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nRF401無線收發(fā)芯片的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-2所示：芯片內(nèi)包含有發(fā)射功率放大器（PA）、低噪聲接收放大器（LNA），晶體振蕩器（OSC），鎖相環(huán)（PLL），壓控振蕩器（VCO），混頻器（MIXER）等電路[2]。
圖3-2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖
在接收模式中，RF輸入信號被低噪聲放大器（LNA）放大，經(jīng)由混頻器（MIXER）變換，這個被變換的信號在送入解調(diào)器（DEM）之前被放大和濾波，經(jīng)解調(diào)器解調(diào)，解調(diào)后的數(shù)字信號在DOUT端輸出。在發(fā)射模式中，壓控振蕩器（VCO）的輸出信號是直接送入到功率放大器（PA），DIN端輸入的數(shù)字信號被頻移鍵控后饋送到功率放大器輸出。由于采用了晶體振蕩器和PLL合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好。
3.1.3 特點
nRF401是一個單片RF收發(fā)芯片，工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻率433MHz；具有FSK調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制應(yīng)用；采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好；最大發(fā)射功率達+10dBm，數(shù)據(jù)速率可達20kb/s；具有2個信號通道，適合需要多信道工作的特殊場合；工作電壓在+3～5V之間，最低工作電壓為2.7V；它還提供進一步降低電流消耗的待機模式，接收待機狀態(tài)僅為8μA；僅需外接一個晶體和幾個阻容、電感元件，即可構(gòu)成一個完整的射頻收發(fā)器。nRF401接收機使用頻移鍵控(FSK)調(diào)制方式，改善了噪聲環(huán)境下的系統(tǒng)性能。與幅移鍵控(ASK)方式相比，這種方式的通信范圍更廣，特別是在附近有類似設(shè)備工作的場合。
3.2 FSK調(diào)制[3]
本系統(tǒng)中的nRF401是具備FSK調(diào)制的無線收發(fā)芯片。所謂FSK調(diào)制，就是頻移鍵控，又稱數(shù)字頻率調(diào)制，是數(shù)字通信調(diào)制方式的一種，由于其方法簡單、易于實現(xiàn)、抗噪聲和抗衰落性能較強以及解調(diào)不須恢復(fù)本地載波等優(yōu)點而在現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)的低、中速數(shù)據(jù)傳輸中得到廣泛得應(yīng)用。
3.2.1 產(chǎn)生原理
頻率鍵控法就是利用矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路，對于兩個不同的獨立頻率源進行選通。它有兩個獨立的振蕩器，數(shù)字基帶信號控制開關(guān)，選擇不同頻率的高頻振蕩信號實現(xiàn)FSK調(diào)制。圖3-3為頻率鍵控法原理框圖。
圖3－3 頻率鍵控法原理框圖
以二進制數(shù)字頻率調(diào)制為例，當(dāng)數(shù)字信號為“1”時，正脈沖是控制門 1 接通，門 2 斷開，輸出頻率 f1；數(shù)字信號為“0”時，門 1 斷開，門 2 接通，輸出頻率 f2 。如果產(chǎn)生f1，f2 的兩個震蕩器是互相獨立的，則輸出 2FSK 信號的相位是不連續(xù)的。震蕩器的頻率 f1，f2 可以直接是所需的載頻，也可以是低頻范圍通過混頻、倍頻方式搬移到載頻范圍。
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