RF2903的原理及在扩频通信中的应用
ｒｆ２９０３是ｒｆ公司的一款高性能扩频接收芯片，它由射频前端的预放与混频、中频可变增益控制和解调功能三部分组成。对于２００ｍｈｚ以下的中频信号，其增益可以达到９０ｄｂ，该增益可由一个模拟电压来实现。ｒｆ２９０３内含一个接收信号强度指示电路，可进行能量电平检测，由于ｒｆ２９０３内有两个对称的混频器，因而对正交解调十分有利。当然，它也可以用作ｆｍ／ｆｓｋ和ａｍ解调，但在用作 ａｍ检测时，需要一个外部检测电路。
ｒｆ２９０３扩频接收芯片可广泛用于扩频通信系统、双模式的模／数接收机、ｐｏｓ终端、手持式通信系统以及２．４ｇｈｚ 的ｉｓｍ宽带接收机等系统中。
１ ｒｆ２９０３的主要特点和功能
ｒｆ２９０３的主要特点如下:
●可在３～６ｖ的电压下工作;
●具有ｆｍ、ｐｍ和正交解调功能;
●带有线性模拟增益控制以及ｒｓｓｉ强度指示功能;
●中频范围为１０～２００ｍｈｚ，射频范围为１５０～１０００ｍｈｚ;
●正常工作温度范围为：－４０～＋８５℃;
●转换增益可达９４ｄｂ以上;
●封装形式为ｓｓｏｐ－２４。
２ 引脚功能和内部电路原理
ｒｆ２９０３的内部原理图及引脚排列如图１所示，表１所列是ｒｆ２９０３的各引脚功能。由图１可以看出，ｒｆ２９０３的射频前端有三个射频放大器及下变频器，同时包含有三个具有线性增益控制和接收信号强度指示（ｒｓｓｉ）功能的单元电路，此外，ｒｆ２９０３内部还具有一个正交解调器。
表1 rf2903的引脚功能
管脚序号 管脚定义 功 能 描 述
1 ilo i通道解调混频器lo输入
2 qlo q通道解调混频器lo输入
3 vcc5 i、q两通道解调混频器的电源
4 vcc4 if3放大器的电源
5 if3 if2输出/if3输入
6、7 gnd 接地端
8 if2 if1输出/if2输入
9 vcc3 if2放大器的电源
10 vcc2 if1放大器的电源
11、12 if in-、if in+ if1放大器的差分输入
13、14 mixout+、mixout- rf混频器输出
15、16 lo+、lo- rf混频器的差分输入
17 b rf输入脚
18 e rf三极管的发射极
19 gnd 接地端
20 bg out 带隙参考电压输出
21 gc 模拟增益控制脚
22 rssi 接受信号强度指示
23 q out q通道解调混频器基带输出
24 i out i通道解调混频器基带输出
２．１ 射频前端的射频放大和下变频
ｒｆ２９０３射频前端的射频放大和下变频采用差分输入形式，它们均具有低噪放大功能。如果不采用差分输入形式，可将其中一个输入端悬空或者将其连到电源ｖｃｃ。为了使系统设计具有灵活性，射频前端可以采用不同的设计方式。为了确保ｒｆ２９０３在它的接收灵敏度范围内能够可靠地接收到信号，ｌｎａ和混频器应调至它们的最大增益和最小噪声系数，这可以利用它的外围三极管加上电感和电容来实现。为了提高系统的灵敏度，可以外加低噪声放大器（ｌｎａ），这样，同时也可以提高整个系统的噪声系数。
２．２ 带线性增益控制和ｒｓｓｉ的中频放大器
ｒｆ２９０３的中频部分由三组相同的带线性增益控制和ｒｓｓｉ的中频放大器组成。当ｒｆ２９０３应用于线性系统（比如直接序列扩频接收机中）时，增益控制将使信号电平保持在一定的水平。而当它应用在非线性系统（比如ｆｍ或跳频接收机中）时，其增益可以一直保持最大状态。
２．３ 增益控制
对ｒｆ２９０３增益的控制可以通过调节一对差分放大器，而让另一对放大器不工作来实现。因为中频放大器的两对差分输入对是相互导通的，也就是说，当流向一对的电流较大时，流向另一对的电流则较小。
２．４ 接收信号强度指示
通过ｒｓｓｉ可以知道接收信号的强度，它随控制增益的变化而变化。这样，在做系统设计时就可以利用ｒｓｓｉ来设计一个反馈环路，以便保持输出信号的稳定。
２．５ 正交解调器
ｒｆ２９０３的正交解调器由两个混频器构成，并可由中频放大器的输出来差分驱动。必须注意的是，它的输入信号必须具有９０°的相差，这可以通过图２所示的简单相移电路来实现。由于ｌｏ输入是直接与输入三极管的基极相连的，因此需要一个外部上拉电阻。混频器输出可由下一级的发射极缓冲，这样，它可以直接驱动低阻滤波器。芯片自带的带隙参考电压输出可用来校正电路，在这个过程中，片子对温度和电源的变化不敏感，所以它在２．７ｖ到５．５ｖ的供电电源条件下都可以正常工作。
图3
３ ｒｆ２９０３在扩频通信中的应用
目前在扩频通信中采用的调制解调方式主要是正交调制解调，图３所示是ｒｆ２９０３在扩频系统接收机中的正交解调应用电路。值得注意的是混频器输出和中频输入引脚，因为采用的是单端滤波器，所以没有必要利用平衡滤波器的输出和平衡中频部分的输入，而只利用一个输入和一个输出即可。图中把１４脚作为混频器的输出，１１脚作为中频输入。当然也可以利用１３脚和１２脚。由于在混频器的输出端和中频输入端有一个滤波器，所以当要求高度隔离时，推荐用１１脚和１４脚，而不采用１２脚和１３脚。经过测试，在９００ｍｈｚ时，ｒｆ２９０３的接收灵敏度可达－１００ｄｂｍ。
众所周知，跳频系统中主要采用ｆｓｋ调制和解调方式，图４所示是ｒｆ２９０３在跳频通信系统接收机中的ｆｓｋ解调应用电路。由图可见，它的外围电路与它在正交解调应用中的外围电路差不多，只是在信号输入端有一些改变。当ｒｆ２９０３用于ｆｓｋ解调时，它的增益控制可以调节到最大，因为在这种情况下，中频放大并不需要其满足线性条件。最后需要说明的是，如果不利用ｒｆ２９０３的解调功能，而是在 ｌｏ输入端加一个直流电压，那么，ｒｆ２９０３也可以作为一个普通的放大器来使用。
图4
４ 结束语
ｒｆ２９０３是主要用于ｄｓ－ｓｓ和ｆｈ－ｓｓ的超低价专用接收芯片，它具有工作频段宽、工作电压低、配置灵活、适用范围广等特点。因此ｒｆ２９０３非常适合应用在无线通信领域。
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●具有ｆｍ、ｐｍ和正交解调功能;
●带有线性模拟增益控制以及ｒｓｓｉ强度指示功能;
●中频范围为１０～２００ｍｈｚ，射频范围为１５０～１０００ｍｈｚ;
●正常工作温度范围为：－４０～＋８５℃;
●转换增益可达９４ｄｂ以上;
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管脚序号 管脚定义 功 能 描 述
1 ilo i通道解调混频器lo输入
2 qlo q通道解调混频器lo输入
3 vcc5 i、q两通道解调混频器的电源
4 vcc4 if3放大器的电源
5 if3 if2输出/if3输入
6、7 gnd 接地端
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9 vcc3 if2放大器的电源
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18 e rf三极管的发射极
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21 gc 模拟增益控制脚
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２．１ 射频前端的射频放大和下变频
ｒｆ２９０３射频前端的射频放大和下变频采用差分输入形式，它们均具有低噪放大功能。如果不采用差分输入形式，可将其中一个输入端悬空或者将其连到电源ｖｃｃ。为了使系统设计具有灵活性，射频前端可以采用不同的设计方式。为了确保ｒｆ２９０３在它的接收灵敏度范围内能够可靠地接收到信号，ｌｎａ和混频器应调至它们的最大增益和最小噪声系数，这可以利用它的外围三极管加上电感和电容来实现。为了提高系统的灵敏度，可以外加低噪声放大器（ｌｎａ），这样，同时也可以提高整个系统的噪声系数。
２．２ 带线性增益控制和ｒｓｓｉ的中频放大器
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２．３ 增益控制
对ｒｆ２９０３增益的控制可以通过调节一对差分放大器，而让另一对放大器不工作来实现。因为中频放大器的两对差分输入对是相互导通的，也就是说，当流向一对的电流较大时，流向另一对的电流则较小。
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２．５ 正交解调器
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图3
３ ｒｆ２９０３在扩频通信中的应用
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图4
４ 结束语
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