基于TH71101无线电接收芯片的原理、特点及应用电路设计
作者：唐冬，黄智伟，吕明霞
1 概述
th71101是双超外差式结构的无线电接收芯片，工作在300～450mhz ism频段，能与th7107等芯片配套，实现ism频段无线模拟和数字信号传输；内部包含一个低噪声放大器、双混频器、压控振荡器、pll合成器、晶体振荡器等电路。能接收模拟和数字fsk/fm/ask信号。fsk数据速率可达40kb/s，ask数据速率达80kb/s，fm带宽15khz；灵敏度 111dbm。电源电压2.5～5.5v，工作电流8.2ma，待机电流《100na。适用于ism（工业、科学和医学）频率范围内的各种应用，如数据通信系统、无钥匙进入系统、遥控遥测系统、安防系统等。
2 芯片封装与引脚功能
th71101采用lqfp32封装，各引脚功能如表1所列。
表1 th71101引脚功能
3 芯片内部结构与工作原理
th71101内部结构框图如图1所示。芯片内包含低噪声放大器（lna）、两级混频器（mix1、mix2）、锁相环合成器（pll synthesizer）、基准晶体振荡器（ro）、充电泵（cp）、中频放大器（ifa）、相频检波器（pfd）等电路。
lna是一个高灵敏度接收射频信号的共发、共基放大器。混频器1（mix1）将射频信号下变频到中频1（if1），混频器2（mix2）将中频信号1下变频到中断信号2（if2），中频放大器（ifa）放大中频信号2和限幅中频信号并产生rssi信号。相位重合解调器和混频器3解调中频信号。运算放大器（oa）进行数据限幅、滤波和ask检测。锁相环合成器由压控振荡器（vco1）、反馈式分频器（div16和div2）、基准晶体振荡器（ro）、相频检波器（pfd）、充电泵（cp）等电路组成，产生第1级和第2级本振信号lo1和lo2。
使用th71101接收器芯片可以组成不同的电路结构，以满足不同的需求。对于fsk/fm接收，在相位重合解调器中使用if谐振回路。谐振回路可由陶瓷谐振器或者lc谐振回路组成。对于ask结构，rssi信号馈送到ask检波器，ask检波器由oa组成。
th71101采用两级下变频。mix1和mix2由芯片内部的本振信号lo1和lo2驱动，与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制，如表2和表3所列。有效的射频前端滤波是在lna的前端使用saw、陶瓷或者lc滤波器，在lna的输出使用lc滤波器。
4 应用电路设计
基于th71101的fsk和ask应用电路如图2、3所示。
th71101与单片机的接口电路如图4所示。
enrx=“0”时，接收模块进入待机状态，enrx=“1”时，接收模块进入接收状态。th71101解调输出数据经rxd进入单片机，数据格式和数据速率由用户根据需要确定。应注意的是：fsk数据速率不能超过40kb/s，ask数据速率不能超过80kb/s。
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lna是一个高灵敏度接收射频信号的共发、共基放大器。混频器1（mix1）将射频信号下变频到中频1（if1），混频器2（mix2）将中频信号1下变频到中断信号2（if2），中频放大器（ifa）放大中频信号2和限幅中频信号并产生rssi信号。相位重合解调器和混频器3解调中频信号。运算放大器（oa）进行数据限幅、滤波和ask检测。锁相环合成器由压控振荡器（vco1）、反馈式分频器（div16和div2）、基准晶体振荡器（ro）、相频检波器（pfd）、充电泵（cp）等电路组成，产生第1级和第2级本振信号lo1和lo2。
使用th71101接收器芯片可以组成不同的电路结构，以满足不同的需求。对于fsk/fm接收，在相位重合解调器中使用if谐振回路。谐振回路可由陶瓷谐振器或者lc谐振回路组成。对于ask结构，rssi信号馈送到ask检波器，ask检波器由oa组成。
th71101采用两级下变频。mix1和mix2由芯片内部的本振信号lo1和lo2驱动，与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制，如表2和表3所列。有效的射频前端滤波是在lna的前端使用saw、陶瓷或者lc滤波器，在lna的输出使用lc滤波器。
4 应用电路设计
基于th71101的fsk和ask应用电路如图2、3所示。
th71101与单片机的接口电路如图4所示。
enrx=“0”时，接收模块进入待机状态，enrx=“1”时，接收模块进入接收状态。th71101解调输出数据经rxd进入单片机，数据格式和数据速率由用户根据需要确定。应注意的是：fsk数据速率不能超过40kb/s，ask数据速率不能超过80kb/s。
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