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1、 通信原理课程设计设计题目：基于TR3001的无线发射与接收系统设计专 业： 船本09通信01班学生姓名: 学 号: 起迄日期: 2011年12月19日 2011年12月30日 指导教师: 教研室主任： 目录1.TR30001芯片介绍4 1.1主要特点 1.2 主要性能指标2.TR3001内部结构和工作原理 52.1 TR3001芯片各引脚功能介绍2.2内部结构各个元件及电路的简单介绍3.应用电路设计原理图及PCB图164.心得体会205.参考文献20 基于TR3001的无线发射与接收系统设计 摘要：TR3001是RF Monolithies公司推出的单片OOK/ASK收发器芯片。文中主要介绍
2、TR3001内容结构及工作原理，主要性能，引脚功能，以及芯片构成,内部结构中各元件的简单介绍,OOK和ASK两种收发电路构成。它非常适合高稳定、小尺寸、低功耗、低价格的短距离无线数据通信和无线控制应用 。关键词：TR3001，收发器， OOK/ASKAbstract: TR3001 is a single-chip of RF Monolithies company introduced OOK/ASK transceiver chip 。 This paper introduces the TR3001s content structure and working principle, th
3、e main performance, pin function, and chip composition, a brief description of each component of internal structure。 OOK and ASK two kinds of transceiver circuit。 It is ideal for high stability, small size, low power, low-cost short-range wireless data communications and wireless control application
4、s。Keyword: TR3001, transceiver, OOK/ASK1.TR3001芯片介绍TR3001是RF Monolithies公司推出的单片OOK/ASK收发器芯片。主要技术特点如下：工作频率为315.00 MHz；可接收和发射数字OOK/ASK信号； OOK数据传输速率可达l9.2 Kb/s； ASK数据传输速率可达ll5.2 Kb/s；接收灵敏度为-l00 dBm；电源电压为2.73.5 V；接收模式工作电流为l.8 mA；发射模式输出功率为l.25 mW；睡眠模式电流为5A；直作温度为-40+85。它非常适合高稳定、小尺寸、低功耗、低价格的短距离无线数据通信和无线控制应
5、用。1.1主要特点可接收和发射数字OOK/ASK信号。工作频率为315.00 MHz。采用SM-20脚封装。适用于短距离无线数据通信和无线控制系统。1.2主要性能指标TR3001的主要性指标如表所示：参数最小值典型值最大值单位工作频率314.80315.20MHZ 调制类型OOK/ASK数据速率OOKASK19.2115.2Kb/sKb/s接收器性能接收灵敏度抑制30MHZ输入电流（3V）-851.855-1004.5dBmdBmA发射器性能输出功率输入电流（3V）OOK导通、关断时间ASK输出上升/下降时间1.251512/61.1/1.1mWmAusus发射到接收开关时间20接收到发射开关
6、时间12电源电压2.73.5睡眠模式电流消耗5工作温度-402.TR3001内部结构和工作原理2.1.TR3001芯片各引脚功能介绍引脚号引脚功能1GND1射频地。GND2与GND3用的短的，低阻抗的导线相连到GND1。2VCC1发射机输出放大器和接收机基带电路电源。通过RF铁体磁芯与电源相连，端连接一个旁路电容。3AGCCAP这个引脚端控制AGC复位操作。连接AGC复位端电容到地设置AGC的最小控制时间，电容使用误差在10%范围的陶瓷电容器。电容是为了防止AGC“颤动”设置记为CAGC，其值为tAGC值的19.1倍，其单位为pF。CAGC值可以使抑制时间控制在TAGC 2.65TAGC之间，
7、取决于工作电压和温度等因素，AGC抵制时间地远大于峰值检波器时间 。但 是AGC抵制时间不应太长，否则AGC遇到噪声和干扰信号时接收机回到最高灵敏度会很慢。当用至少30us的数据脉冲进行OOK调制时，AGC的使用有选择性。AGC的操作可由连接AGCCAP至VCC脚而停止工作。激活和停止AGC操作则需要少于30us数据脉冲的ASK调制。如用一个150K接地电阻取代此电容，AGC将停止工作。AGC操作需峰值滤波器起作用。在接收机的低功耗和发射模式，峰值滤波器电容会进行放电。4PKDET峰值检波器电容。此处应使 用误差在10%范围内的陶瓷电容 器。这个接地电容以1：1000的速率 设置峰值检波器冲击
8、和衰减时间。在大多数应用中，这些时间常量应与基带时间常量一致。给定一个基带电容CBBO，峰值检波器电容值为：CPKD=0.33CBBO(pF) 时间常量随电源电压、温度等因素的变化在tPKA tPKA之间变化。电容由200K的阻抗充电，通过200K的负载放电。峰值检波器驱动数据峰值限制器和AGC放功能。AGC的抵制时间 在AGC电容作用下可以大于峰值滤波器的衰减时间。在低数据速率和OOK调制，可以选择数据峰值限制器和AGC。PKDET和THLD2可以不连接，AGCCAP脚接至VCC 脚以减小外部元件的数量。峰值滤波器电容在接收机低功耗(睡眠状态)和发射模式是放电的。5BBOUT基带输出。使用陶
9、瓷电容器接在BBOUT与 CMPIN间，这个引脚通过一个为内部数据限制器工 作的耦合电容CBBO来驱动CMPIN。时间常量tBBC值为CBBO值的0.064倍，其单位为us。 时间常量随电源电压、温度等参数的变化而在tBBC 1.8tBBC之间变化。在最大信号脉冲宽度SPmax内，一般的标准是在电压下降不超过20%时设置时间常量。由此有Cbbo值为SPmax 值的70倍，其单位为PF。 此管脚的输出能驱动一个外部数据处理器，输出阻抗为1K。当接收机RF放大器工作占空比为50%时，BBOUT信号变化为10MV/dB，峰值电压超过685MV。占空比降低，信号变化和峰值电压也会相应减小。BBOUT信
10、号电压值为1.1V，（受电源电压。温度等因素影响）用耦合电容与外部负载相连。并联的负载阻抗范围为50-500K时其并联的电容不应大于10PF。当一个外部数据处理器用于AGC时，BBOUT必须用串联电容与外部数据处理器和CMPIN耦合。AGC的复位功能是由CMPIN信号驱动的。当收发机在低功耗（睡眠）或发射模式，输出阻抗将会很高以维持耦合电容电压。6CMPIN内部数据限制器输入。输入阻抗为70-100K，由BBOUT输出信号通过一个耦合电容驱动。7RXDATA接收芯片数据输出。可驱动一个10PF电容和一个500K电阻的并联负载。此管脚峰值电流随接收机低通滤波器截止频率增加而增加。在睡眠或发送模式
11、。管脚成高阻态。此管脚在高阻态时，可用一个1000K的上拉电阻或下拉电阻确定逻辑电平。如果使用上拉电阻，电源应不高于VCC脚电压200mV。8TXMOD发射机调制输入。在管脚内部有一类似于一只二极管和一小电阻的串联结构。发射机的RF输出电压与此管脚的电流成比例。发射机输出电压峰值用一个串联电阻调节，电阻误差范围在5%以内，最大饱和输出功率需300uA输入电流，在ASK模式，当此管脚的调制输入电流小于10uA时，有最小输出功率在OOK模式，当发射机振荡器停振时，输入信号应小于220mV。在3V电源电压下，发射机输出功率峰值P0约主电流ITMX值的平方的24倍，单位为mW。在OOK模式，此引脚通常
12、由一逻辑电平数据输入驱动。实际应用中，对于30uS或更长的脉冲使用的是OOK调制。在ASK模式，此引脚接收的是模拟调制信号。在实际应用中，ASK调制脉冲宽度为8.7uS或更长，在低功耗和接收模式，此引脚电阻驱动必须很低。9LPFADJ如接收机低通滤波器带宽调节。用接地电阻RLPF调节接收机低通滤波器带宽,它的范围为820-320K,可使3dB带宽滤波器的频带fLPF为 4.5KHZ 1.8MHZ,其阻值为值的1倒数的1445倍,单位为K阻值误差为5%,在电源电压。温度等因素变化时,滤波器频带范围应为fLPF1.3 fLPF-,滤波器还提供一个3级0.05度等效响应。RXDATA输出电流值随滤波
13、器带宽成比例变化。10GND2芯片地。应与GND1以短的、低阻抗的导线连接。11RREF外接基准电阻,此管脚与地间应接一个阻值为100K的基准电阻,误差范围为1%,为维持电流源的稳定,使地。VCC管脚与此节点间的总电容低于5PF是很重要的,如果THLD1或THLD2通过一个阻值小于1.5K的电阻与RREF相连,此节点的电容加上RREF节点电容不应大于5PF。12THLD2数据限制器量阈值调节。阈值由一个与RREF相连的电阻设置,电阻阻值范围为0200K。在峰值检波器电压为0120mV时,电阻值增加,阈值减小。在大多数情况下阈值设置在低于峰值6dB处或RF放大器占空比为50%时低于60mV。TH
14、LD2电阻值为阈值电压值的1.67倍,其单位为K,阻值误差在1%范围。将此脚悬空将使峰值限制器不能工作。13THLD1数据限制器具阈值调节。此管脚通过一个接至RREF的电阻RTH1设置标准数据限制器DS1的阈值,阈值随着电阻值的增加而增加。直接将此管脚接至RREF,阈值为0。如果THLD2未被使用,电阻值为0-100K,THLD1电压范围0-90mV。如果THLD2被使用,电阻值为0-200K,THLD1电压范围为0-90mV。RTH1的阻值大小为阈值电压的2.22倍,阻值误差为1%。注意:DS1的非0阈值需要AGC工作。14PRATE脉冲上下沿设置,电阻RPR接地。TPR1能用51-200K
15、的电阻设置在0.1-5uS的范围。RPR的阻值大小为tPR1值的404倍,再加上10.5K ,阻值误差范围为5%,当PWIDTH通过1MK电阻接至VCC时RF放大器工作占空比为50%,有利于以高数据速率工作。RFA1周期TPRC用一个阻值范围为11-220K的PRATE外接电阻设置在。1-1.1uS的范围,RPR阻值大小为TPRC值的198倍,再减去8.51K,阻值误差为5%,为维持稳定,使此管脚与VCC脚,地间的总电容小于5PF是很重要的。15PWIDTH脉冲宽度设置。此引脚端设置RFA1的接通脉冲宽度tPW1,由一个接地电阻RPW实现。 tPW1能用一个电阻范围为200-390K的电阻在0
16、.55-1uS的范围调节。RPW值为 tPW1值的404倍,再减去18.6K,阻值范围为5%。当此引脚通过1M电阻与VCC脚相连连时,RF放大器工作占空比为50%,有利于高数据速率工作。RF放大器接通时间由PRATE电阻控制的,为保持稳定性,应使引脚端与VCC脚,地之间电容小于5PF。当以高数据速率工作时,在此引脚与CNTRL1（17脚）之间连接1M电阻。在睡眠模式此引脚端为低电平。16VCC2接收机RF部分与发射机振荡器电源。此引脚端必须接一旁路电容到地,电容必须是110UF的钽电容或电解电容。17CNTRL1接收/发射/睡眠模式控制。CNTRL1为高阻态输入(与CMOS兼容)。逻辑低电平为
17、0300mV。逻辑高电平为UVCC300mV或更高,但不应超过UVCC 值200mV。在接通后， CNTRL1与 CNTRL0电压应随UVCC上升直至其为2.7V(接收模式电压)。18CNTRL0接收/发射/睡眠模式控制。CNTRL1为高阻态输入(与CMOS兼容)。逻辑低电平为0300mV。逻辑高电平为UVCC300mV或更高,但不应超过UVCC 值200mV。在接通后， CNTRL1与 CNTRL0电压应随UVCC上升直至其为2.7V(接收模式电压)。19GND3芯片地。应与GND1以短的、低阻抗的导线连接。20RFIORF输入输出。此引脚端与SAW滤波器直接相连。TR300采用SM-20L
18、封装。其封装引脚图如下。 SM-20L封装尺寸如图所示。2.2内部结构各个元件及电路的简单介绍TR3001无线数据收发芯片的内部结构图如图所示,该芯片内含SAW滤波器。SAM 延迟线,射频接收放大器,射频发射放大器,检波器,数据限制器,低通滤波器等电路。TR3001的射频输入/输出端RFIO的阻抗范围为3575。使用时通常在该端外接一个天线串联匹配线圈L1和一个并联的ESD保护线圈L2，以使得从天线接收到的射频信号经SAW滤波器到达射频放大器RFA1。RFA1内含饱和启动检测(AGC设置_)电路。其增益可在35dB和5dB之间RFA1(RFA2)的接通/断开控制信号可由脉冲发生器和RF放大器的
19、偏置电路来产生。当RFA1的输出送到SAW延迟线后,SAW延迟线将会有一个标准的0.5us的延时,第二级射频放大器RF2的增益为51dB。器件中的检波器输出可用驱动滤波器以使低通滤波器得到响应,而滤波器的3db带宽可由一个外接电阻在4.5kz-1.8Mz之间送到BBOUT端,当接收RF放大器工作在50%占空比时,BBOUT端的信号变化大约为10mV/dB,其峰峰值信号电平主685mV。而对于较低的占空比,其mV/dB,和峰峰值信号电平将按比例减少。BBOUT的输出信号可通过串联电容器耦合到CMPIN输入端和外接的数据恢复处理器(DSP等)当接收器设置为低功耗模式时,BBOUT端的输出阻抗为高阻
20、状态。把CMPIN端的输入信号加到两个数据限制器可以将来自BBOUT的模拟信号变成数据流数据限制器DS1是一个电容耦合可调阈值的比较器,该比较器的限制电平为0-90mV可由RFEF和THLD1端之间的电阻进行设置,在阈值为零时,其灵敏度最好。数据限制器DS2的限制触发点可用RREF和THLD2之间的电阻将其设置在0-120mV之间。通常设置为60mV。一般情况下,DS1和DS2可通过与门在RXDATA端输出数字信号。峰值检波器的输出可通过AGC比较器提供一个复位信号到AGC控制电路,同时利用AGC近年电路可以保证接收器的动态工作范围。接收器的放大器时序操作主要由脉冲发生器和RF放大器来进行偏置
21、控制。运行中,则由PRATE和PWIETH端的外接电阻和来自偏置控制电路的低功耗挖掘信号从TXMOD端输入,经调制后再由射频发射器量进行放大,最后经SAW滤波后输出。收发器电路有4个工作模式:接收,ASK发射,OOK发射,低功耗(睡眠)。模式控制由CNTRL0和CNTRL1完成。设置CNTRL1为“高电平”CNTRL0为“高电平”,芯片工作在接收模式,设置CNTRL1为 “低电平”CNTRL0为“低电平”,芯片荼在ASK发射模式;设置CNTRL1为“低电平”,CNTRL0为 “高电平”,芯片工作在OOK发射模式,设置CNTRL1和CNTRL0都为 “低电平”,芯片工作低功耗(睡眠)模式。接收器
22、的核心是时序放大接收部分。时序放大部分在不需要任何屏蔽或去耦装置的情况下能为RF和检波器提供100dB以上的稳定增益,稳定性的获得增益形成对比。下图为一个连续放大接收芯片的框图和时序图。其中RF放大器RFA1和RFA2的偏置是由一具脉冲波发生器控制的,这两个放大器是由一根SAW延迟线连接的,这根延迟线有0.5uS的延时时间。 TR3001接收芯片的框图和时序图 一个来自RF的信号弹首先经带SAW 滤波器,然后进入RFA1。脉冲波发生器使RFA1工作在0.5uS,而后放大器信号通过延迟线从RFA1进入RFA2输入端,此时RFA1关闭,RFA2工作。RFA2的开户时间通常为RFA1的1.1倍,这想
23、当于通过展宽从RFA1来的脉冲信号来抵消由于SAW延迟线滤波带来的影响。SAW滤波器消除了芯片通带以外的边带采样响应,并且同延迟线一起工作,从而给芯片以非常高的抑制。在连续放大接收器中,RF放大器几乎能不停地开关,允许快速地在低功耗和唤醒间转换,而且两个RF放大器能在工作进断开以去除芯片的噪声从而使平均电流损耗更低。RFA1接通时间的平均量(约50%)。由于本身是一个采样接收器,在RFA1两次接通之间应该至少对最的RF数据脉冲采样10次。另外检测数据脉冲时应加入边缘抖动。RF接收信号经SAW滤波器到达放大器RFA1。RFA1包括和启动检测(AGC设置)增益选择(在增益35db-5db)之间转换
24、)。AGC设置是AGC控制电路的输入信号,而增益选择则是AGC控制输出信号。RFA1(和RFA2)的接通/断开控制是由RF放大器偏置电路和脉冲发生器产生的。RFA1的输出驱动SAW延迟线。第二级放大器RFA2在未饱和时增益为51dB。RF 接收信号经放大器RFA2到达一阈值增益为19dB的全波检波器的输出端来将整个检波器低电平信号的平方律相应转换成高电平的对数响应,这种结合有极好的阈值灵敏度和给检波器大于70DB动范围。在这种结合方式中,如果RFA1的AGC有30dB的增益,接收芯片将得到超过100dB的动态范围。检波器输出驱动回转滤波器,滤波器能用极好的群时延平直度和最小脉冲阻尼振荡提供一个
25、三级0.05度等级低通响应。一个外接电阻能将3dB带宽滤波器的带宽设置在4.5KHZ-1.8MHZ。滤波器的输出信号由基带放大器放大后到BBOUT端。当RF放大器工作占空比为50%时,BBOUT信号变化约为10MV/dB,峰值达到685mV。在较低的占空比,信号变化低利率和峰值是按比例减少的,被检测信号加在一个能随电源电压,温度等参量改变的1.1V电平上。BBOUT的输出信号通过一个串联电容与CMPIN端或外接的数据处理器相耦合,电容的值决定于数据速率和数据运行周期等因素。当一个外接数据处理器用于AGC时,BBOUT必须通过一串联电容与CMPIN端或者说外接的数据处理器相耦合,AGC的复位功能
26、是由CMPIN 信号驱动的。当在低功耗模式,BBOUT的输出阻抗会非常高。这项特征可以保护耦合电容因最小化数据限制器稳定时间而带来的损耗。天线这个外部RF部件对于发射器是必要的,天线与发射器要求匹,天线阻抗范围为3572外接一个串联匹配线圈和一个并联的ESD保护线圈,能对RFIO进行很好的匹配。CMPIN端的输入信号驱动两个数据限幅器,数据限幅器选择由系统工作参数决定。数据限幅器DS1是一个电容耦合,阈值可调的比较器,在低信噪比时提供最好的性能,比较器的限制电平从0-90mV由在RFEF和THLD端之间的电阻设置。无信号时,阈值可用调节接收芯片的灵敏度和输出噪声密度的方法来获得。阈值越低,灵敏
27、度越记。信号为0时,噪声仍是连续输出的。要求被RXDATA驱动的电路能够处理连续的噪声(和信号)。如果RXDATA驱动一个为节能暂时无数据而必须睡眠的电路,或者一个有必要使多任务处理器错误中断减到最小的电路,会有问题。噪声随着上升的阈值电平而受到影响。阈值上升,带宽必然增加。一旦信号电平升高使数据限幅器DS2工作时,便能克服这种情况。峰值检波器能迅速改变每个数据脉冲的峰值,并且能使其以1:1000的速率衰减。DS2 的触发点由在RREF和THLD2之间的电阻设置在0-120mV,通常设置为60mV,当RFA1和RFA2都工作在50%的占空比时等效于低于峰值6dB。低于峰值6dB的限制点用数据脉
28、冲宽度变化减小了信号幅度,DS2还允许使用更低的3dB带宽滤波器来提高灵敏度。DS2在以尖脉冲。最小化信号带宽的ASK调制时应用最好。但是,DS2被大噪声脉冲暂时“置盲”,这可能导致突发的数据错误。值得一提的是,DS2工作时DS1也被激活,DS1和DS2的输出端是通过与门在RXDATA端连在一起。THLD2悬空时DS2是失效的,DS1阈值非0时则需要AGC正常工作。AGC控制电路,峰值检波器的输出同时也通过AGC比较器为AGC控制电路提供一个AGC复位信号,AGC的作用是扩展芯片的动态工作范围。RFA1输出级的饱和启动检测后产生AGC控制电路的AGC置位信号,AGC控制电路为RFA1选择5dB
29、的增益,当峰值检波器输出下降到DS1的阈值电压时,AGC比较器将产生一个复位信号。信号在低通滤波器传递,峰值检波器放电所耗的时间段是为了避免AGC发生“颤动”,AGCCAP端接入一只电容。AGC电容允许抑制时间比峰值滤波器衰减时间设置得更长以防止接收的数据全为“0”时引起的颤动。值得一提的是,AGC工作时需要峰值检波器工作,即使DS2未工作。将AGCCAP端接至VCC 端可使AGC中止工作。AGCCAP与地之间用一只150K电阻代替电容AGC将锁定在接通状态。在脉冲发生器和RF放大器偏置电路中,接收芯片的放大器时序操作是由脉冲发生器和RF放大器偏置电路控制,在运行中由PRATE和PWIDTH输
30、入端和来自偏置控制电路的待机控制信号控制。在低数据速率模式,一个RFA1接通脉冲下降到下一个RFA1接通脉冲上升沿的时间TPRL是由一个位于PRATE端和地之间的电阻设置的,这个时间能够在0.15S之间进行调节。在高数据速率模式,实际上RF放大器工作时占空比为50%这样RFA1接通脉冲周期TPRC由PRATE外接电阻控制在0.11.1S的范围。在低数据速率模式,PWIDTH端通过一个接地电阻设置RFA1的接通脉冲TPW宽度（在低数据速率模式RFA2的接通脉冲宽度tPW2宽度设置为1.1tpw1）,接通脉冲宽度TPW1可以在0.551us之间调节,但是当PWIDTH端由一个1M电阻接至VCC端时
31、,RF放大器工作占空比为50%,有利于高数据速率工作,RF放大器由PRATE电阻控制。RFA1和RFA2通过调用睡眠模式控制信号关断。发射部分由一个调制缓冲放大器SAW延迟线（谐振器）构成。SAW滤波器抑制发射器和天线的谐振,在接收器使用的SAW器件在发射模式再次使用。发射器部分操作支持两种调制模式,即OOK和ASK模式。OOK模式时,“1”脉冲之间的信号将不被传输。ASK模式时，“1”脉冲代表发射的电平能量较高，“0”脉冲则代表发射的电平能量较低。OOK调制与第一代ASH技术兼容。同时能量损耗也很低。ASK调制则用于高高数据速率模式（数据脉冲宽度应小于30us），它减少了其它形式干扰的影响而
32、且允许发射尖脉冲来控制调制带宽。模式的选择由CNTRL0和CNTRL1模式控制端来完成。当其中的一种模式被选中时,接收机射频放大器就会关闭。在OOK模式时,如果TXMOD输入电压小于220mV,延迟线放大器TXA1和缓冲放大器TXA2就会停止工作,数据速率被延迟线的开关次数限制(谐振器周期的理想值为12us和6us)。在ASK模式,TXA1被连续偏置为接通状态,TXA2的输出由TXMOD输入电流调制,当调制驱动电路得到TXMOD的输出电流小于10uA时,ASK模式有最小输出功率。发射机射频放大器的输出功率是与TXMOD的输入电流成比例的,其中用一个串联电阻调节发射击队机输入功率的峰值,产生最大
33、饱和输出功率需要的300uA输入电流。收发机模式控制有4种:接收模式,ASK发射模式,OOK发射模式,低功耗(睡眠) 模式。模式控制是由调制和偏置控制电路控制，由CNTRL0和CNTRL1选择控制。TR3001模式控制表接收ASK发射OOK发射睡眠CNTRL01 010CNTRL11100在接收和低功耗模式时，驱动TXMOD的电阻必须小。在低功耗模式中PWIDTH电阻必须较小以使电流最小。CNTRL0和CNTRL1输入与CMOS兼容，输入必须维持在一个逻辑电平，不能悬空。另外，这些端口电压应随电源电压的接通而上升。SAW 声表面波元件主要作用原理是利用压电材料的压电特性，利用输入与输出换能器将
34、电波的输入讯号转换成机械能，经过处理后，再把机械能转换成电的讯号，以达到过滤不必要的讯号及杂讯，提升收讯品质的目标。 声表滤波器和声表谐振器被广泛应用在各种无线通讯系统、电视机、录放影机及全球卫星定位系统接收器上。主要功用在于把杂讯滤掉，比传统的 LC 滤波器安装更简单、体积更小。 SAW 声表面波元件的制作可分为晶圆清洗、镀金属膜、上光阻、显影、蚀刻、去光阻、切割、封装、上盖到印刷等相关步骤，具有可大量生产、损耗低及选择性高，适用于各型手机等特点。 AGC 电路的基本原理是随着输入信号幅度的变化产生一个相应变化的直流电压 (AGC 电压 ) ，利用这一电压去控制一种可变增益放大器的放大倍数
35、( 或者控制一种可变衰减电路的衰减量 ) ：当输入信号幅度较大时 AGC 电压控制可变增益放大器的放大倍数减小 ( 或者增大可变衰减电路衰减量 ) ，当输入信号幅度较小时 AGC 电压控制可变增益放大器的放大倍数增加 ( 或者减小可变衰减电路衰减量 ) 。显然，这种自动增益控制可以达到输出信号幅度基本稳定的目的。增益可调的运算放大器 ( 如 AD603) 常被用在 AGC 电路中，但是这一类器件不仅价格高，而且市面上难以买到。下图是使用普通元件设计出了一种成本低廉、性能优良、结构简单的 AGC 电路。原理见图 1 。图 1 中，输入信号经电阻 R1 、 R2 分压后送往运放 F1 的同相输入端
36、，二极管 VD 对运放 F1 的输出信号整流后，经过一个形滤波电路得到一个负向的 AGC 电压，这一电压经运放 F2 放大后送往场效应管 3DJ6 的栅极。 当输入信号的幅值较大时，相应地得到了较大的 AGC 电压，运放 F2 输出较大的负压至场效应管 3DJ6 的栅极，增大了场效应管 3DJ6 的源漏极间的电阻，从而减小了运放 F1 的放大倍数 。输入信号的幅度进一步加大时，场效应管 3DJ6 的源漏极间的电阻也会进一步加大，使运放 F1 的放大倍数进一步减小直至场效应管 3DJ6 的源漏极被完全夹断，这时运放 F1 失去放大能力成了电压跟随器。反之，当输入信号的幅值较小时， AGC 电压也
37、很小，运放 F2 输出也小，场效应管 3DJ6 的源漏极问的电阻很低，使运放 Fl 得到较大的放大倍数，从而在 F1 的输出端可以 得到幅值较大的信号。 F1 、 F2 采用了双运放电路 LF412 ，使用 6V 和 +6V 双电源工作，并采用了图 1 所示的元件参数搭建了电路。试验发现，当输入信号由 200mV 逐渐增加到2.2V 时，运放 F1 的输出信号都能基本稳定在 400mV 。 试验电路的工作非常可靠，频率覆盖了整个音频频率。本电路的另一个特点是：由于在本电路的主信号回路中没有使用电容，电路的输出信号就没有产生相位的移动，这一特点对于某些基于相位的电子测量和电子控制装置来说，显得尤
38、其重要。如果需要在电路输出端得到较高幅值的信号，可以在运放 F1 的输出端增加 2 只电阻 R11 和 R12 ，见图 2 。调整电阻 R11 和 R12 的阻值，就能在 F1 的输出端得到不同幅值的输出信号。3.应用电路设计原理图及PCB图应用电路原件参数由下表得到。 ASK收发器电路原理图ASK收发器PCB图ASK收发器图OOK收发电路原理图OOK收发电路图OOK收发电路图4心得体会刚开始时心里完全没底，第一次课程设计不知道自己能做成什么样子。第一次选的nRF905芯片与同学冲突了。先找到了TR3001芯片的英文说明书，感到手足无措，没学专业英语，这些专业名词从么见过，说明书上的图表也看不
39、懂。后来有找到了其他的中文资料，又通过查字典，才大致弄懂了英文说明书的意思。最欣慰的是接到了黄智伟教授的黄智伟无线数字收发电路设计，在查阅资料时，少走了一些弯路。本次课程设计让我深刻的感受到，会查阅资料也是一种很重要并且需要不断锻炼的能力。在课程设计时，正值图书馆数字资源宣传周。在图书馆电子阅览室查阅资料时，才发现学校为我们提供了这么大的便利，几乎能搜到的学术论文、期刊都是不用花钱的；而且在阅览室能搜到的资料绝对比在自己电脑上全。这才发现以前有点孤陋寡闻了。同时，还发现自己目前掌握的知识还远远不够。本来自以为现代通信原理这门课程学的比其他课程要好，在做通信原理课程设计时发现这些知识居然几乎用不
40、上。在做通信原理实验时学到OOK/ASK都是振幅调制，学习了TR3001芯片后发现它们还是有差别的。单凭哪一课程的知识是很难做出什么东西出来的，一定要把所学课程融合起来，融会贯通，才能做出新的东西。本次课程实际还提醒我，学过的东西，要通过多用多练习来真正掌握，像protel 99 se软件，刚学，用起来还是不熟练。非常遗憾的是本次课程设计没做出实物。在汽车西站没买到TR3001芯片，在网上买的也不多，而且SM-20L封装的很贵，都要一两百，最大的问题是要好几天才能收到货，在弄清原理后离交作业只有一周了，对我来说时间有点不够，最后就没做实物了。打算以后买个二手芯片再做一个。5.参考资料1.黄智伟无线数字收发电路设计黄智伟主编电子工业出版社，20032.无线发送/接收IC芯片及其数据通信技术选编 1 .-李朝青主编 ，2003 2.高频电子线路.高吉祥、黄智伟等编著，2003 4.新特电子元器件应用手册.杨春燕主编，2004 24 / 24