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ADI 公司的ADF7023-J是一款超低功耗、高性能、高集成度2FSK/GFSK/MSK/GMSK收發(fā)器，工作頻率為902 MHz ~958MHz，包括ARIB標(biāo)準(zhǔn)T96頻帶（950MHz）。支持的數(shù)據(jù)速率為1 kbps ~300kbps。
發(fā)送RF合成器包括VCO和低噪音分?jǐn)?shù)N鎖相環(huán)（PLL），輸出通路頻率分辨率為400Hz。VCO在2倍于基頻的頻率下運行，從而減少了雜散發(fā)射?？梢宰詣?、獨立地配置接收與發(fā)送合成器帶寬，從而實現(xiàn)了最佳相位噪聲、調(diào)制質(zhì)量和穩(wěn)定時間。發(fā)送器輸出功率為-20dBm~+13.5dBm，可編程，具有自動PA修整功能，符合瞬態(tài)雜散規(guī)范的要求。該產(chǎn)品具有單端和差分PA，實現(xiàn)了Tx天線分集。
接收器具有較好的線性，在最大和最小增益下的IP3指標(biāo)分別為-12.2dBm和-11.5dBm，IP2為18.5dBm和27dBm。接收器在±2 MHz和±10 MHz偏移下分別實現(xiàn)了66dB和74dB的干擾阻塞指標(biāo)。因此，產(chǎn)品能夠在特別嘈雜的環(huán)境下阻塞干擾信號。接收器采用新型高速AFC環(huán)路，讓PLL能夠找出并糾正回收數(shù)據(jù)包內(nèi)的任何RF頻率誤差?？梢酝ㄟ^下載圖像載波抑制校準(zhǔn)固件模塊獲取圖像載波抑制校準(zhǔn)方案，進而對RAM進行編程。一旦啟動，算法無需使用外部RF源，也無需任何用戶干預(yù)。
校準(zhǔn)結(jié)果可以保存在非易失性存儲器內(nèi)，供后來收發(fā)器加電之用。ADF7023-J的電源電壓范圍為1.8 V ~3.6V，在Tx和Rx模式下都具有超低功耗，為電池供電系統(tǒng)實現(xiàn)了長使用壽命，同時保持了出色的RF性能。器件可以進入低功耗休眠模式，在這種模式下，其配置設(shè)置保存在電池后備隨機存取存儲器（BBRAM）內(nèi)。
圖1 ADF7023-J功能方框圖
圖2 2FSK/GFSK/MSK/GMSK解調(diào)器和AFC架構(gòu)圖
ADF7023-J采用超低功耗、片上通信處理器。該通信處理器屬于8位RISC處理器，具有無線電控制、數(shù)據(jù)包管理和智能喚醒模式（SWM）功能。通信處理器通過整合典型通信協(xié)議堆棧的低層而減輕了伴侶處理器的處理負擔(dān)。通信處理器還允許下載和執(zhí)行一組固件模塊，包括圖像載波抑制（IR）校準(zhǔn)、高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）加密和Reed- Solomon編碼。通信處理器為主處理器提供了基于簡單命令的無線電控制接口。單字節(jié)命令在狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換無線電，或者執(zhí)行無線電功能。
通信處理器支持通用數(shù)據(jù)包格式。數(shù)據(jù)包格式非常靈活，并且完全可編程，從而確保了它與專用數(shù)據(jù)包的兼容性。在發(fā)送模式下，可以配置通信處理器以便為存儲在數(shù)據(jù)包RAM內(nèi)的有效負載數(shù)據(jù)添加前同步碼、同步字和CRC。在接收模式下，通信處理器可以在接收前同步碼、同步字、地址與CRC時檢測和中斷主處理器，并將接收的有效負載存儲到數(shù)據(jù)包RAM內(nèi)。ADF7023-J采用由MAC級中斷和PHY級中斷（可以單獨設(shè)置）組成的高效中斷系統(tǒng)?？梢岳肕anchester或8b/10b編碼對有效負載數(shù)據(jù)和16位CRC進行編碼/解碼。換句話說，可以使用數(shù)據(jù)白化和反白化。
圖3 ADF7023-J典型應(yīng)用電路圖
利用內(nèi)部喚醒定時器，SWM能夠自發(fā)地將ADF7023-J從休眠狀態(tài)喚醒，而無需主處理器進行干預(yù)。喚醒之后，ADF7023-J受控于通信處理器。這種功能可以在主處理器處于休眠狀態(tài)時實現(xiàn)載波感應(yīng)、數(shù)據(jù)包偵探和數(shù)據(jù)包接收，從而降低了系統(tǒng)總電流消耗。滿足中斷條件時，智能喚醒模式可以將主處理器喚醒?？梢詫@些中斷條件進行配置，包括接收有效前同步碼、同步字、CRC或地址匹配。還可以利用主處理器觸發(fā)將器件從休眠模式喚醒。對于那些需要高精度喚醒時序的系統(tǒng)而言，32kHz振蕩器可用于驅(qū)動喚醒定時器。換句話說，可以使用內(nèi)部RC振蕩器降低休眠模式下的電流消耗。
ADF7023-J采用具有硬件加速功能的AES引擎，提供了128位分塊加密/解密，密鑰長度為128位、192位和256位。
支持電子源碼書（ECB）和密碼鏈塊模式1（CBC模式1）。AES引擎可用于給包數(shù)據(jù)加密/解密，也可被主處理器用作獨立加密/解密引擎。在ADF7023-J上，可以通過下載AES固件模塊來啟動AES引擎，進而對RAM進行編程。片上8位ADC提供了外部模擬輸入讀回、RSSI信號或集成式溫度傳感器。只要電池電壓降至用戶定義的閾值以下，集成式電池電壓監(jiān)控器就會向主處理器發(fā)出中斷標(biāo)志。
圖4 ADF7023-J分離的單端PA和LNA匹配電路圖
圖5 ADF7023-J組合的單端PA和LNA匹配電路圖
ADF7023-J的主要特性
? 超低功耗、高性能收發(fā)器
? 頻帶：902 MHz ~958MHz
? 支持的數(shù)據(jù)速率：1 kbps ~300kbps
? 電源電壓范圍：1.8 V ~3.6V
? 單端和差分功率放大器（PA）
? IF帶寬可編程的低IF接收器
? 100kHz、150kHz、200kHz和300kHz
? 接收器靈敏度（BER）
- 1.0kbps，2FSK和GFSK下， 靈 敏度為116dBm
-在38.4kbps，2FSK和GFSK下， 靈敏度為107.5dBm
-在50kbps，2FSK和GFSK下，靈敏度為106.5dBm
-在100kbps，2FSK和GFSK下，靈 敏度為105dBm
-在150kbps，GFSK和GMSK下，靈敏度為104dBm
-在200kbps，GFSK和GMSK下， 靈敏度為103dBm
-在300kbps，GFSK和GMSK下， 靈敏度為100.5dBm
? 超低功耗
-在PHY_RX模式（最大前端增益）下，功耗為12.8mA
-在PHY_RX模式（AGC斷開，ADC 斷開）下，功耗為11.9mA
-在PHY_TX模式（10dBm輸出，單端PA）下，功耗為24.1mA
-在PHY_SLEEP模式（32kHz RC振蕩器運行）下，功耗為0.75μA
-在PHY_SLEEP模式（32kHz XTAL振蕩器運行）下，功耗為1.28μA
-在PHY_SLEEP模式（深度休眠模式1）下，功耗為0.33μA
? RF輸出功率：0dBm ~ +13.5dBm（單端PA）
? RF輸出功率：0dBm ~ +10dBm（差分PA）
? 獲得專利的高速自動頻率控制（AFC）
? 數(shù)字接收信號強度指示（RSSI）
? 集成式PLL環(huán)路濾波器和Tx/Rx開關(guān)
? 高速自動電壓控制振蕩器（VCO）校準(zhǔn)
? 自動合成器帶寬優(yōu)化
? 片上、低功耗、定制8位處理器
? 無線電控制
? 數(shù)據(jù)包管理
? 智能喚醒模式
? SPORT模式支持
? 到Tx和Rx數(shù)據(jù)的高速同步串行接口，可以直接連接處理器與DSP
? 數(shù)據(jù)包管理支持
? 靈活支持各種數(shù)據(jù)包格式
? 插入/檢測前同步碼/同步字/CRC/地址
? Manchester和8b/10b數(shù)據(jù)編碼與解碼
? 數(shù)據(jù)白化
? 智能喚醒模式
? 具有自發(fā)接收器喚醒、載波感應(yīng)和數(shù)據(jù)包接收功能的節(jié)流型低功耗模式
? 可下載固件模塊
? 圖像載波抑制校準(zhǔn)、全自動（專利申請中）
? 128位AES加密/解密，硬件加速，密鑰長度為128位、192位和256位
? 利用面向Tx/Rx數(shù)據(jù)的硬件加速240字節(jié)數(shù)據(jù)包緩沖器進行Reed-Solomon誤差校正
? 具有塊讀/寫訪問功能的高效SPI控制接口
? 集成式電池報警和溫度傳感器
? 集成式RC和32.768kHz晶體振蕩器
? 片上8位ADC
? 5 mm × 5 mm、32引線、LFCSP封裝
ADF7023-J的應(yīng)用
? 智能電表
? IEEE 802.15.4g
? 家庭自動化
? 過程和建筑物控制
? 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）
? 無線保健設(shè)備
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工商網(wǎng)監(jiān)
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