新闻  |   论坛  |   博客  |   在线研讨会
新颖的免调整AM接收芯片
丁白 | 2007-08-12 14:22:18    阅读:5972   发布文章

新颖的免调整AM接收芯片


   现今的无线遥控和无线数据传输系统中,调幅(AM - amplitude modulation)传输方式仍然牢牢占据半壁江山,调幅方式指采用调制信号去控制高频载波的振幅,使载波的振幅按调制信号的变化而变化,一般采用的调幅接收系统可分为直放式、超再生式和超外差式等,而超外差接收是相对而言最完善、稳定,产品一致性最好的方案,一般超外差式调幅接收系统包括高放、本振、混频、多级中放、检波及低放电路,大致功能方框图如右:




        对于产品设计和生产者来说,完成一个完整的超外差AM接收系统需要计算天线回路阻抗匹配,高放/本振线圈或变压器设计和调整,多级中频耦合变压器的配合调整以及整机统调等步骤,不单对于设计工程师而言是一个不小的挑战,而且由于多级耦合变压器的存在也导致产品成本无法降低,另外特别对于生产线工人要求一定的操作水平和熟练程度,否则无法统调出性能优秀的整机。鉴于此,笔者在此介绍一款不需生产线调整的完整AM接收方案。

PT8R2012W是一款专门设计为遥控玩具、民用安全警报系统、交互式传讯系统、民用远传测量系统等用途而使用的整合式AM接收IC,包含从高频输入到解调输出所需的全部电路。该IC具有外围元件极少,工作电压低,耗电小,高集成度,免调整,灵敏度较高等特点。其工作电压低至1.8-3.0V,推荐标称工作频率范围1060MHz,覆盖了常用的SW频段(频点)如27MHz / 35MHz / 40MHz / 49MHz/55MHZ/64MHz等。采用基本工作线路(见图三)时典型接收灵敏度约-85~-90dBm。经对比测试,在接收的讯号频率不高于75MHz时对IC性能无影响。如果用户用于更高工作频率,将导致IC的接收灵敏度有所降低,例如用于8090MHz时其灵敏度将可能降低58dBm,高于100MHz后更是锐减以致无法实用。测试中,在同样采用1KHz讯号,调制度90%时,该芯片动态范围优于85dB。该IC采用廉价的8引脚贴片式封装(SOP8),其引脚分配和内部功能框图分别见图二和图四。

 

 

 

这款IC的显著优点在于针对设计、生产、调试困难的诉求对IC内部作了一些相应的优化,在不降低产品性能的前提下大幅度简化了AM接收电路的外部元器件,并实现了免调整生产。即只要元器件完好,及安装无误,无需任何调整,装配完成即可工作。如图三及图四所示,RF讯号从1脚(RFI)输入,经内部低噪声放大器放大到适当幅度后与2脚(OSC)输入的本机振荡讯号混频,混频后产生的中频讯号经外部455KHz陶瓷滤波器选频后送入中频放大器,然后解码输出,该中频放大器与前面的低噪声高频放大器同时受AGC(自动增益控制)电路的控制,所以可以自动设定适当的放大量,尽量保证输出合适的中频电压供给混频电路。大致流程与标准超外差AM接收电路基本上一样,但是其内部各个单元都有独特的优点,下面我们一一讨论。

首先来看其内部的低噪声高频放大器,该放大器采用宽带输入,取消了选频回路。并且具有输入阻抗低,输出阻抗较高的优点,实测在27MHz频率下其典型输入阻抗约60W左右。采用极低输入阻抗的好处是可以直接匹配天线回路,而不需要通常的天线阻抗变换电路,甚至可以直接接驳拉杆天线。这样就绕过了天线回路的调试过程。其次,该IC内部采用新型本机振荡电路,可以以单一引脚连接外部晶振(晶振另一引脚直接接地),这样可以大幅节省辅助零件和PCB空间。再其次,其中频放大器本身具有一定选频作用,因此只要采用一个455KHz陶瓷滤波器就可以得到足够的选择性。IC内建中频放大电路配合自动增益控制(AGC)电路,其放大量在0-80dB范围内自动调节,保证整机动态范围优于85dB。在采用一个普通455KHz陶瓷滤波器时,其-3dB带宽约7.5KHz。值得指出的是,因为带宽仅7.5KHz,加之在解码输出端需要一个RC滤波,导致调制讯号频率无法提高,实用数据率一般不高于2KHz,加之IC内部解码电路针对数据传输作了一些优化,导致解码出的讯号的线性不会太好,因此这款IC用于语音传输效果不太理想,主要应用目标还是低速数据和编码、按键控制讯号等。如果要试用于低端语音玩具或仅传递人声的产品,可以取消解码输出端的RC滤波器,以及考虑将455KHz陶瓷滤波器用其它通带稍宽的带通滤波器代替。极限应用下甚至可以取消它,仅仅用一个数十至数百皮法的电容连通电路即可。



        请看推荐的简单应用线路(图四),该电路由于采用了一个天线匹配回路和高频放大器,因此此电路整体灵敏度可达-95-100dBm以上。其中C1/C2/L2组成匹配回路,Q1/R1/L3组成宽带放大器,这样既可额外提供约20dB的放大量,又不需在生产时增加调整步骤。放大后的高频讯号送入IC2脚输入的本地振荡讯号混频后从3脚输出,通过X2的选频作用滤除杂讯,然后经过多级中频放大后由内部乘积式检波器检出被调制讯号,由8脚输出,经外接p形滤波器滤波后给出解调后的讯号。5脚是内部AGC电路的控制端,认为提高此引脚电平可以适当提高AGC放大量,反之(增加一个电阻到地)可以减少AGC放大量。虽然整体电路已经非常简洁,但是如果不是特别注重性能的话,还有可以减少的余地,例如可以去掉Q1/R1/L3组成的附加高频放大器,这样虽然整体灵敏度降低了1520dB,但如果配用单管振荡,一级三极管高频放大的发射电路电路的话,还是可以保证二十米以外的传输距离。另外R4/C6/C7组成的外接p形滤波器也可以酌情省略。这样就组成最简应用线路如图三。 
 

 

PT8R2012W组成的一款现成产品的单元电路板如图5所示。该电路在数据输出端还附有处理电路,使得输出波形更加完美。

PT8R2012W提供了一条新颖的路径来解决AM接收器长期存在的问题,但是,正如“手工打造多为精品”的道理一样,该电路为达到免调整及最简化外围电路的目的所采用的一系列措施,始终对整机性能有一定影响。例如,宽带高频输入电路可能易受其它频率强讯号阻塞等。如何取舍以尽量避免和改善,还有赖厂家和相关应用人员不断研究,毕竟它的“更简单,更易用”的目标代表了电子产品的发展方向。


 

*博客内容为网友个人发布,仅代表博主个人观点,如有侵权请联系工作人员删除。

参与讨论
登录后参与讨论
qingcai [ 匿名]  2008-10-12 21:33:29 

rayfox [ 匿名]  2008-07-27 18:28:18 

PT8R2012W哪里有卖的?

吴伟 [ 匿名]  2008-05-28 16:27:43 

新颖的免调整AM接收芯片.我要用这方案. 我想得到进一步资料,不知道联系方式, 我的邮箱:WX232@163.com 联系我,有报酬!!紧用啊

虚拟空间,虚拟人生。
推荐文章
最近访客