|
BT1074B单片900MHz RF收发器
- 产品特性：
- 将RF收发器前端完全集成到一个芯片内；
- 内部包含2个本机振荡器（VCO）；
- 具有I/Q输入接口；
- 在2.7棗3.3V内单电源供电；
- 采用低能耗的BiCMOS技术；
- 内部包含RF功放；
- 电源可在-2dBm棗+14dBm范围内选择；
- 工作环境温度为-40。C棗+85。C（工业级）。
- 产品应用示例：
- 900 MHz数字电话；
- 无线通讯产品；
- CT-2无绳电话；
- 902-928 MHz ISM波段的各种应用。
- 产品描述：
BT1704B是使用BiCMOS技术的单片集成RF收发器。其RF输入/输出的信号范围为890兆赫到940兆赫，该频段对于数字无绳电话而言是最为合适的。除了有输入I/Q接口外，该芯片还包含组成RF-IF收发器的所有所需器件。包括2个本机振荡器，1个低噪放大器（其全部噪声指数都小于3.5dB，而不受温度和电源电压变化的影响），2个高线性下变频混合器，1个IF放大器，1个上变频混合器和1个内部功放（-2dBm棗+14dBm）。BT1074B可在2.7棗3.3V供电电压范围内正常操作。
|
参数 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
|
电源电压 |
2.7 |
3 |
3.3 |
V |
|
旁路电流 |
3 |
5 |
7 |
μA |
|
频 率 |
|
902 |
|
MHz |
|
接收器部分 |
|
增益值（带可选IF放大器） |
18 |
35 |
50 |
dB |
|
噪声指数 |
|
3.5 |
|
dB |
|
输入IP3 |
|
-13 |
|
dB |
|
流耗（无RF VCO） |
|
80 |
|
mA |
|
LNA： 增益值 |
14 |
17 |
20 |
dB |
|
输入IP3 |
|
-11 |
|
dBm |
|
输入1分贝压缩点 |
|
-21 |
|
dBm |
|
噪声指数 |
1.5 |
2.9 |
4.7 |
dB |
|
S11 |
-10 |
-14 |
-17 |
dB |
|
输入阻抗 |
|
50 |
|
ohm |
|
RF下变混合器：增益值 |
4 |
9 |
10 |
dB |
|
参数 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
|
输入IP3 |
|
5 |
|
dBm |
|
输入1分贝压缩点 |
|
-5 |
|
dBm |
|
噪声指数 |
|
11 |
|
dB |
|
输入阻抗 |
|
700 |
|
ohm |
|
IF下变混合器： 增益值 |
4 |
9 |
10 |
dB |
|
及IF放大器 输入IP3 |
|
5 |
|
dBm |
|
输入1分贝压缩点 |
|
-5 |
|
dBm |
|
噪声指数 |
|
11 |
|
dB |
|
输入阻抗 |
|
700 |
|
ohm |
|
输出阻抗 |
|
330 |
|
ohm |
|
发送器部分： |
|
增益值 |
|
16 |
|
dB |
|
流耗（无RF和IF VCO） |
|
|
150 |
mA |
|
I/Q调整滤波器：输入阻抗 |
|
>20 |
|
Kohm |
|
I/Q输入频率 |
|
<1 |
|
MHz |
|
I/Q输入震荡幅度 |
|
0.5 |
|
Vp-p |
|
I/Q输入直流电平 |
|
VDD/2 |
|
V |
|
M-REF直流电平 |
|
VDD/2 |
|
V |
|
RF上变混合器：变化增益值（内部） |
|
0 |
|
dB |
|
输入IP3 |
|
-10 |
|
dBm |
|
输入1分贝压缩点 |
|
-20 |
|
dBm |
|
功 放： 输出高能模式 |
|
+14 |
+16 |
dBm |
|
（50欧姆负载）输出低能模式 |
|
-2 |
|
dBm |
|
电压增益值 |
|
25 |
|
dB |
|
输出阻抗 |
|
50 |
|
ohm |
|
输出1分贝压缩点 |
|
+13 |
|
dBm |
|
输出乱真抑制 |
|
-40 |
-30 |
dBm |
|
RF VCO部分 |
|
频率范围 |
750 |
775 |
800 |
MHz |
|
闭环 VCO相噪@100KHz |
|
-100 |
|
dBc/Hz |
|
VCO相噪@1MHz |
|
-120 |
|
dBc/Hz |
|
IF VCO部分 |
|
频率范围 |
|
280 |
|
MHz |
|
闭环 VCO相噪@100KHz |
|
-90 |
|
dBc/Hz |
|
VCO相噪@1MHz |
|
-110 |
|
dBc/Hz |
表1 性能规范
|
供电电压 |
7 |
V |
|
电源控制电压 |
VDD+0.5 |
V |
|
存储温度 |
+150 |
摄氏度 |
表2 绝对最大率
|
管 脚 |
参 数 |
I/O |
描 述 |
|
电源及地线 |
|
3 |
GNDLNA |
/ |
LNA地线 |
|
61/62 |
GND-DMX |
/ |
下变频器地线 |
|
56 |
GND-IF |
/ |
RX差分-单缓存地线 |
|
34 |
GND-IFCOIN |
/ |
IF VCO一阶地线 |
|
22/23 |
GND-UPC |
/ |
TX上变频器地线 |
|
13/15/18 |
GND-PRE |
/ |
预放大地线 |
|
7/9/11 |
GND-PA |
/ |
功放地线 |
|
27 |
GND-TXIF |
/ |
发送器地线 |
|
5/1 |
GNDLNA1P/1N |
/ |
RX LNA差分首阶地线 |
|
39 |
GNDIF-VCO |
/ |
IF VCO地线 |
|
42 |
GNDRF-VCO |
/ |
RF VCO地线 |
|
44 |
GNDRFVCOIN |
/ |
RF VCO输入阶地线 |
|
53 |
GNDRX-BUF |
/ |
接收器IF缓存地线 |
|
63/64 |
VDDLNA |
/ |
LNA电源 |
|
60 |
VDD-DMX |
/ |
下变频器电源 |
|
59 |
VDD-IF |
/ |
RX差分-单缓存电源 |
|
32 |
VDD-IFCOIN |
/ |
IF VCO首阶电源 |
|
21 |
VDD-UPC |
/ |
TX上变频器电源 |
|
6 |
VDDPA-GR |
|
保护环电源 |
|
19/20 |
VDD-PRE |
/ |
前置放大电源 |
|
31 |
VDD-TXIF |
/ |
发送器电源 |
|
40 |
VDDIF-VCO |
/ |
IF VCO电源 |
|
41 |
VDDRF-VCO |
/ |
RF VCO电源 |
|
47 |
VDDRFVCOIN |
/ |
RF VCO输入阶电源 |
|
50 |
VDDRX-BUF |
/ |
接收器IF缓存电源 |
|
本机振荡器 |
|
38/37 |
IF-VCO-OUTP/N |
O |
IF VCO差分输出 |
|
36 |
IFCAPIN |
I |
IF VCO反馈电容输入 |
|
35 |
IF-VCO-CTRL |
I |
IF VCO控制输入 |
|
43 |
RF-VCO-OUT |
O |
RF VCO输出 |
|
45 |
RF-VCO-CTRL |
I |
RF VCO控制输入 |
|
46 |
RFVCOCAPIN |
I |
RF VCO反馈电容输入 |
|
发送器 |
|
10/8 |
RF-OUTP/N |
O |
功放输出 |
|
24 |
TX-P-CNT |
I |
发送输出功率控制（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 |
外部电感输出 |
|
28 |
TXI |
I |
到发送器的基带正交输出 |
|
29 |
M-REF |
I |
I/Q输入的直流参考 |
|
30 |
TXQ |
I |
到发送器的基带同相输入 |
|
接收器 |
|
4/2 |
RF-INP/N |
I |
到接收器的RF差分输入 |
|
55 |
VCO2-IN |
I |
第二混合器输入 |
|
54 |
MIXERINP |
I |
到第二混合器的RF输入 |
|
52/51 |
MIXOUTP/N |
O |
到第二下变频混合器的差分输出 |
|
58/57 |
RMX-OUTP/N |
O |
到下变频混合器的差分输出 |
|
掉电 |
|
25 |
PA-EN |
I |
功放的掉电控制 |
|
26 |
TX-EN |
I |
发送器的掉电控制 |
|
49 |
RX-EN |
I |
接收器的掉电控制 |
|
48 |
RF-VCO-EN |
I |
RF VCO掉电控制 |
|
33 |
IF-VCO-EN |
I |
IF VCO掉电控制 |
表3 管脚定义
- 管脚详细描述：
- 接收器部分：
RF差分输入管脚。这2个是LNA的差分输入管脚，需要连接一个10皮法的交流耦合电容。RF差分输入信号是由外部的分相电路和匹配电路所产生的（见应用电路图）。为了得到优化的性能，外部分相电路的器件lead
length和到LNA输入管脚的PCB轨迹应该是最小的。另外，地平面必须环绕分相电路以防止其他电路耦合来的噪声。其频率范围为800-1000兆赫。
一阶IF差分输出管脚。是内部IF缓存的差分输出；与外部IF组合器电路（见应用电路图）一起，该差分输出信号即成为单端输出，驱动一个150兆赫的BPF
SAW滤波器。这些内部IF缓存都是开漏输出信号，通过外部组合器电路驱动一个700欧姆输入阻抗的带通滤波器（BPF）。
二级IF放大输入管脚。将一个150兆赫的BPF SAW滤波器的输出连接到该管脚作为二级下变频。此处无须交流耦合。
二阶IF差分输出管脚。是IF放大器的二阶差分输出。将MIXEROUTP用一个电阻与地连接，即可控制IF放大器的增益值。如电阻为470欧姆，其增益值为0dB。放大器的其他输出（如MIXOUTN），通过0.1微法的交流耦合电容，供给10.7兆赫的带通滤波器使用。
外部时钟输入管脚。连接一个139.3兆赫的时钟，将一阶IF从150兆赫向下变频为10.7兆赫。此处无须交流耦合。
LNA电源管脚。该管脚可为LNA一级和二级提供电源，由于LNA的输入信号电平是高频小幅的，所以VDDLNA管脚必须非常靠近该芯片以去耦（例如在0.25英寸内）。
- GNDLNA1P/N；GNDLNA（管脚5/1/3）
LNA地线。GNDLNA1P/N管脚为LNA一级的地线，GNDLNA为LNA二级的地线。GNDLNA1P/N管脚在内部是分开的。为了得到稳定和优化的性能，GNDLNA1P/N管脚必须物理性接地。
下变频器电源管脚。该管脚为下变频混合器提供电源。
下变频器地线。该管脚为下变频混合器的地线，建议使用下端地平面来接地。
- VDD-IF；VDDRX-BUF（管脚59/50）
IF缓存和二级下变频混合器的电源管脚。这2个电源都需要0.1微法的旁路电容接地。
- GND-IF；GNDRX-BUF（管脚56/53）
IF缓存和二级下变频混合器的地线。GND-IF是内部IF缓存的地线，GNDRX-BUF是二级下变频混合器和IF放大器的地线。
- 发送器部分：
功放输出管脚。该管脚为功放的差分输出，需要配置组合电路（见应用电路图）。组合器可将差分信号转变为单端信号，同时提供50欧姆的匹配阻抗。由于其为开集输出信号，所以需要有到VDD的直流偏压，在组合器后端，还需要有交流耦合。
前置放大器输出管脚。该管脚为前置放大器的差分输出，为开集信号。通过2个连接到VDD的电感可以调节前置放大器到所需频段。应用电路图中的建议值为900MHz。由于该信号同时还作为功放的输入，所连接的电感必须靠近该管脚，且与功放的输出隔离以避免该管脚出现输出反馈，这种输出反馈会影响到功放的稳定性。
前置放大器/功放的偏压/增益调节管脚。REXT1是用于前置放大器的偏压电阻；REXT2是用于功放的偏压电阻。对于14dBm的电源输出，建议REXT1采用330欧姆，而REXT2用4.7K欧姆的电阻。如果提高REXT1的阻值或降低REXT2的阻值，就会降低电源输出，反之亦然。
- TXQ，M-REF，TXI（管脚28/29/30）
基带数据输入管脚。该管脚是从DSP或μP传来的数据信号的输入接口。TXI和TXQ分别是同相和正交的信号，M-REF是从DSP或μP传来的直流信号。以上几个管脚都需要有VDD/2的直流电平，对TXI和TXQ还需要500mVp-p的电压摆动，应用电路图中所示的是将1Vp-p的I/Q信号和6dB的电压衰减，及到M-REF管脚的直流参考相对接。
功放保护环的供电管脚。该管脚仅用于功放的输出，在与其他电源共享之前，必须在该管脚去耦。
前置放大器电源。如可能，需要在该管脚和地平面之间正确去耦。
RF上变频混合器电源。如可能，需要在该管脚和地平面之间正确去耦。
输入缓存和IF上变频混合器电源。除了通常的高频去耦外，还必须对低频去耦，其上限为10兆赫。
- GND-PA，GND-PRE，GND-UPC，GND-TXIF
（管脚7/9/11，13/15/18，22/23，27）
上述管脚是用于功放，前置放大器，RF上变频混合器，输入缓存和IF上变频混合器的地线。
- RF VCO：
RF VCO输入控制管脚。须在外部连接谐振电路（见应用电路图），该谐振电路可产生用于RF
VCO的全部振荡器频率，因此必须通过优化来避免其他器件引起的干扰。该管脚和外部的PLL（锁相环路）组成了RF-PLL回路，可产生用于RF
VCO的固定振荡器频率。
RF VCO输出管脚。该管脚与外部PLL相连组成RF-PLL回路，PLL基于检测到的RF-VCO-OUT信号将直流电压加于输入谐振电路。这个直流电压可生成变抗器所需的负偏压，为谐振电路网络产生必要的电容。
- VDDRFVCOIN，GNDRFVCOIN（管脚47/44）
RF VCO输入级电源和地线。为得到优化的性能，VDDRFVCOIN须通过一个低感高频耦合电容来绕到GNDRFVCOIN。RF
VCO的输入级在产生RF VCO所需的全部频率时是至关重要的，因而将这些电源管脚隔离将增强RF VCO的总性能。
- VDDRF-VCO，GNDRF-VCO（管脚41/42）
RF VCO电源和地线。该管脚为RF VCO的其他级提供了电源。
RF VCO反馈电容输入。该管脚为RF VCO提供了片外容性反馈回路。
- IF VCO：
IF VCO输入管脚。该管脚与外部谐振电路相连，频率调至560MHz。
IF VCO差分输出管脚。该管脚为开集输出信号，必须通过50欧姆电阻连接到外部电源。该VCO的振荡频率可通过将其中任意一个差分输出管脚连接到PLL上来进行控制（见应用电路图）。
VCO输入电源管脚。IF VCO有2个电源，分别是VDD-IFVCOIN和VDDIF-VCO。前者为一级VCO的电源。建议在该管脚和地线之间连接一个至少100皮法的大电容以滤出噪声。
VCO缓存电源管脚。为内部VCO缓存电路供电。
VCO输入地线管脚。为一级VCO地线。
VCO地线。为内部VCO电路的地线。
VCO反馈电容输入管脚。为VCO振荡器提供了片外容性反馈回路。
- 省电/掉电部分：（下列各管脚都是CMOS数字接口）
发送输出功率控制管脚。该管脚将功放控制为2个级别，HIGH信号将功放置为低功率模式（输出功率为-2dB），而LOW信号则将功放置为高功率模式（输出功率为+14dB）。这些功率级别基于REXT1和REXT2的阻值。
发送器功放掉电控制管脚。该管脚可控制功放和前置放大器，其HIGH信号可将上述放大器开通，其LOW信号则将他们关断。
发送器掉电控制管脚。该管脚控制了除功放和前置放大器以外的整个发送器的掉电功能。其HIGH信号可将电路开通，其LOW信号则将其关断。
IF VCO掉电控制管脚。该管脚控制了发送过程中发送器部分所用IF VCO的掉电功能。其HIGH信号可将电路关断，其LOW信号则将其开通。
RF VCO掉电控制管脚。该管脚控制发送器和接收器所用RF VCO的掉电功能。其HIGH信号可将电路关断，其LOW信号则将其开通。
接收器掉电控制管脚。该管脚控制了整个接收器的掉电功能。其HIGH信号可将电路开通，其LOW信号则将其关断。
推荐的TDD模式和省电模式使用了下列控制管脚：
|
管脚定义 |
通讯模式 |
省电模式* |
|
TX |
RX |
|
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 |
* 为最小能耗的控制电平。
- 应用信息：
BT1074B是一个完整的RF收发器，它将接收器，发送器和本机振荡器的功能集中到一个芯片内。由于可在TDD模式下进行操作，该芯片可以用于CT-2和数字无绳电话，以及ISM波段等应用。
其内部的发送器可以从系统接口接受I/Q输入，系统接口还可向M-REF管脚提供交流参考电平。片载的RF滤波器在信号到达内部功放之前就可将寄生信号祛除。RF输出的是差分信号，所以需要一个功率组合网络和输出负载来将其转变为单端信号接口。通过对功率控制管脚的高/低电平选择，可决定其发送功率模式，使输出功率在-2dB到+14dB的范围内选择。通过在REXT1和REXT2管脚外接的电阻阻值也可来设定功率水平。
接收器部分，在LNA输出管脚和下变频混合器输入管脚之间的片载带通滤波器（BPF）可用来优化噪声性能。一级的IF输出为150兆赫的差分信号，也需要功率组合器来优化性能。二级混合器将以及IF信号由150兆赫向下变频为10.7兆赫，这是通过外部的139.3兆赫晶振时钟输入来辅助完成的。而可调节增益值的IF放大器可提供额外增益，其最大值为10dB。
在该芯片内的RF本机振荡器和发送IF振荡器可非常方便的提供相应信号，用来与外部的双PLL频率同步器一同工作。RF/IF本机振荡器都需要使用外部调节元件（见应用电路图）。
接收器，发送器和2个本机振荡器都可以通过芯片上的掉电控制管脚的设置工作在睡眠模式下，其开通或关断可通过单片机来控制完成。例如，在接收模式下，单片机会把接收器以及RF/IF
VCO开通，并关断发送功能；而在发送模式下，单片机会把发送器以及RF/IF VCO开通，并关断接收功能。如果需要，PA-EN管脚将被用来缓慢的向上或向下调节功放的输出电平，只须在该管脚加载一个外部产生的线性坡面电压即可。
 图1 内部框图
图2 接收器的典型特性曲线棗NF vs. Freq
（左图是温度变化，右图为VDD变化）
图3 发送器的典型特性曲线棗Pout vs. Freq
 （左图是温度变化，右图为VDD变化）
图4 RF VCO的典型特性曲线棗Freq vs. Cap
（左图是温度变化，右图为VDD变化）
图5 IF VCO的典型特性曲线棗Freq vs. Cap
（左图是温度变化，右图为VDD变化）
图6 数字无绳系统框图
 图7 应用电路图
图8 10x10x1.4 64管脚TQFP封装
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