藍(lán)牙無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器Siw1701原理與應(yīng)用

　　摘要：Siw1701無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器是用來(lái)解決藍(lán)牙無(wú)線通信用的單片集成電路。芯片內(nèi)部包含一個(gè)2.4GHz無(wú)線電收發(fā)器、GFSK調(diào)制解調(diào)器和數(shù)字控制功能電路。Siw1701可與Siw1750/1760鏈接控制或者其它微控制器組合，構(gòu)成藍(lán)牙無(wú)線通信產(chǎn)品。

　　關(guān)鍵詞：藍(lán)牙 調(diào)制解調(diào)器 嵌入式 無(wú)線收發(fā)器

1 SiW1701簡(jiǎn)介

　　SiW1701無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器是Silicon Wave's Odyssey公司推出的用來(lái)解決藍(lán)牙無(wú)線通信用的IC，頻率范圍2400～2800MHz，接收機(jī)靈敏度-80～85dBm，射頻輸出發(fā)射功率-4～+4dBm，睡眠模式電流消耗7～90μA。SiW1701完全符合藍(lán)牙1.1規(guī)格，適合2級(jí)或3級(jí)發(fā)射功率分類，或者有外部電路的一級(jí)功率分類。直接轉(zhuǎn)換的無(wú)線電結(jié)構(gòu)與集成的VCO和頻率合成器只需要很少外部組件。集成的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換在無(wú)線電和GFSK調(diào)制解器之間I/O信號(hào)。完整的GFSK調(diào)制解調(diào)器包含數(shù)字調(diào)制器。信道時(shí)限校正和比特限制器。集成的0dBm發(fā)射激勵(lì)器（末級(jí)前置放大器），有8個(gè)輸出功率等級(jí)控制。通過(guò)數(shù)字接口可與藍(lán)牙控制器Ics直接接口。對(duì)功耗進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，睡眠模式電流消耗7～90μA。工作溫度-40～+85℃。


圖1 SiW1701內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖

　　SiW1701無(wú)線電解調(diào)器適合所有需要一個(gè)無(wú)線電連接的應(yīng)用。它是應(yīng)用了藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)、低功率和高性價(jià)比的方案�？蓱�(yīng)用于手持移動(dòng)電話及其附件、辦公電腦、筆記本電腦和打印機(jī)、PDAs（個(gè)人數(shù)字助理）、個(gè)人備忘記事本和移媒體設(shè)備、數(shù)字相機(jī)和游戲手柄，遙控車鎖等。

2 SiW1701內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

　　SiW1701采用MLF-48封裝，內(nèi)部結(jié)解調(diào)器內(nèi)，為了轉(zhuǎn)換到一個(gè)外部設(shè)備，使用數(shù)據(jù)檢測(cè)和定時(shí)恢復(fù)回路來(lái)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。發(fā)射進(jìn)程控制恰好以相反的順序進(jìn)行。數(shù)據(jù)控制功能和一個(gè)編程接口，允許無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器控制和一個(gè)柔性的接口一起，連接到外置藍(lán)牙鏈接控制器芯片上。為了有效地進(jìn)行功率控制，此無(wú)線電的每個(gè)部分都可在不用時(shí)被關(guān)閉。主時(shí)鐘基準(zhǔn)和低功率時(shí)鐘用來(lái)提供時(shí)鐘信號(hào)到外部設(shè)備和SiW1701。發(fā)射的信號(hào)是被GFSK調(diào)制過(guò)的數(shù)據(jù)，在芯片產(chǎn)生一個(gè)+4dBm的無(wú)線電輸出，并允許提供給外置放大器一個(gè)功率控制信號(hào)。

（1）無(wú)線電接口

　　無(wú)線電接口允許通過(guò)一個(gè)外部線路與發(fā)射和接收藍(lán)牙無(wú)線電信號(hào)的天線連接；可以使用外部發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換和功率放大器的控制信號(hào)；需要外部阻抗匹配和不平衡變壓器回路完成接到天線的接口。信號(hào)描述如表1所列。

表1 信號(hào)描述


（2）調(diào)制解調(diào)器接口

　　調(diào)制解調(diào)器接口在SiW1701和外部控制器IC之間傳輸藍(lán)牙數(shù)據(jù)。SiW1701上的可編程接口可以被設(shè)置成多種操作模式。接口的編程是通過(guò)內(nèi)置寄存器實(shí)現(xiàn)的。調(diào)制調(diào)解器接口信號(hào)說(shuō)明如表2所列。

（3）時(shí)鐘信號(hào)

　　32MHz時(shí)鐘用來(lái)作為射頻電路的基準(zhǔn)，也為大部分內(nèi)部數(shù)字電路提供時(shí)鐘信號(hào)和為外部處理器提供定時(shí)信號(hào)，說(shuō)明如表3所列。

表2 調(diào)制調(diào)解器接口信號(hào)說(shuō)明


表3時(shí)鐘信號(hào)


（4）串行編程接口

　　通過(guò)串行編程接口（SPI）來(lái)訪問(wèn)SiW1701IC的內(nèi)部寄存器。SPI是一個(gè)可以由時(shí)鐘控制加速到4MHz的同步串行接口。SPI通信使用4種信號(hào)，見表4所列。

表4 SPI可編程接口


（5）其它I/O

　　表5中的引腳由無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器的各種模擬和數(shù)據(jù)電路使用。

表5 其它I/O


表6 電源和接地引腳


（6）電源和接地

　　SiW1701的數(shù)字和模擬電路建議使用單獨(dú)的3V電源。電源和接地引腳如表6所列。另外，芯片的中心有一個(gè)可提供更好接地功能的接地腳。


圖3 SiW1701應(yīng)用電路

3 應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

　　操作中，需要SiW1701芯片的無(wú)線電和調(diào)制解調(diào)器接口、串行編程接口（SPI）和2個(gè)時(shí)鐘輸入。無(wú)線接口允許通過(guò)一個(gè)外部電路與發(fā)射和接收藍(lán)牙無(wú)線電信號(hào)的天線連接；可以使用外部發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換和功率放大器的控制信號(hào)；需要外部阻抗匹配和不平衡變壓器回路來(lái)完成接到天線的接口。調(diào)制解調(diào)器接口在SiW1701和基帶控制器芯片之間傳輸外部控制的藍(lán)牙數(shù)據(jù)。SiW1701上的可編程接口可以根據(jù)需要設(shè)備成多種操作模式。接口的編程是通過(guò)內(nèi)置寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。32MHz時(shí)鐘是作為射頻電路時(shí)鐘基準(zhǔn)，為大部分內(nèi)部數(shù)字電路提供時(shí)鐘信號(hào)，也為外部處理器提供定時(shí)信號(hào)。串行編程接口用來(lái)訪問(wèn)SiW1701芯片的內(nèi)部寄存器。SPI是一個(gè)可以由時(shí)鐘控制加速到4MHz的同步串行接口。SPI通信使用4種信號(hào)。SPI_SS，低電平有效，它改變SiW1701選擇。注意在每次數(shù)據(jù)發(fā)射后，不必終止串行時(shí)鐘。