家庭網關是嵌入式智能家居系統的核心部件,所設計的無線收發模塊電路是家庭網關的一部分。單片RF收發芯片nRF0433組成的無線收發模塊電路的原理和設計方法,所設計的無線收發模塊電路工作在433MHzISM頻段,數據速率9600bit/s,靈敏度高達-105dBm,最大發射功率達10mW,電源電壓215~515V,工作電流31~47mA。
天線輸入/輸出,當nRF0433是接收模式時,ANT1(引腳16)和ANT2(引腳15)引腳端提供射頻輸入到低噪聲放大器LNA;當nRF0433為發射模式時,從功率放大器提供射頻輸出到天線。天線連接到nRF0433是差動形式,在天線通道推薦的負載阻抗是400Ω。在印制板(PCB)上差動回路天線如應用電路印制板圖所示。功率放大器輸出級由差動結構的2個集電極開路的晶體管組成,電源VDD到功率放大器必須通過集電極負載供電。當連接差動回路天線到ANT1/ANT2引腳端,電源VDD將通過回路天線的中心供電。 單端天線連接到nRF0433時,使用差動到單端匹配網絡。單端天線也可以使用8:1射頻變壓器連接到nRF0433,工作在433MHz。射頻變壓器的原邊必須有一個中心抽頭,用于電源VDD供電。 連接在RF-PWR(引腳11)端和+5V之間的電阻R3設置輸出功率。射頻輸出功率可以設置到+10dBm。輸出功率、芯片消耗電流與電阻R3的關系(負載阻抗400Ω)。 引腳FILT(引腳4)和FILT2(引腳3)外接PLL回路濾波器,PLL回路濾波器是外接的單端2階濾波器, 對于VCO電路外接22nH(433MHz)電感在VCO1(引腳5)和VCO2(引腳6)引腳端之間是必須的。電感使用高質量的片式電感最大誤差±3%。 晶體振蕩器需要通過引腳XC1(引腳1)和XC2(引腳20)外接晶振,晶振的特性要求是:并聯諧振頻率f=41000MHz,并聯等效電容Co=5pF,晶振等效串聯電阻R=150Ω,全部負載電容,包括印制板電容CL=14pF,nRF0433可以使用微控制器的晶體振蕩器。
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