二、外圍元件的選擇

nRFTM收發(fā)器的外圍包括RF前端（天線(xiàn)匹配網(wǎng)絡(luò)）及鎖相環(huán)PLL電路（包括晶體振蕩器、VCO電感和環(huán)路濾波電路）。外圍元件是實(shí)現(xiàn)nRFTM器件功能的關(guān)鍵要素。這些元件的品質(zhì)和精度直接影響器件的整體性能。

1．晶 體

RF器件對(duì)晶體的要求通常比典型的微控制器更高。晶體必須具備：

●fo：晶體振蕩頻率；

●CO：晶體的并行等效電容；

●ESR：晶體等效串聯(lián)阻抗；

●Cl：晶體負(fù)載電容；

●室溫下絕對(duì)頻率精度容差；

●穩(wěn)定度：頻率的溫度穩(wěn)定性。

對(duì)于nRF器件，晶體總的容差（絕對(duì)容差和穩(wěn)定度的和）將直接影響器件之間的通信效果。如果發(fā)送端和接收端器件的頻率偏差很大，接收器將會(huì)把所發(fā)送的信號(hào)當(dāng)作噪聲濾掉。圖1 - 135所示為晶體引起的頻率誤差與信號(hào)輻射強(qiáng)度的關(guān)系示意圖，當(dāng)頻率誤差超過(guò)3.5×10 -5時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)迅速下降。

為降低成本和減小PCB面積，通?？煽紤]多個(gè)器件共用晶體。如圖1- 136所示，nRF40x和微控制器共用同一個(gè)晶體。

2.VCO電感

nRFTM器件的片內(nèi)壓控振蕩器（ VCO）產(chǎn)生器件工作的所有RF頻率，因此是一個(gè)非常關(guān)鍵的部分。VCO的額定工作頻率由公式確定。

由于VCO的片內(nèi)部分將VC01和VC02引腳之處的整個(gè)電路視作其VCO電感，因此，LC電路將包括以下幾部分：

●片內(nèi)電路；

●外部VCO電感；

●連接芯片和VCO電感的線(xiàn)路電感；

●VCO電感到地線(xiàn)層線(xiàn)路的寄生電容。

可見(jiàn)電感的取值和放置位置是相當(dāng)重要的。VCO電感的品質(zhì)因數(shù)Q值對(duì)VCO內(nèi)部的相位噪聲和電壓擺幅也起著決定作用。如果Q值太小，VCO甚至不能啟振。對(duì)于nRFTM收發(fā)器，要求Q值為40～45，電感量的精度應(yīng)控制在2%之內(nèi)。

3．環(huán)路濾波電路

環(huán)路濾波電路用于保證提供給VCO -個(gè)穩(wěn)定的控制電壓。因此，屏蔽外部噪聲是十分重要的，尤其是低頻《50 kHz）高幅值數(shù)字信號(hào)對(duì)濾波器的干擾如果不能被有效濾除，將直接影響VCO的穩(wěn)定工作。因此，不要在環(huán)路濾波器附近布置數(shù)字線(xiàn)路，而應(yīng)在其周?chē)贾玫鼐€(xiàn)平面加以屏蔽，使數(shù)字信號(hào)線(xiàn)盡量遠(yuǎn)離。同時(shí)，為獲得良好的環(huán)路濾波性能，連接到地的濾波元件應(yīng)直接連接到地線(xiàn)層，而不要通過(guò)走線(xiàn)或公共過(guò)孔。環(huán)路濾波器的電壓應(yīng)在各器件數(shù)據(jù)手冊(cè)所述的極限指標(biāo)范圍內(nèi)，nRF401/403應(yīng)在引腳4，而nRF903應(yīng)在引腳3上測(cè)量到電壓為1.1±0.2 V。

4．天 線(xiàn)

當(dāng)器件處于接收模式時(shí)，引腳ANT1和ANT2提供LNA（低噪聲放大器）的RF輸入；而在發(fā)送模式時(shí)，提供PA（功率放大器）的RF輸出。天線(xiàn)的連接可采用差分平衡方式。建議天線(xiàn)端口的負(fù)載阻抗取為400 Ω，比起標(biāo)準(zhǔn)的50 Ω，增大阻抗可以提高發(fā)射功率／耗用電流的比率。圖1 - 137和圖1- 138分別為采用在板差分環(huán)形天線(xiàn)的nRF401/403和nRF903的典型應(yīng)用電路。在板天線(xiàn)直接用PCB線(xiàn)路作天線(xiàn)，成本低，方向性較好，對(duì)人體不敏感，但增益較低。環(huán)形天線(xiàn)通常應(yīng)用于相對(duì)較窄的帶寬，有助于抑制強(qiáng)的不需要的信號(hào)，以免干擾接收器。對(duì)于50Ω的單端天線(xiàn)或測(cè)試儀器可以用如圖1- 139和圖1- 140所示的差分到單端匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。