TRF6900 是 TI 公司推出的单片射频收发器,内部集成了完整的发射电路和接收电路,因而特别适合 ISM 频段内数据的双向无线传输。文中介绍了 TRF6900 的结构、原理、特性及应用电路。
TRF6900 是 Texas Instrμments 公司推出的单片射频收发器芯片,其内部集成了完整的发射电路和接收电路。它的工作频率范围为 850~950MHz,供电电压范围为 2.2~3.6V,射频输出功率高达+5bBm,而待机模式时的电流消耗仅在 0.5μA~5μA 之间,TRF-6900 采用高吞吐率 16-bit RISC 结构,其最快速率可达 8MIPS。另外,这种收发器还具有 FM/FSK 调制模式并采用三线制串行接口,因而可很方便地与微控制器相连接,可用于 ISM 频段内的数据双向无线传输。适应于计算机遥测遥控系统、手持式电池供电的操作系统仪器仪表设备及安全防范系统等方面。
基本结构和特性
TRF6900 采用 48 脚 PQFP 封装形式,各引脚功能如表 1 所列。TRF6900 主要由发射电路和接收电路两用人才部分组成。发射电路包含 RF 功率放大器、锁相环、压控振器、可编程的直接数字合成器和低功耗控制逻辑电路以及串行接口电路等。接收电路包括低噪声放大器、射频缓冲放大器、射频混频器、本机振荡缓冲放大器、第一级中频放大器、第二级中频放大器限幅、FM/FSK 解调器、低通滤波放大器/后检波放大器、数据限制器和接收信号强度指明示器等电路。

在发射电路中,TRF6900 利用 3 线单向串行总线(CLOCK、DATA、STRLBE)进行编程。芯片内微控制器中的 24 位移位寄存器中,若置 STRLBE 置为高电平,则编程信息将被装入所选的锁存器以完成 DDS 模式、调制器以及 PLL 等的设置。当发射的数据通过 TX DATA 端进入 DOS 后,可由 DOS 将数字信号通过 11 位数/模转换器正弦波形成器等电路转换成模拟信号。基准振荡器的输入频率 fref 为 15~`26MHz,可编程的 DOS 分配器比率为 0~4194303 bits,分辩率Δf=Nfref/224,FSK 调制器寄存比率为 0~1020bits,分辨率△f=Nfref/222。芯片中的时钟电路采用外接晶体振荡器(25.6~26MHz) 来产生电路所需的基准频率。其本机震荡采用锁相环(PLL)方式,它由频率合成器、外接无源回路滤波器和压控震荡器组成。压控震荡器的频率范围为 850~950MHz。RF 功率放大器的输出功率高达+5bBm。
在接收电路中,低噪音放大器具有 13bB 的增益和 3.0 bB 的噪音指数。接收电路有标准模式和递增益模式两种;为了在低 RF 输入电平时得到最大的灵敏度,通常应选择标准模式,而在高 RF 输入电平时则应选择低增益模式。混频采用常规的双重平衡式 Gilbert-Cell 混频器结构,其输出阻抗(MIX-OUT 端)为 330Ω,并且允许一个 330Ω的陶瓷滤直接连接到端点 MIX-OUT。第一级中频放大器具有大约 7Bb 的放大增益和 330Ω的输入输出阻抗,每天二级中频放大器和限幅器具有大约 80Bb 的放大增益和 330Ω的输入阻抗,其中频率范围为 10~21.4MHz 限幅器的输出连接到 FM/FSK 的调解器。当频率范围为 10MHz~21.4MHz 时,接收信号强度指示器的斜率应为 19Mv/dB。FM/FSK 解调电路则用于完成对 FM 或 FSK 信号的解调。其解调器输出带宽为 0.3MHz(IF=10.7MHz),探测范围为 300kHz。

TRF6900 射频收发器芯片典型应用电路如图 2 所示,图 3 所示是 TRF6900 工作在 902~928MHz 频段的实际应用电路。在图 2 所示的 TRF6900 与 MPS430 微控制器的连接示意图中,由于 TRF690 的输入信号线与 MPS430 的可编程数字 I/O 端相连,因此可在 MPS430 的控制下完成所指示的操作。而图 3 则给出了 TRF6900 工作在 902~928MHz 频段的实际应用电路及元器件参数。