蓝牙无线收发器T2901及其应用

    摘要：T2901是ATMEL公司生产的蓝牙无线收发器，它采用TEMIC半导体先进工艺制造，可应用于2.45GHz ISM频带。文中介绍了T2901的结构特点、引脚排列和工作原理，并在最后给出了其典型应用电路。

    关键词：T2901;蓝牙；无线收发

１ T2901简介

Ｔ２９０１是采用ＴＥＭＩＣ半导体先进工艺制造的２．４５ＧＨｚ ＩＳＭ频带蓝牙收发器，片内含有频率合成器、压控振荡器、镜像抑制混频器、斜坡信号发生器和辅助的稳压器。发射器采用先进的闭环调制技术，发射器功率放大器输出功率为＋３ｄＢｍ。电源电压范围为２．７Ｖ～３．３Ｖ（芯片外附加的ＰＮＰ晶体管的工作电压为６Ｖ）。该芯片只需要几个低成本的外部元件即可工作，不需要机械调谐。

２　主要技术特性

Ｔ２９０１的工作电压为２．７～３．３Ｖ，典型值为３Ｖ；ＴＸ端的总供电电流为６４ｍＡ，ＲＸ端的总供电电流为６９ｍＡ，待机电流在１～１００μＡ之间。最大输出功率３～５ｄＢｍ，最小输出功率－２７ｄＢｍ。逻辑输入引脚输入高电平１时，电压最小值１．５Ｖ；输入低电平０时，电压最大值０．５Ｖ；逻辑输入电流－５～５μＡ。

３　芯片封装与引脚功能

Ｔ２９０１采用ＴＱＦＰ－４８封装，引脚排列如图１所示。

４　内部结构与工作原理

Ｔ２９０１的内部结构框图如图２所示，芯片内部包含有低噪声放大器（ＬＮＡ）、镜像抑制混频器（ＩＲ ＭＩＸ-ＥＲ）、一级中频放大器（ＩＦ ＡＭＰ１）、二级中频放大器（ＩＦ ＡＭＰ２）、用于解调调谐的Ｄ／Ａ转换器（ＤＡＣ）、基带滤波器（ＢＢＦ）、ＲＳＳＩ（接收信号强度指示器）、压控振荡器（ＶＣＯ）、ＶＣＯ的电压基准（ＶＣＯ ＲＥＧ）、基准计数器（ＲＣ）、ＰＣ（可编程计数器）、鉴相器（ＰＤ）、充电泵（ＣＰ）、斜坡电压信号发生器（ＲＡＭＰ ＧＥＮ）、调制补偿电路（ＭＣＣ）、发射数据高斯滤波器（ＧＦ）、辅助稳压器（ＡＵＸ ＲＥＧ）、发射功率放大器（ＴＸ ＰＡ）、３线式总线（３－ＷＩＲＥ ＢＵＳ）、控制逻辑电路（ＣＴＲＬ ＬＯＧＩＣ）等。

（１）接收器

ＲＦ＿ＩＮ引脚的ＲＦ输入信号馈送到镜像抑制混频器，镜像抑制混频器的差分输出端ＭＩＸＥＲ＿ＯＵＴ１和ＭＩＸＥＲ＿ＯＵＴ２ 驱动中心频率为１１１ＭＨｚ的ＩＳ－ＳＡＷ滤波器。ＩＦ放大器ＩＦ＿ＡＭＰ１和ＩＦ＿ＡＭＰ２（具有ＲＳＳＩ功能）通过引脚ＩＦ＿ＴＡＮＫ连接到外部谐振回路，从而把信号传输到解调器ＤＥＭＯ并通过基带滤波器ＢＢ输出。为了使解调器调谐，芯片内集成了一个５位Ｄ／Ａ转换器以控制片上变容二极管。

（２）发射器

ＴＸ＿ＤＡＴＡ引脚的发射数据通过集成的高斯滤波器（ＧＦ）滤波后，馈送到具有２倍输出频率的压控振荡器（ＶＣＯ）。调制后，信号被２分频，并通过ＴＸ／ＲＸ转换开关到达发射功率放大器（ＴＸ ＰＡ）。这个受控的功率放大器可在ＴＸ＿ＯＵＴ引脚上输出＋３ｄＢｍ的功率。斜坡电压发生器ＲＡＭＰ ＧＥＮ 由ＲＡＭＰ＿ＯＵＴ引脚为外接功率放大器的斜坡电压信号提供。斜坡电压信号的斜率由ＲＡＭＰ＿ＳＥＴ脚上的电容来控制。

图2

    （３）合成器

镜像抑制混频器（ＩＲ ＭＩＸＥＲ）、ＴＸ驱动器和可编程计数器ＰＣ是由集成的ＶＣＯ（包括片上电感和变容二极管）驱动的。３位Ｄ／Ａ转换器用来预置所要求的频率，Ｄ／Ａ的输出信号分频后，给ＴＸ ＩＲＭＩＸＥＲ 、ＩＲＭＩＸＥＲ 的０／９０°移相器、ＰＣ的鉴相器ＰＤ提供所需的频率。利用基于调制补偿电路ＭＣＣ的先进的闭环调制概念，可以实现无约束多时隙操作。

（４）电源

为了获得最小干扰和最大的信号隔离度，使用了一个带外部ＰＮＰ晶体管的能隙稳压器。另外３个独立的内部稳压器可提供多级低功耗和省电模式。

（５）ＭＣＣ 的预置和发射器的高斯发射滤波器

在对ＰＬＬ编程后（３总线使能输入置为高电平），到数据前同步码开始前的这段时间内，发送对称、交替的１／０数据流。

（６）串行程序总线

基准计数器和可编程计数器都能通过３线式总线进行编程（ＣＬＯＣＫ、ＤＡＴＡ和 ＥＮＡＢＬＥ）。

图3

５　典型应用电路

Ｔ２９０１的典型应用电路如图３所示。