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1、CMX018 FM/FSK 965 MHz860MHz 接收器的设计接收器的设计题题 目目 CMX018 FM/FSK 965MHz-860MHz 的设计学学 院院 电气工程学院指导老师指导老师 班班 级级 电子 053学学 号号 姓姓 名名 二零零八年六月二零零八年六月CMX018 FM/FSK 965 MHz860MHz 接收器的设计接收器的设计摘要摘要CMX018 是CML 公司推出的新型FM/ FSK 无线接收芯片, 是一个UHF FM/FSK双超外差式接收机。它包含一个双增益模式的低噪声放大器 (LNA)，两个下变频器（包括集成的振荡器），限幅放大器RSSI,FM/FSK 解调器，和
2、零功率模式控制。CMX018是与CMX017配合使用，即一个FM/FSK接收器和发送器集成电路组成了一个完整的UHF收音链路。UHF FM / FSK 无线电收发电路由无线电发射和接收两部分组成, 可工作于UHF 频段(860MHz 965MHz) , 发射和接收音频FM 和数字FSK 信号, 数据传输速率可达500kbp s, 适合模拟和数字窄带、扩频无线电链路、无绳电话、手持数据终端、无线局域网等应用。关键词关键词:无线接收; FM/ FSK; CMX018AbstractAbstractThe CMX018 is the new FM/ FSK wireless receive chip
3、 that the CML company produced。The CMX018 is a single chip UHF FM/FSK double- conversion super-heterodyne receiver. It combinesa dual gain mode Low Noise Amplifier (LNA), two down-converters (including integrated oscillators),limiting amplifier, RSSI, FM/FSK demodulator and zero-power mode control.T
4、he CMX018 can be used in conjunction with the CMX017, an integrated FM/FSK modulator and transmitter, to implement a complete UHF radio link. UHF FM / FSK circuits compare wireless receive and transmitte . High Performance Analogue/DigitalRadio Links (860-965MHz) .The rate of transmitting data can a
5、chieve 500 kbps. Applications : High Performance Analogue/Digital，Radio Links (860-965MHz) , General ISM 915MHz Band , Analogue FM Receivers ,Analogue/Digital Cordless Phones,Handheld Data Terminals,So-Ho Wireless Data Links。Keyword:the wireless receive; FM/ FSK; CMX018目录目录1.1. CMX018CMX018芯片简介芯片简介2
6、.2. CMX018CMX018芯片封装与引脚功能芯片封装与引脚功能3 3C CMX018MX018 内部结构与工作原理内部结构与工作原理3.1 低噪声放大器（LNA）3.2 2 个下变频器3.3 限幅放大器和温度补偿接收信号强度指示器3.4 FM/FSK 调制器电路3.5 零功率方式4. CMX018 应用电路设计4.1 AT86RF401X的VCO电感和外部环路滤波器设计411 无源元件的选择412 设计样板5.封装封装6. 预防处理预防处理7.总结总结参考文献参考文献1. CMX018CMX018芯片简介芯片简介CMX018接收器适于ISM（工业，科学和医学）频率范围的大量应用（包括模拟
7、和数字窄带） 以及扩频无线电链路，无绳电话，手持数据终端和无线局域网，增添少量的其他外围元件， 在860965MHz频率范围以500kbps数据率发送和接收FM（调频）或频移键控（FSK）信号。 CMX018 采用28引脚SSOP封装, 工作电压2.73.3V。CMX018 FM/FSK双变换超外差接 接收器是为用于与CMX017配接或作为独立接收器见图而设计的。它包含一个开关增益低 噪声放大器（LNA）, 两个下变频器和集成振荡器,一个限幅放大器, 一个温度补偿接收信号 强度指示器（RSSI）电路，一个FM/FSK解调器和一个零功率模式控制。2. CMX018芯片封装与引脚功能芯片封装与引脚
8、功能2.1CMX018的封装图：CMX018的封装尺寸如下图：符号英制/in公制/mmA0.3960.40710.0610.34B0.2050.2135.215.39C0.0660.0791.672E0.3010.3127.657.9F0.3338.45H0.0020.0080.050.21J0.010.0150.250.38L0.0220.0370.560.94P0.0260.65T0.0050.0090.130.23X0808Y7979Z4104102.2 引脚功能引脚功能引脚符号功能引 脚符号功能1LNAIN低噪音放大器输入15QUADIN90相移输入2、4、7、10、2 4GND接地端
9、16LIMOUT限幅放大器输出3LNAOUT低噪音放大器输出17VCC3FM/FSK解调器电 源5MIX1IN第1级混频器输入18DETOUTFM/FSK解调器输 出6MIX1OUT第1混频器输入19OSCEM考尔皮兹荡器发射 极8MIN2IN第2混频器输入20OSCBA考尔皮兹振荡器基 极9MIX2OUT第2级混频器输出21OSCOUT振荡器输出11LIMIN限幅放大器输入22VCC2振荡器电源12LIMDEC1限幅放大器去耦23TANK振荡回路输入13LIMDEC2限幅放大器去耦25VCC1低噪音放大器输入14RSSI接收信号强度指示 器26INADEC输入放大器去耦27GAINSEL增益
10、设置28ENABLE芯片使能控制3 3C CMX018MX018 内部结构与工作原理内部结构与工作原理CMX018的封装形式与内部结构方框图CMX018内部结构与工作原理上图为CMX018 的内部结构框图, 它内部含有低噪声放大器(LNA) 、混频器 (MIXER1、2) 、压控振荡器(VCO) 、限幅放大器(L IMITER) 和FM/FSK 解调器等电路。接 收信号经带通滤波器(BPF) 进入LNA , 并可通过GAINSEL (增益选择) 的设置来确定LNA 的增益(从+ 16dbm -6dbm) 以降低强信号时可能增大的互调失真。虽然降低失真会损失 灵敏度, 但这样可使设计人员根据设计
11、要求灵活地实现灵敏度和互调失真之间的最佳平衡。CMX018 的内部结构框图MIXER1 和VCO 以及外接元件用来产生90MHz 的第一级中频, MIXER2 和外接在19 、20脚的79. 3MHz 晶振用于产生10. 7MHz 的第二中频; 解调器前的限幅放大器可用于提 供中频放大和限幅; 接收信号强度指示(RSSI) 电路可使LNA输入端在- 100dBm RF 信号 时有大约150mV 的指示电压; 解调器电路采用一个正交检测器和外鉴相器以及相移网络来 完成FM/ FSK 信号的解调; CMX018的功率降低模式能使电流的消耗降低到低于10A以下的水平。3.1低噪声放大器（低噪声放大器
12、（LNA） ）正如CMX017发送器的情况那样，所需频率是通过外PLL或合成器选定的, 而外PLL或 合成器是由来自第一下变频器的缓冲RF振荡器信号驱动的。LNA的开关增益功能可用来增 加接收器动态范围。在第一模式下, 应选择高增益而且可达到最低的噪声系数, 这对于需要 最大灵敏度来适应天线端的低电平信号时是非常有用的。在强信号时这可能增大互调失真, LNA 的增益可降低到22Db(大约从16dBm降到-6dBm)。在这种情况下, 降低失真会损失灵 敏度。这种性能使得设计人员可根据应用需求灵活地实现灵敏度和互调失真之间的最佳平衡。3.2 2个下个下变频变频器器CMX018的第1下变频器包括一个
13、双平衡混频器和一个低噪声前置放大器以及振荡器 元件。高端电压控制L0使用一个外部变容二极管和振荡回路谐振器电路产生70MHz的第1 IF。缓冲振荡器信号驱动合成器来产生调谐。第2下变频器（也带有个双平衡混频器和个低噪 声前置放大器）是一低端配置, 用一个外部60MHz晶振产生10.7MHz第2 IF。3.3 限幅放大器和温度限幅放大器和温度补偿补偿接收信号接收信号强强度指示器度指示器限幅放大器在解调器之前提供IF放大和限幅, RSSI电路使得LNA输入端在-100dBm RF信号电平时有大约150mV的指示电压。RSSI在-60dBm输入以20mV/dB增大到1.05V最 大值。解调器电路采用
14、一个正交检测器和外鉴别器及相移网络。CMX018的功率降低模式使 电流消耗降到低于10Ua, 这对于与CMX017组成收发器应用来说是非常有用的。3.4 FM/FSK 调调制器制器电电路路FM/FSK调制器电路采用一个集成振荡器, 振荡器可以由一个DC藕合输入基带信号直 接调制, 以产生一个FM或FSK信号。功率放大器由偏置于B类工作并具有50阻抗的两级固 定增益级组成。采用简单的外匹配网络可提供另外2dB的功率增益。外PLL或合成器使VCO稳定到所希望的信道频率, 而设计人员对外PLL滤波元件和VCO振荡回路元件（它们影响闭 环带宽、稳定时间和瞬态响应）进行控制。3.5零功率方式零功率方式该
15、装置是在使能输入端（28引脚）输入低电平“0”启动，这种模式下，装置的电流减少到 10A以下。当装置正在操作无线电收发机时，收发机是启用还是停止。这时，这个特征是非 常有用的。当接上电源时，接收器应有一个延时。这个延时应该小于晶振器稳定时间。调节 R2的值可改变晶振器稳定时间。4.CMX018应应用用电电路路设计设计CMX018 FM/FSK 965 MHz860MHz 接收器的设计的原理图接收器的设计的原理图1100BPF CF=915MHZBPF10011 CF=70.875MHZBPFBPF31100BPF CF=10.7MHZBPF4C1 C2C15C14C13C12C10C9C7CdecC8C5C3 100nFC17C16C18C4C6C11CdecR2R3L4L2L1L3S1S20V0VFSKRFGNDGNDRSSIGNDGNDGNDGND3.0VGNDGNDGNDCdec3.0VGND=750uV/KHZ DETOUTRFPLLLNAIN1GND2LNAOUT3GND4MIX1IN5MIX1OUT6GND7MIX2IN8MIX2OUT9GND10LIMIN11LIMDEC112LIMDEC213RSSI14QUADIN15LIMOUT16VCC317DET
