433MHZ单片无线收发芯片

COPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356发射功率可以调整最大发射功率是+10dBm天线接口设计为差分天线以便于使用低成本的PCB天线nRF401还具有待机模式这样可以更省电和高效nRF401的工作电压范围可以从2.7-5VnRF401满足欧州电信工业标准ETSIEN300200-1V1.2.1主要技术指标参数数值单位频率频道1/频道2433.92/434.33MHZ调制方式FSK调制度15KHz最大输出发射功率@4003V10dBm灵敏度@400BR=20kbit/sBER10-3-105dBm最大速率20kbit/s工作电压2.7-5.25V接收电流250*uA发射电流@-10dBm输出8mA待机电流8uA表1.nRF401主要技术特性*PWR_UP管脚间歇供电占空比2%周期200ms定购信息型号特性版本nRF401-IC20pinSSOICnRF401-EVKITEvaluationkitwithnRF401IC1.0应用领域报警和安全系统自动测试系统家庭自动化控制遥控装置车辆安全系统工业控制无线通信电信终端功能描述真正的单片FSK收发芯片非常少的外围元件无需进行初始化和配置不需要对数据进行曼彻斯特编码最高速率20Kbps2个工作频道宽工作电压范围低功耗待机模式COPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356内部框图与外围元件管脚描述:管脚名称功能说明1XC1输入晶振输入2VDD电源电源+3-5V3VSS地电源地4FILT1输入环路滤波器5VCO1输入VCO电感6VCO2输入VCO电感7VSS地电源地8VDD电源电源+3-5V9DIN输入数据输入10DOUT输出数据输出11RF_PWR输入发射功率设置12CS输入频道选择CS=0—433.92MHz(Channel#1)CS=1—434.33MHz(Channel#2)13VDD电源电源+3-5V14VSS地电源地15ANT2输入/输出天线终端16ANT1输入/输出天线终端17VSS地电源地18PWR_UP输入节电控制PWR_UP=1--Powerup(Operatingmode)PWR_UP=0—Powerdown(Standbynode)19TXEN输入发射/接收控制TXEN=1—TransmitmodeTXEN=0—Receivemode20XC2输出晶振输出COPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356电气特性:测试条件:VDD=+3VDC,VSS=0V,TA=-25to+85符号参数最小典型最大单位VDDSupplyvoltage2.735[e-mail]@400load10DBmVIHLogic“1”inputvoltage0.7.VDDVDDVVILLogic“0”inputvoltage00.3.VDDVVOHLogic“1”outputvoltage(Ioh=-1.0mA)0.7.VDDVDDVVOLLogic“0”outputvoltage(IOL=1.0Ma)00.3.VDDVIHLogic“1”inputcurrent(VI=VDD)+20uAILLogic“0”inputcurren(VI=VSS)-20uAf1Channel#1frequency433.92MHzf2Channel#2frequency434.33MHzDynamicrange90dBModulationtypeFSKfFrequencydeviation15kHzfIFIFfrequency400kHzBWIFIFbandwidth6585kHzFXTALCrystalfrequency4.0MHzCrystalfrequencystabilityrequirement1)[e-mail]=20kbit/s,BER10-3-105dBmBitrate020kbit/sZIRecommendedantennaportdifferentialimpedance400SpuriousemissionCompliantwithEN300-220-1V1.2.12)COPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356→RXtTR3msRX→TXtRT1msStd.by→TXtST2msStd.by→RXtSR3ms连续工作VDD=0→TXtVT4msVDD=0→RXtVR5ms上电COPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356↔RX的切换当从RX→TX模式时数据输入脚DIN必须保持为高至少1ms才能发送数据时序如图4a所示当从TX→RX模式时数据输出脚DOUT要至少3ms以后有数据输出如图4b所示图4nRF401TX↔RX的切换时序图Standby→RX的切换从待机模式到接收模式当PWR_UP输入设成1时经过tSR时间后DOUT脚输出数据才有效请看表5对nRF401来说tST最长的时间是3ms如图5a所示Standby→TX的切换从待机模式到发射模式所需稳定的最大时间是tST请看表5图5nRF401Standby→TXStandby→RX的切换时序图PowerUp→TX的切换从加电到发射模式过程中为了避免开机时产生干扰和辐射在上电过程中TXEN的输入脚必须保持为低以便于频率合成器进入稳定工作状态当由上电进入发射模式时TXEN必须保持1ms以后才可以往DIN发送数据见图6aPowerUp→RX的切换从上电到接收模式过程中芯片将不会接收数据DOUT也不会有有效数据输出直到电压稳定达到2.7V以上并且至少保持5ms如果采用外部振荡器这个时间可以缩短到3ms见图6bCOPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356://表6180nH电感的型号厂商RF输出功率:调整RF偏压电阻R3可以调节输出发射功率最大发射功率可以调整到+10dBm图8表示的发射功率和电阻值的关系图9表示发射功率与电流的关系图8发射功率与偏压电阻的曲线COPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356=820pFC4=15nFR2=4.7K如图12所示VCO电感:芯片的VCO电路需要外接一个VCO电感这个电感是非常关键的需要一个高质量的Q值45@433MHZ精度2%合适的电感型号如下表所示请看后面关于PCB的布局和电感的放置位置的说明厂商网址型号Pulseeng://://=4.0000MHz晶振并联谐振频率Co≦5pF晶振等效电容ESR≦150ohm晶振串联等效电阻CL≦14pF等效负载电容包括PCB上分布电容在图10中实际的负载电容CL:212'21'1,'2'1'2'1PCBPCBCCandCCCWhereCCCCCCL+=+=+•=C1C2是应用原理图中所示的0603的贴片电容Cpcb1和Cpcb2是PCB上的分布电容与单片机共用一个晶振图11表示了nRF401与单片机共用一个晶体的连接方式需要注意的是从单片机引入的晶体走线不能离数据线或者控制线太近COPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356=1时选择发射模式TXEN=0时选择接收模式频道选择CS选择工作频道CS=0时选择1频道f1=433.92MHzCS=1时选择2频道f2=434.33Mhz输入电平工作模式TXENCSPWR_UP频道模式0011RX0112RX1011TX1112TXXX0--待机表8工作模式真值表Din和DoutDin是数据发送脚连到该脚的电平必须是CMOS电平最高速率是20K无需进行数据编码DIN=1→f=f0+fCOPYRIGHT©2001ALLRIGHTSRESERVED迅通科技TEL:(0451)63493636332356=“0”→f=f0-fDOUT是解调输出脚标准的CMOS电平输出f0+f→DOUT=“1”f0-f→DOUT=“0”节能控制:PWRUP选择工作模式和待机模式PWRUP=1选择正常工作模式PWRUP=0选择待机模式发送和接收频率问题:为了获得最好的RF性能发射和接收频率误差不能超过70ppm30KHz这就要求晶体