针对目前短程开放段无线通信系统双工通信终端不对称现象,设计智能化无线射频收发两用硬件终端系统。在对系统框架进行研究后,使用单片微控制器MSP430F1121和射频模块TRF6900作为主芯片的方案。通过计算主要功能模块的外围电路参数,完成了系统电路设计。该系统实现了收发端完全对等使用,而且电路结构简单,具有低成本、低功耗等优点,可广泛应用在无线网络终端设备中。
《无线射频收发系统硬件设计》
无线射频(RF)技术在现代通信系统中扮演着重要角色,尤其在短程开放段无线通信中,它解决了双工通信终端的不对称问题。本文针对这一现象,提出了一种智能化的无线射频收发两用硬件终端系统的设计方案。
该系统的核心在于选用单片微控制器MSP430F1121和射频模块TRF6900。MSP430F1121是德州仪器(Texas Instruments)生产的超低功耗16位微控制器,其高效率和低功耗特性使其成为处理射频数据的理想选择。TRF6900则是集成的射频收发器,支持850到950 MHz的工作频率范围,覆盖了广泛的通信需求。其内置的发射和接收电路,以及低功耗模式,使得系统在保持高效运行的同时,降低了成本。
在接收过程中,从天线接收的信号通过低噪音放大器(LNA)进行预处理,然后进入混频器进行下变频至中频,再经过两级中频放大和解调,对于FM/FSK调制的信号,解调后的数据从DATA OUT输出;而对于ASK或OOK调制,信号会通过接收信号强度指示器(RSSI)解调,从RSSI OUT输出。
发射部分,数字基带信号通过直接数字频率合成器(DDS)调制到中频,经锁相环(PLL)倍频到射频,通过功率放大器增强后,通过天线发射出去。这个过程由微控制器精确控制,确保了信号的准确性和稳定性。
串行控制接口是TRF6900与MSP430F1121通信的关键。通过CLOCK、DATA和STOBE三部分,微控制器可以设置和控制TRF6900内部的寄存器,包括DDS参数和锁相环设置,实现对发射和接收模式的灵活配置。
数字基带部分由MSP430F1121微型控制器主导,它将模拟信号转化为适合射频传输的数字信号。MSP430F1121拥有丰富的外设,如基础时钟模块、定时器、模拟比较器等,便于实现智能控制和信号转换。
系统设计中,还需要对诸如鉴相器参考频率等参数进行精确计算,以确保锁相环的工作性能。鉴相器的参考频率通常由DDS的输出信号确定,而DDS(直接数字频率合成)技术允许生成精确且可编程的频率,适应不同通信标准的需求。
这个无线射频收发系统的设计实现了收发两端的对等使用,结构简洁,功耗低,适合广泛应用在无线网络终端设备中,如智能家居、物联网设备等,展现了无线射频技术在现代通信中的广泛潜力和实用性。