UHF调频（FM）／调幅（AM）发射器MC13175／13176及其应用

UHF调频（FM）／调幅（AM）发射器MC13175／13176及其应用 UHF调频(FM),调幅(AM)发射器 MC13175,13176及其应用 第25卷第6期 2004年12月 衡阳师范学院 JournalofHengyangNormalUniversity NO.6Vo1.25 Dec.2004 UHF调频(FM)/调幅(AM) 发射器MC13175/13176及其应用 黄四南 (湖南衡阳无线电总厂,湖南衡阳421001) 摘要:基于MC13175/13176的无线电发射电路工作频率范围为26O,470MHz,902,928MHz,可以作 为FM/AM通信系统中的发射器,发射功率可调至lOdb,功率输出采用差分形式,可以使用环形天线或者 平衡和不平衡变压器输出.电源电压1.8,5V,待机模式电流1O?A. 关键词:ASK(OOK)调制;UHF调频(FM)/调幅(AM);电流控制振荡器;环路滤波器 中图分类号:045文献标识码:A文章编号:1673一O313(2004)O6一O037,O3 I.概述 MC13175/13176是为FM/AM通信系统的一 种单片发射器芯片.芯片内包括有科尔皮兹(Colpitts)晶 体振荡器,UHF振荡器,8分频(MC13175)或32分频 (MC13176)前置分频器和相位检波器等电路,可以组成 一 个通用的PLL发射系统,工作在260,470MHz和9O2 , 928MHz频段.MC13175/13176可以作为FM/AM通 信系统中发射器,也可应用于包括在UHF和900MHz接 收机中作为本地振荡源,UHF和900MHz视频发射器, RF本地局域网(LANs)和高频时钟驱动器等.UHF电 流控制振荡器,可以使用三次谐波或用基波晶体做基准, 利用开关导通和截止实现ASK调制(OOK调制), MC13175的输出频率fo=8×fref,MC13176的输出频率 fo一32×fref.工作环境温度一4O,+85oC. 2.MC13175/13176的芯片封装和引脚功能 (1)MC13175/13176采用S0—16封装,引脚封装形式 如图1所示. MC13175/13176各引脚功能如下: 引脚1:0scl电流控制器输入; 引脚2:空; 引脚3:空; 引脚4:Osc2电流控制器输入; 引脚5:Vee电源地; 引脚6:Icont频率控制; 引脚7:PDout相位检波器输出; 引脚8:Xtale晶体振荡器输入; 引脚9:Xtalb晶体振荡 器输入;0' NC 引脚10:Reg:Gnd调节 器地;Nc 引脚11:Enable使能端;0 引脚12:Vcc电源电压;EE 引脚13:Outl为差分.conI 输出; 引脚14:Out2为差分 输出; ….ut一… 引出地 . 一 引脚16:Imod调制功率输出电平. 3.MC13175/13176的内部结构与工作原理 MC13175/13176的内部结构如图2所示,芯片内包括 有科尔皮兹(Colpitts)晶体振荡器,UHF振荡器,8分频 (MC13175)或32分频(MC13176)前置分频器和相位检波器 等电路,可以组成一个通用的PLL发射系统. 引脚1和引脚4,0sc1和0sc4:CCO(电流控制振荡器) 输入:振荡器是一种电流控制形式,外部振荡器线圈以并联 收稿日期:2OO4一O8一O6 作者简介:黄四南(1963一),男,湖南岳阳人,湖南省衡阳无线电总厂高级工程师,衡 阳电子协会成员 … 2004年第6期黄四南:UHF调频(FM)/调幅(AM)发射器MC13175/13176及其应用 39 Kn=1/N,N一8(MC13175)或者N=32(MC13176); Ko=CCO增益常数,单位rad/sec//~A,Ko=9.1X105 rad/sec/A. 图5MC1317×DPLL系统的结构方框图 (4)相位检波器(7脚) 环路在锁定时,相位检波器的输出是直流电流,是相位 差的函数.在这个IC中使用正弦曲线型检波器,传输特性 如下: I一Asin0 相位检测器的增益常数K.(环路在锁定时)是直流输出 电流I与相位误差的系数0的比值: K.一I/0.(Amps/radians) K.一Asin0,/0 sin0,OforO~?O.2radians; thus,K.=A(Amps/radians) 如图5所示,环路在0一+lI/2radians,未锁定时相位检测 器的直流电流大约为3OA,所以K一30ttA/radians. (5)电流控制振荡器CCO(6脚) Ko范围为6.3×105rad/sec//~A或100kHz//~A到8.8 ×105rad/sec/gA或者140kHz//~A,线性响应控制电流. 振荡器的增益系数由控制电流的范围决定.(斜率变化), CCO的增益系数由内部放大器决定,能够从相位检波器吸收 和提供最少3O"A的电流.在6脚的内部电路限制CCO的 源电流为5ogA,反向电流为2oogA.通过利用外部环形放 大器和滤波器可以得到Ko一0.145MHz//~A或者9.1× 105rad/sec/ttA. (6)使能端(引脚11) 使能端(引脚11)的使能电阻的计算公式如下: Reg.enable—Vcc一1.0Vdc/Ireg.enable 当Ireg.enable为75/~A,所以,当Vcc一3.0V时,电阻 Reg.enable为26.6kQ,选择的27kQ. 4.应用总结及注意事项 MC13175/MC13176发射器工作频率260,470MHz, 902~928MHz;可以作为AM/FM通信系统中的发射器,也 可以应用于本地局域网(LANS)和高频时钟驱动器.绘制 印制板时,引脚1和引脚4与外部电感的相互连接的引线应 保持对称性和长度相等.接地引线最好让连接引脚的地线 通过金属通孔或引脚连接到PCB背面的接地板上,接地端 离器件的引脚小于100miL;Vcc对各个接地脚之间应采用 电容去耦,以减小各部分环路电流的相互作用. 参考文献: [1]陈帮嫒.射频通信电路[M].北京:北京科学出版社, 2002. [2]刘颖,王春悦.数字通信原理与技术[M].北京:北京邮 电大学出版社,2002. [3]樊昌信,詹道庸.通信原理[M].北京:国防工业出版社, 2001. [4]李华.现代移动通信新技术[M].广州:华南理工大学 出版社,2001. UhfFrequencyModulatedAmplitudeModulated EmitterMc13175/13176anditsApplication HUANGS—口 (HangyangRadioGeneralFactory,HuananHengyang421001,China) Abstract:AstheoperatingfrequenciesrangeofthewirelessemittercircuitofMe13175/1317 6and260,470Mhzand902, 928Mhz.ItcanbeusedasanemittinginFM/AMcommunicationsystem.Theemittingpower canbemodulatedtO10db.The poweroutputisindifferentialform,Itcanbeoutputbyusingcoilantennaorbalancedandun--b alancedtransformer.The Voltageofpowersourceis1.8,5V.Thecurrentofstand--bymodeis10gA. Keywords:Ask(ook)Modulation;UHFfrequencymodulated;(FM)/Amplitude/modulate d(AM);currentcontrollingoscilla— tor;loopfilter