摘    要：本文采用声表面波谐振器,提高了无线接收芯片RX3310A本振的频率稳定性,有效地改善了其无线接收性能。
关键词：RX3310A;ASK;声表面波谐振器

RX3310A的工作原理
RX3310A天线接收到的射频信号经过LC谐振选频后耦合到射频放大器进行放大。由外接在OSC1和OSC2器件谐振选频产生的本振信号从RX3310A内部输入到混频器,与耦合到混频器输入端MIXIN的、经过放大后的射频信号进行混频,混频后输出两个信号：1+2和1-2,信号经中频放大器输入到中频滤波器。中频放大器可提高混频输出信号增益,有助于减小内置限幅放大器噪声对接收电路总体噪声的影响。两个混频输出信号频率相差很大,很容易被中频滤波器分离开来,被提取出的中频信号1-2从FO端输出后,从LIN端输入到内部的限幅器。
比较器正向和反向输入端分别接容值相差较大的电容,与比较器一起构成ASK信号解调电路。如当比较器反向端接地电容相对较大时,可得到输入的ASK载波调制信号的电压平均值。而正向端接地电容较小,电压值随ASK调制信号的幅度而变化,这样通过比较器可实现ASK解调。解调后的数据为集电极开路输出,需外接上拉电阻驱动其它应用电路。

图1  RX3310A常规应用电路

图2  改进后的RX3310A接收电路
常规电路及其改进
图1给出了RX3310A的常规应用电路,其中各元器件取值可参考Himark公司RX3310A的数据手册。在图1中,L3和C13构成并联谐振选频网络,选择天线接收到的ASK载波调制信号送到射频放大器。L1和C3构成RX3310A本振LC反溃电路(C1和C2为温度补偿电容,可以不接)。虽然采用LC本振稳频的接收灵敏度可达-104dBm,但本振信号频率的稳定度较差, 一致性不好, 即使高品质微调电容, 温度变化及震动也很容易引起频点的偏移,明显地降低其无线接收性能。
为了改善本振频率的稳定度,提高无线接收性能,本文采用声表面波(SAW)谐振器构成本振反馈电路。SAW是一种低阻值、小尺寸、石英制成的谐振器件,它的Q 值达2500以上, 远远高于LC谐振回路的Q 值,将SAW谐振器用于振荡电路,产生的信号频率稳定度会有很大提高。而且SAW谐振器的谐振损耗仅1~2 dBm,频率与SAW谐振器的固有频率相同的信号几乎可以无损耗地反馈回振荡电路的输入端。
这里将图1中的本振谐振选频电路部分(C1、C2、C3和L1)去掉,改用图2中的2SC3357、SAW、C2、C3、R2和R3构成的高频振荡电路替代。SAW用作稳频器件,使电路振荡在其谐振频率,频率稳定度可达10-6。谐振频率由C5耦合到RX3310A的1脚,输入给内部混频器用作本振信号1。RX3310A的2脚通过120pF左右的电容接地。其中2SC3357可用其它高频低噪声三极管替代。具体电路如图2所示。在设计PCB板时,需充分考虑高频线路特性,按阻抗匹配要求来设置高频线路线宽,布线应尽可能短。此外,接收天线和选频网络应远离本振振荡电路,减小本振振荡电路产生的高频噪声对整体接收性能的影响。

结语
RX3310A是一个高性能的超外差式UHF频段无线接收芯片。通过采用声表面波谐振器替代LC谐振,在很大程度上提高了本振频率的稳定度,改善了它的温度特性,明显提高了RX3310A的无线接收性能,这在实际应用中也得到了很好的验证。