射频芯片RF401和用其构成的高可靠遥控电路

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射频芯片RF401和用其构成的高可靠遥控电路

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RF401   NRF401   PIC16C57   


RF401是挪威Nordic公司最新推出的数传频段433MHz单片无线收发一体芯片,该芯片集成了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK 调制、FSK解调、多频道切换等功能,具有性能优异、功耗低、使用方便等特点,NRF401 的外围元件很少,只包括一个基准晶振和几个无源器件,没有调试部件,这给研制及生产带来了极大的方便。
表1是nRF401电气性能参数
ParemetersValueUnit
工作频道433.92/434.33MHz
调制方式FSK 
频偏15KHz
谢频输出功率 0.4k,3v10dBm
接收灵敏度   0.4k,BR=20 kbit/s BER<10-105dBm
最大传送数码率20 K bit/s
适用电压范围2.7~5.25V
接收状态功耗250uA
发射状态功耗 -10 dBM 8mA
等待状态功耗88uA

表2是NRF401引脚功能表
PinNamePin functionDescription
1XC1输入参考振荡器输入端
2VDD电源电源端口 (+3-5V DC)
3VSS地 (0V)
4FILT1输入滤波器接入端口
5VCO1输入压控振荡电感端口
6VCO2输入压控振荡电感端口
7VSS地 (0V)
8VDD电源电源端口 (+3-5V DC)
9DIN输入发射数据输入
10DOUT输出接收数据输出
11RF_PWR输入射频功率设置
12CS输入通道选择
CS="0"=>433.92MHz(Channel#1)
CS="1"=>434.33MHz(Channel#2)
13VDD电源电源端口 (+3-5V DC)
14VSS地 (0V)
15ANT2输入/输出天线接口
16ANT1输入/输出天线接口
17VSS地 (0V)
18PWR_UP输入电源 开/关
PWR_UP="1" =>Power up (Operating mode)
PWR_UP="0" =>Power down (Standby mode)
19TXEN输入工作模式
TXEN = "1" => Transmit mode
TXEN = "0" => Receive mode
20XC2输出参考振荡器输出端

图1是RF401的典型应用电路,图中天线口ANT1 ANT2输出至一600 的印制天线,C10 C11为天线回路的皆振电容,R4的作用是适当降低天线回路的Q值.该电路的最大发射功率为10dBm,接收灵敏度高达-105dBm.开阔地的使用距离最远可达1000米。如需要加大使用距离可在ANT1 ANT2输出口加一600-50平衡非平衡变换电路并接入输入输出放大和转换电路.
图2是用NRF401构成的高可靠无线遥控电路。
该电路即是发射电路也是接收电路.采用单片机IC2.PIC16C57控制NRF401的收发状态,同时单片机还同时完成编解码等工作。在发信状态时IC2接收到按键按下的低电平信号,从脚送出高平使NRF401进入发射状态.同时随机选通不同的晶体并在CS的配合下使发射频率在4.44..6种之间跳变.在每个频点DIN传送两频相同的数据信息.燃后跳到下一频点.其传送时序如下图.

无按键按下时为接收状态,此时IC2 脚送出低电平使NRF401进入接收状态.同时按顺序选通各个的晶体并在CS的配合下使接收频点在4.44..从低至高顺序变化.每个接收频点工作时间为发射频点工作时间的7倍.以保证在每个接收频点的工作时间内能接收到一次完整的发射信息.接收工作时序如下图.
接收到的信息经IC2处理解码后从相应的按键口送出.由于接收状态的每一频点的工作时间是发射的7倍.因此当几个发射跳频图普不同的发射同进工作时.接收能分时接收每个发射的信息作出相应输出.在具有多个遥控器的遥控系统中保证了在两个以上遥控器同时使用时,每一个遥控器的控制信息都能得到执行.克服单一工作频率的遥控系统中不能两个遥控器同时使用的问题.同时多频点工作方式也大大加强了系统的抗干扰能力.在要求可靠性非常高的遥控系统中遥控器能通过接收器反送回的息了解操作是否得到执行.
电路中EEPROM用于存放发射频率跳变的顺序和编码数据.
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