無線射頻收發(fā)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
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2．5．2 VCO的靈敏度
變?nèi)荻O管的電容大小與調(diào)諧電壓成正比，VCO的靈敏度：
2．5．3 參數(shù)計(jì)算
設(shè)計(jì)的無線收發(fā)電路工作在868～928 MHz ISM頻段。假設(shè)TRF6900的VCO輸出頻率為880～950 MHz，調(diào)諧電壓為0．3～2 V。TRF6900振蕩器的輸入阻抗|ZIN|即引腳13和14間的電阻大小約為1 400 Ω；諧振回路的品質(zhì)因數(shù)必須大于等于10；在915 MHz時(shí)，電感的品質(zhì)因數(shù)大約等于80。由公式可得：L≤10．65 nH，取L=10 nH標(biāo)準(zhǔn)值。
從方程中可知：
為了擴(kuò)大變?nèi)荻O管的調(diào)諧范圍，根據(jù)以上的計(jì)算，C2可以取2.2pF，C1可取3.3pF。
設(shè)計(jì)時(shí)采用Alpha Industries的SMV1247系列變?nèi)荻O管，其參數(shù)如下：
要注意的是因?yàn)镻CB的分布電容不可預(yù)測，隨工作頻率變化而變化，所以在PCB調(diào)試時(shí)要進(jìn)行必要的修正，這里采用經(jīng)驗(yàn)值。
現(xiàn)在對上述元件參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證：
對于0．25 V時(shí)的ftune，依據(jù)公式有CTOTAL=3．346 pF；
對于2．00 V時(shí)的ftune，有CT0TAL=2．799 pF。
由上述方程式可知，槽路的諧振頻率：MHz，，2 MHz。顯然，能滿足880～940 MHz頻率調(diào)諧范圍。對于滿足880～940 MHz的頻率調(diào)諧范圍的元件參數(shù)，取L=10 nH，C1=3．3 pF，C2=2．2 pF，變?nèi)荻O管為SMVl247-079。最后可得出VCO的靈敏度MHz／V。
2．5．4 環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)
(1)計(jì)算公式
環(huán)路濾波器是一個(gè)典型的二階低通濾波器，用于頻率合成器中電荷泵電流模式。二階元件的計(jì)算公式：本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/157502.htm
式中：KPD為鑒相器增益(單位：A／rad)，KPD=ICP／2π；KVCO為VCO增益(單位：rad／V)；N為分頻比；ζ為阻尼比，有效范圍是0ζ1，典型值為O．707；ωN為自然諧振頻率(單位：rad／sec)，ωN=(2×BN)／[(ζ+1)／2]2。
(2)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
VCO有加速和正常兩種工作模式，鎖存時(shí)間都要小于250μs。正常模式用于精確控制并保持VCO工作所需頻率；加速模式利用APLL鎖相環(huán)加速因子來提供快速粗調(diào)，它可以使用TRF6900軟件根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。DSS的諧振通常在環(huán)路帶寬內(nèi)，不能用環(huán)路濾波器抑制，但降低環(huán)路濾波的帶寬可以減小DSS諧波產(chǎn)生的可能性。正確選擇時(shí)鐘基準(zhǔn)頻率能較好地抑制DSS諧波。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件部分主要由主程序和各個(gè)子程序組成。主流程圖包括兩部分：一是設(shè)備初始化；二是循環(huán)部分(loop main)設(shè)置相關(guān)的循環(huán)程序。初始化部分主要是設(shè)置端口、模式和時(shí)鐘系統(tǒng)；循環(huán)部分(loop main)提供RS 232和射頻(RF)通信，包括校驗(yàn)總和的初始化。篇幅所限這里不做介紹。
4 結(jié)語
本設(shè)計(jì)根據(jù)TRF6900收發(fā)芯片的特點(diǎn)和微型控制器MSP430F112的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)的無線數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)證明，其發(fā)射端能正確地將數(shù)據(jù)傳送出去；同時(shí)，經(jīng)TRF6900發(fā)射后，接收端也能正確接收并顯示數(shù)據(jù)。系統(tǒng)完成了比較完善的硬件設(shè)計(jì)以及抗干擾措施，今后將繼續(xù)開發(fā)系統(tǒng)軟件，這樣就可以保證系統(tǒng)工作的安全性和可靠性，并具有通用性，便于投入實(shí)際應(yīng)用，具有廣泛的市場應(yīng)用價(jià)值。
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