庭或辦公室中的各種數(shù)據(jù)和語音設備聯(lián)成一個微微網(wǎng)，還可以進一步實現(xiàn)互聯(lián)，形成一個分布式網(wǎng)絡，從而在這些聯(lián)接設備之間實現(xiàn)快捷而方便的通信聯(lián)系，因此它在無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

1 系統(tǒng)硬件組成與工作原理
射頻與數(shù)字基帶部分電路通過合適的方式連接起來就構成了所設計的無線射頻收發(fā)應用系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)據(jù)的雙向無線傳輸，能夠容易地對它的收發(fā)進行控制，因而基于它的應用也越來越普遍。
1．1．1 接收原理
從天線接收到的信號由LNA IN引入TRF6900，首先經過低噪音放大器。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，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的損耗；第二級中頻放大包括多個放大器，總共可獲得80 dB的增益。經過兩級放大后的信號，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(shù)據(jù)信號從DATA OUT引出。如果是頻移鍵控(ASK)或開關鍵控(OOK)，則送入接收信號強度指示器(RSSI)解調，解調后的基帶數(shù)據(jù)從RSSI OUT輸出。