智能家居系統(tǒng)網(wǎng)關無線收發(fā)模塊電路設計

 家庭網(wǎng)關是嵌入式智能家居系統(tǒng)的核心部件，所設計的無線收發(fā)模塊電路是家庭網(wǎng)關的一部分。單片RF收發(fā)芯片nRF0433組成的無線收發(fā)模塊電路的原理和設計方法，所設計的無線收發(fā)模塊電路工作在433MHzISM頻段，數(shù)據(jù)速率9600bit/s，靈敏度高達-105dBm，最大發(fā)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(fā)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(wǎng)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(lián)諧振頻率f=41000MHz，并聯(lián)等效電容Co=5pF，晶振等效串聯(lián)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。