BT1074B單片900MHz RF收發(fā)器

出處：wfsywyc 發(fā)布于：2008-05-10 00:00:00 | 2655 次閱讀

將RF收發(fā)器前端完全集成到一個(gè)芯片內(nèi)；
內(nèi)部包含2個(gè)本機(jī)振蕩器（VCO）；
具有I/Q輸入接口；
在2.7棗3.3V內(nèi)單電源供電；
采用低能耗的BiCMOS技術(shù)；
內(nèi)部包含RF功放；
電源可在-2dBm棗+14dBm范圍內(nèi)選擇；
工作環(huán)境溫度為-40^。C棗+85^。C（工業(yè)級）。

產(chǎn)品應(yīng)用示例：

900 MHz數(shù)字電話；

無線通訊產(chǎn)品；

CT-2無繩電話；
902-928MHz ISM波段的各種應(yīng)用。

產(chǎn)品描述：

BT1704B是使用BiCMOS技術(shù)的單片集成RF收發(fā)器。其RF輸入/輸出的信號范圍為890兆赫到940兆赫，該頻段對于數(shù)字無繩電話而言是最為合適的。除了有輸入I/Q接口外，該芯片還包含組成RF-IF收發(fā)器的所有所需器件。包括2個(gè)本機(jī)振蕩器，1個(gè)低噪放大器（其全部噪聲指數(shù)都小于3.5dB，而不受溫度和電源電壓變化的影響），2個(gè)高線性下變頻混合器，1個(gè)IF放大器，1個(gè)上變頻混合器和1個(gè)內(nèi)部功放（-2dBm棗+14dBm）。BT1074B可在2.7棗3.3V供電電壓范圍內(nèi)正常操作。

參數(shù)	最小值	典型值	值	單位
電源電壓	2.7	3	3.3	V
旁路電流	3	5	7	μA
頻率		902		MHz
接收器部分
增益值（帶可選IF放大器）	18	35	50	dB
噪聲指數(shù)		3.5		dB
輸入IP3		-13		dB
流耗（無RF VCO）		80		mA
LNA：增益值	14	17	20	dB
輸入IP3		-11		dBm
輸入1分貝壓縮點(diǎn)		-21		dBm
噪聲指數(shù)	1.5	2.9	4.7	dB
S11	-10	-14	-17	dB
輸入阻抗		50		ohm
RF下變混合器：增益值	4	9	10	dB
參數(shù)	最小值	典型值	值	單位
輸入IP3		5		dBm
輸入1分貝壓縮點(diǎn)		-5		dBm
噪聲指數(shù)		11		dB
輸入阻抗		700		ohm
IF下變混合器：增益值	4	9	10	dB
及IF放大器輸入IP3		5		dBm
輸入1分貝壓縮點(diǎn)		-5		dBm
噪聲指數(shù)		11		dB
輸入阻抗		700		ohm
輸出阻抗		330		ohm
發(fā)送器部分：
增益值		16		dB
流耗（無RF和IF VCO）			150	mA
I/Q調(diào)整濾波器：輸入阻抗		>20		Kohm
I/Q輸入頻率		<1		MHz
I/Q輸入震蕩幅度		0.5		Vp-p
I/Q輸入直流電平		VDD/2		V
M-REF直流電平		VDD/2		V
RF上變混合器：變化增益值（內(nèi)部）		0		dB
輸入IP3		-10		dBm
輸入1分貝壓縮點(diǎn)		-20		dBm
功放：輸出高能模式		+14	+16	dBm
（50歐姆負(fù)載）輸出低能模式		-2		dBm
電壓增益值		25		dB
輸出阻抗		50		ohm
輸出1分貝壓縮點(diǎn)		+13		dBm
輸出亂真抑制		-40	-30	dBm
RF VCO部分
頻率范圍	750	775	800	MHz
閉環(huán) VCO相噪@100KHz		-100		dBc/Hz
VCO相噪@1MHz		-120		dBc/Hz
IF VCO部分
頻率范圍		280		MHz
閉環(huán) VCO相噪@100KHz		-90		dBc/Hz
VCO相噪@1MHz		-110		dBc/Hz

表1 性能規(guī)范

供電電壓	7	V
電源控制電壓	VDD+0.5	V
存儲溫度	+150	攝氏度

表2 率

管腳	參數(shù)	I/O	描述
電源及地線
3	GNDLNA	/	LNA地線
61/62	GND-DMX	/	下變頻器地線
56	GND-IF	/	RX差分-單緩存地線
34	GND-IFCOIN	/	IF VCO一階地線
22/23	GND-UPC	/	TX上變頻器地線
13/15/18	GND-PRE	/	預(yù)放大地線
7/9/11	GND-PA	/	功放地線
27	GND-TXIF	/	發(fā)送器地線
5/1	GNDLNA1P/1N	/	RX LNA差分首階地線
39	GNDIF-VCO	/	IF VCO地線
42	GNDRF-VCO	/	RF VCO地線
44	GNDRFVCOIN	/	RF VCO輸入階地線
53	GNDRX-BUF	/	接收器IF緩存地線
63/64	VDDLNA	/	LNA電源
60	VDD-DMX	/	下變頻器電源
59	VDD-IF	/	RX差分-單緩存電源
32	VDD-IFCOIN	/	IF VCO首階電源
21	VDD-UPC	/	TX上變頻器電源
6	VDDPA-GR		保護(hù)環(huán)電源
19/20	VDD-PRE	/	前置放大電源
31	VDD-TXIF	/	發(fā)送器電源
40	VDDIF-VCO	/	IF VCO電源
41	VDDRF-VCO	/	RF VCO電源
47	VDDRFVCOIN	/	RF VCO輸入階電源
50	VDDRX-BUF	/	接收器IF緩存電源
本機(jī)振蕩器
38/37	IF-VCO-OUTP/N	O	IF VCO差分輸出
36	IFCAPIN	I	IF VCO反饋電容輸入
35	IF-VCO-CTRL	I	IF VCO控制輸入
43	RF-VCO-OUT	O	RF VCO輸出
45	RF-VCO-CTRL	I	RF VCO控制輸入
46	RFVCOCAPIN	I	RF VCO反饋電容輸入
發(fā)送器
10/8	RF-OUTP/N	O	功放輸出
24	TX-P-CNT	I	發(fā)送輸出功率控制（Hi：低功率模式； Low：高功率模式）
12/14	REXT2/1	I	功放偏置
17/16	LEXTP/N	O	外部電感輸出
28	TXI	I	到發(fā)送器的基帶正交輸出
29	M-REF	I	I/Q輸入的直流參考
30	TXQ	I	到發(fā)送器的基帶同相輸入
接收器
4/2	RF-INP/N	I	到接收器的RF差分輸入
55	VCO2-IN	I	第二混合器輸入
54	MIXERINP	I	到第二混合器的RF輸入
52/51	MIXOUTP/N	O	到第二下變頻混合器的差分輸出
58/57	RMX-OUTP/N	O	到下變頻混合器的差分輸出
掉電
25	PA-EN	I	功放的掉電控制
26	TX-EN	I	發(fā)送器的掉電控制
49	RX-EN	I	接收器的掉電控制
48	RF-VCO-EN	I	RF VCO掉電控制
33	IF-VCO-EN	I	IF VCO掉電控制

表3 管腳定義

管腳詳細(xì)描述：
接收器部分：

RF-INP/N（管腳4/2）

RF差分輸入管腳。這2個(gè)是LNA的差分輸入管腳，需要連接一個(gè)10皮法的交流耦合電容。RF差分輸入信號是由外部的分相電路和匹配電路所產(chǎn)生的（見應(yīng)用電路圖）。為了得到優(yōu)化的性能，外部分相電路的器件lead length和到LNA輸入管腳的PCB軌跡應(yīng)該是最小的。另外，地平面必須環(huán)繞分相電路以防止其他電路耦合來的噪聲。其頻率范圍為800-1000兆赫。

RMX-OUTP/N（管腳58/57）

一階IF差分輸出管腳。是內(nèi)部IF緩存的差分輸出；與外部IF組合器電路（見應(yīng)用電路圖）一起，該差分輸出信號即成為單端輸出，驅(qū)動(dòng)一個(gè)150兆赫的BPF SAW濾波器。這些內(nèi)部IF緩存都是開漏輸出信號，通過外部組合器電路驅(qū)動(dòng)一個(gè)700歐姆輸入阻抗的帶通濾波器（BPF）。

MIXERINP（管腳54）

二級IF放大輸入管腳。將一個(gè)150兆赫的BPF SAW濾波器的輸出連接到該管腳作為二級下變頻。此處無須交流耦合。

MIXOUTP/N（管腳52/51）

二階IF差分輸出管腳。是IF放大器的二階差分輸出。將MIXEROUTP用一個(gè)電阻與地連接，即可控制IF放大器的增益值。如電阻為470歐姆，其增益值為0dB。放大器的其他輸出（如MIXOUTN），通過0.1微法的交流耦合電容，供給10.7兆赫的帶通濾波器使用。

VCO2-IN（管腳55）

外部時(shí)鐘輸入管腳。連接一個(gè)139.3兆赫的時(shí)鐘，將一階IF從150兆赫向下變頻為10.7兆赫。此處無須交流耦合。

VDDLNA（管腳63/64）

LNA電源管腳。該管腳可為LNA和二級提供電源，由于LNA的輸入信號電平是高頻小幅的，所以VDDLNA管腳必須非常靠近該芯片以去耦（例如在0.25英寸內(nèi)）。

GNDLNA1P/N；GNDLNA（管腳5/1/3）

LNA地線。GNDLNA1P/N管腳為LNA的地線，GNDLNA為LNA二級的地線。GNDLNA1P/N管腳在內(nèi)部是分開的。為了得到穩(wěn)定和優(yōu)化的性能，GNDLNA1P/N管腳必須物理性接地。

VDD-DMX（管腳60）

下變頻器電源管腳。該管腳為下變頻混合器提供電源。

GND-DMX（管腳61/62）

下變頻器地線。該管腳為下變頻混合器的地線，建議使用下端地平面來接地。

VDD-IF；VDDRX-BUF（管腳59/50）

IF緩存和二級下變頻混合器的電源管腳。這2個(gè)電源都需要0.1微法的旁路電容接地。

GND-IF；GNDRX-BUF（管腳56/53）

IF緩存和二級下變頻混合器的地線。GND-IF是內(nèi)部IF緩存的地線，GNDRX-BUF是二級下變頻混合器和IF放大器的地線。

發(fā)送器部分：

RF-OUTP/N（管腳8/10）

功放輸出管腳。該管腳為功放的差分輸出，需要配置組合電路（見應(yīng)用電路圖）。組合器可將差分信號轉(zhuǎn)變?yōu)閱味诵盘枺瑫r(shí)提供50歐姆的匹配阻抗。由于其為開集輸出信號，所以需要有到VDD的直流偏壓，在組合器后端，還需要有交流耦合。

LEXP/N（管腳17/16）

前置放大器輸出管腳。該管腳為前置放大器的差分輸出，為開集信號。通過2個(gè)連接到VDD的電感可以調(diào)節(jié)前置放大器到所需頻段。應(yīng)用電路圖中的建議值為900MHz。由于該信號同時(shí)還作為功放的輸入，所連接的電感必須靠近該管腳，且與功放的輸出隔離以避免該管腳出現(xiàn)輸出反饋，這種輸出反饋會(huì)影響到功放的穩(wěn)定性。

REXT1/2（管腳14/12）

前置放大器/功放的偏壓/增益調(diào)節(jié)管腳。REXT1是用于前置放大器的偏壓電阻；REXT2是用于功放的偏壓電阻。對于14dBm的電源輸出，建議REXT1采用330歐姆，而REXT2用4.7K歐姆的電阻。如果提高REXT1的阻值或降低REXT2的阻值，就會(huì)降低電源輸出，反之亦然。

TXQ，M-REF，TXI（管腳28/29/30）

基帶數(shù)據(jù)輸入管腳。該管腳是從DSP或μP傳來的數(shù)據(jù)信號的輸入接口。TXI和TXQ分別是同相和正交的信號，M-REF是從DSP或μP傳來的直流信號。以上幾個(gè)管腳都需要有VDD/2的直流電平，對TXI和TXQ還需要500mVp-p的電壓擺動(dòng)，應(yīng)用電路圖中所示的是將1Vp-p的I/Q信號和6dB的電壓衰減，及到M-REF管腳的直流參考相對接。

VDDPA-GR（管腳6）

功放保護(hù)環(huán)的供電管腳。該管腳僅用于功放的輸出，在與其他電源共享之前，必須在該管腳去耦。

VDD-PRE（管腳19/20）

前置放大器電源。如可能，需要在該管腳和地平面之間正確去耦。

VDD-UPC（管腳21）

RF上變頻混合器電源。如可能，需要在該管腳和地平面之間正確去耦。

VDD-TXIF（管腳31）

輸入緩存和IF上變頻混合器電源。除了通常的高頻去耦外，還必須對低頻去耦，其上限為10兆赫。

GND-PA，GND-PRE，GND-UPC，GND-TXIF

（管腳7/9/11，13/15/18，22/23，27）
上述管腳是用于功放，前置放大器，RF上變頻混合器，輸入緩存和IF上變頻混合器的地線。

RF VCO：

RF-VCO-CTRL（管腳45）

RF VCO輸入控制管腳。須在外部連接諧振電路（見應(yīng)用電路圖），該諧振電路可產(chǎn)生用于RF VCO的全部振蕩器頻率，因此必須通過優(yōu)化來避免其他器件引起的干擾。該管腳和外部的PLL（鎖相環(huán)路）組成了RF-PLL回路，可產(chǎn)生用于RF VCO的固定振蕩器頻率。

RF-VCO-OUT（管腳43）

RF VCO輸出管腳。該管腳與外部PLL相連組成RF-PLL回路，PLL基于檢測到的RF-VCO-OUT信號將直流電壓加于輸入諧振電路。這個(gè)直流電壓可生成變抗器所需的負(fù)偏壓，為諧振電路網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生必要的電容。

VDDRFVCOIN，GNDRFVCOIN（管腳47/44）

RF VCO輸入級電源和地線。為得到優(yōu)化的性能，VDDRFVCOIN須通過一個(gè)低感高頻耦合電容來繞到GNDRFVCOIN。RF VCO的輸入級在產(chǎn)生RF VCO所需的全部頻率時(shí)是至關(guān)重要的，因而將這些電源管腳隔離將增強(qiáng)RF VCO的總性能。

VDDRF-VCO，GNDRF-VCO（管腳41/42）

RF VCO電源和地線。該管腳為RF VCO的其他級提供了電源。

RFVCOCAPIN（管腳46）

RF VCO反饋電容輸入。該管腳為RF VCO提供了片外容性反饋回路。

IF VCO：

IF-VCO-CTRL（管腳35）

IF VCO輸入管腳。該管腳與外部諧振電路相連，頻率調(diào)至560MHz。

IF-VCO-OUTP/N（管腳38/37）

IF VCO差分輸出管腳。該管腳為開集輸出信號，必須通過50歐姆電阻連接到外部電源。該VCO的振蕩頻率可通過將其中任意一個(gè)差分輸出管腳連接到PLL上來進(jìn)行控制（見應(yīng)用電路圖）。

VDD-IFVCOIN（管腳32）

VCO輸入電源管腳。IF VCO有2個(gè)電源，分別是VDD-IFVCOIN和VDDIF-VCO。前者為VCO的電源。建議在該管腳和地線之間連接一個(gè)至少100皮法的大電容以濾出噪聲。

VDDIF-VCO（管腳40）

VCO緩存電源管腳。為內(nèi)部VCO緩存電路供電。

GND-IFVCOIN（管腳34）

VCO輸入地線管腳。為VCO地線。

GNDIF-VCO（管腳39）

VCO地線。為內(nèi)部VCO電路的地線。

IFCAPIN（管腳36）

VCO反饋電容輸入管腳。為VCO振蕩器提供了片外容性反饋回路。

省電/掉電部分：（下列各管腳都是CMOS數(shù)字接口）

TX-P-CNT（管腳24）

發(fā)送輸出功率控制管腳。該管腳將功放控制為2個(gè)級別，HIGH信號將功放置為低功率模式（輸出功率為-2dB），而LOW信號則將功放置為高功率模式（輸出功率為+14dB）。這些功率級別基于REXT1和REXT2的阻值。

PA-EN（管腳25）

發(fā)送器功放掉電控制管腳。該管腳可控制功放和前置放大器，其HIGH信號可將上述放大器開通，其LOW信號則將他們關(guān)斷。

TX-EN（管腳26）

發(fā)送器掉電控制管腳。該管腳控制了除功放和前置放大器以外的整個(gè)發(fā)送器的掉電功能。其HIGH信號可將電路開通，其LOW信號則將其關(guān)斷。

IF-VCO-EN（管腳33）

IF VCO掉電控制管腳。該管腳控制了發(fā)送過程中發(fā)送器部分所用IF VCO的掉電功能。其HIGH信號可將電路關(guān)斷，其LOW信號則將其開通。

RF-VCO-EN（管腳48）

RF VCO掉電控制管腳。該管腳控制發(fā)送器和接收器所用RF VCO的掉電功能。其HIGH信號可將電路關(guān)斷，其LOW信號則將其開通。

RX-EN（管腳49）

接收器掉電控制管腳。該管腳控制了整個(gè)接收器的掉電功能。其HIGH信號可將電路開通，其LOW信號則將其關(guān)斷。
推薦的TDD模式和省電模式使用了下列控制管腳：

管腳定義	通訊模式		省電模式*
管腳定義	TX	RX	省電模式*
TX-EN	HI	LO	LO
PA-EN	HI	LO	LO
RX-EN	LO	HI	LO
RF-VCO-EN	LO	LO	HI
IF-VCO-EN	LO	LO	HI
TX-P-CNT	LO	LO	HI

* 為最小能耗的控制電平。

應(yīng)用信息：

BT1074B是一個(gè)完整的RF收發(fā)器，它將接收器，發(fā)送器和本機(jī)振蕩器的功能集中到一個(gè)芯片內(nèi)。由于可在TDD模式下進(jìn)行操作，該芯片可以用于CT-2和數(shù)字無繩電話，以及ISM波段等應(yīng)用。

其內(nèi)部的發(fā)送器可以從系統(tǒng)接口接受I/Q輸入，系統(tǒng)接口還可向M-REF管腳提供交流參考電平。片載的RF濾波器在信號到達(dá)內(nèi)部功放之前就可將寄生信號祛除。RF輸出的是差分信號，所以需要一個(gè)功率組合網(wǎng)絡(luò)和輸出負(fù)載來將其轉(zhuǎn)變?yōu)閱味诵盘柦涌?。通過對功率控制管腳的高/低電平選擇，可決定其發(fā)送功率模式，使輸出功率在-2dB到+14dB的范圍內(nèi)選擇。通過在REXT1和REXT2管腳外接的電阻阻值也可來設(shè)定功率水平。

接收器部分，在LNA輸出管腳和下變頻混合器輸入管腳之間的片載帶通濾波器（BPF）可用來優(yōu)化噪聲性能。的IF輸出為150兆赫的差分信號，也需要功率組合器來優(yōu)化性能。二級混合器將以及IF信號由150兆赫向下變頻為10.7兆赫，這是通過外部的139.3兆赫晶振時(shí)鐘輸入來輔助完成的。而可調(diào)節(jié)增益值的IF放大器可提供額外增益，其值為10dB。

在該芯片內(nèi)的RF本機(jī)振蕩器和發(fā)送IF振蕩器可非常方便的提供相應(yīng)信號，用來與外部的雙PLL頻率同步器一同工作。RF/IF本機(jī)振蕩器都需要使用外部調(diào)節(jié)元件（見應(yīng)用電路圖）。

接收器，發(fā)送器和2個(gè)本機(jī)振蕩器都可以通過芯片上的掉電控制管腳的設(shè)置工作在睡眠模式下，其開通或關(guān)斷可通過單片機(jī)來控制完成。例如，在接收模式下，單片機(jī)會(huì)把接收器以及RF/IF VCO開通，并關(guān)斷發(fā)送功能；而在發(fā)送模式下，單片機(jī)會(huì)把發(fā)送器以及RF/IF VCO開通，并關(guān)斷接收功能。如果需要，PA-EN管腳將被用來緩慢的向上或向下調(diào)節(jié)功放的輸出電平，只須在該管腳加載一個(gè)外部產(chǎn)生的線性坡面電壓即可。

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