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　　引　言

　　目前無線通信應用已經涉及到各個領域，給人們的生活帶來了很大的方便。人們對無線通信應用的需求進一步推動了無線通信技術的快速發展。本文主要介紹比利時Melexis公司推出的高性能單片無線收發芯片TH71221的組成結構及其性能特點，并結合實例探討了該芯片的具體應用。

圖1 TPMS發射模塊與接收模塊的方框圖
　

　　TH71221的組成結構及其性能特點

　　TH71221的組成結構

　　TH71221是可編程無線收發芯片。它可應用于低功耗多通道或單通道半雙工數據傳輸系統，可工作在ISM頻段(300~930MHz)。在可編程用戶模式下，通過使用一個外部壓控振蕩變容二極管使它的最低工作頻率可低至27MHz。

　　TH71221的內部結構包括：可變增益的低噪聲放大器(LNA)、混頻器、中頻放大器、FSK解調器、運算放大器(OA1，OA¬2)、ASK解調器、控制邏輯串行接口(SCI)、功率放大器(PA)、鎖相環合成器等。它的主要模塊是一個可編程的鎖相環合成器，在發射模式下產生載波頻率，可以采用FSK/ASK兩種調制方式。在接收模式下產生本地振蕩信號，采用超外差接收方式。
　　
　　在接收模式下，TH71221可看成是一個傳統的超外差接收器。射頻輸入信號經低噪聲放大器放大后翻轉進入混頻器，通過混頻器混頻產生中頻(IF)信號。在中頻處理階段，該信號在送入解調器之前被放大和濾波。RSSI信號經過混頻后置于RSSI引腳上，解調后，TH71221從引腳OUT-DTA輸出解調信號。

　　在發送模式下，壓控振蕩器(VCO)輸出的信號直接送入功率放大器。壓控振蕩器的頻率此時就是載波頻率。

　　主要性能

　　TH71221的主要工作參數可由一個串行接口編程設定，使用非常方便并且具有靈活性。該芯片的接收靈敏度可達-105dBm(FSK)/-107dBm(ASK)，可編程輸出功率為-20dBm~+10dBm，在直接壓控振蕩調制模式下，最大數據數率可達115Kbps。FSK模式下，它的最大頻偏為+/-2.5~+/-80KHz。

　　TH71221有兩種不同的使用模式：單機用戶模式(SUM)和可編程用戶模式(PUM)。在單機用戶模式下，它可以配置成以下4個固定頻點之一：433.92MHz、868.3MHz、315MHz和915MHz。在可編程用戶模式下，它可工作在最低27MHz~930MHz的頻率范圍內，可通過SCI進行編程。

　　TH71221可以工作在4種不同的狀態下：待機狀態、發送狀態、接收狀態和空閑狀態。空閑狀態時僅振蕩器和鎖相環在工作，它的待機電流僅為50nA。它具有低電壓(2.2V-5.5V)，非常適合低功耗設計要求。該芯片所需的外圍元件非常少，所以它可以很方便地與一個微控制器加上少數外圍元件構成一個完整的RF收發系統。

　　TH71221在輪胎壓力監測系統中的應用

　　基于以上所論述的性能與特點，TH71221的應用非常廣泛，本文以輪胎壓力監測系統(TPMS)為例探討TH71221在無線RF中的應用。

　　TPMS是通過對汽車輪胎的氣壓、溫度等進行動態實時監測，在出現危險狀況時給予警報，從而有效預防爆胎、保障行駛安全的高科技產品。TPMS包括發射模塊和接收模塊兩部分。發射模塊由傳感器、MCU和RF IC組成。接收模塊由RF IC、MCU及顯示控制與接口控制部分組成。通過選擇合適的傳感器、MCU、顯示驅動芯片與接口驅動芯片，可以方便地構成TPMS的硬件電路，配合基于TPMS的軟件控制，則可以實現TPMS所需的各種功能。

　　TPMS的基本原理是：在發射模塊，傳感器感應輪胎的壓力、溫度、加速度等信息并通過接口電路送至MCU，再由MCU控制傳送給TH71221后發射出去。在接收模塊，TH71221接收來自發射模塊的信息，傳送給MCU，MCU經過相應的處理后驅動顯示設備以顯示所接收信息。

　　由TH71221組成的TPMS發射模塊與接收模塊的方框圖如圖1所示。