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的值使在它上面的电压降小于0。1V 。
为了实现 ASK 操作，PA/DATAASK 脚的功能是控制功率放大器 PA 导通或关断。分压
网络上的R1 和 R2 是确定 V ，以此达到选择发射器的输出功率。假如想得到最大发射器输
PS
出功率可以把引脚GP0 和 PA/DARAASK 直接连接起来。
在 FSK 的操作中，PS/DATAASK 脚只能作为功率选择脚（PS ）使用。一个 20 uA 的内
部电流源输出电流流入 PS/DATAASK 脚，通过电阻 R2 产生一个电压降，作为功率控制电压
（
V ）控制发射输出功率。V 控制 PA 的偏置电流，高的发射功率需要较大的偏置电流。
PS PS
逻辑控制模式脚 RFENIN 控制着发射器的操作。当 RFENIN=1 时，发射器和 CLKOUT
工作。当 RFENIN=0 时，发射器和 CLKOUT 进入待机模式。在待机模式时发射机只需很小
的电流消耗。REFNIN 脚在内部有一个下拉电阻。
1。4。4 应用电路设计
一个 FSK 的应用电路如图 1。4。7 所示，工作频率 433。92 MHz ，输出功率＋2 dBm 。电路可
根据控制输入信号来发射微控制器内的数据。
印制电路板设计时应注意：需要提供一个低阻抗电源和最小噪声辐射的地线。要求使用
双面 PCB 板，并把地线平面放在底层以减少无线电的辐射和串扰。旁路电容应尽量靠近相应
电源引脚VDD 和 VDDRF 。用一个单独的 PCB 通孔连接 VSS 和 VSSRF 。千万不要把 PCB 通
孔与复合地线相连。为减少电路中的分布电容，应避免平行线路的出现。线路应越短越好。
防止耦合应独立其各组成部分。使用接地线使各信号隔离、屏蔽时钟输出线、隔离 CLKOUT
信号和减少耦合。回路滤波器的组成部分尽可能地放在离 LF 脚近的地方，并保持线路尽可
能短。发射天线可印制在 PCB 上。
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·31 ·
图 1。4。7 FSK 的应用电路
1。5 315 MHz～433 MHz FSK/FM/ASK 发射器芯片
TH7107 的原理与应用电路设计
1。5。1 概述
TH7107 是一个单片 FSK/FM/ASK 发射器芯片，可工作在 310 MHz～440 MHz 频段，芯
片内集成了晶体振荡器、压控振荡器（VCO ）、相频检波器、分频器、功率放大等电路。
FSK/FM/ASK 调制，FSK 调制通过拉动晶振进行调制，（DC～20 kb/s ），ASK 调制通过开/关
内部的功率放大器完成，
FM 调制利用外接的变容二极管。电源电压为2。1～5。5V，电流为4。8～
11。5mA，提供低功耗模式，可为微控制器提供分频的时钟输出，输出功率为…12～＋2 dBm，
符合 EN 300 220 及类似标准。可用于无钥匙进入系统、遥控遥测系统、数据通信系统和安防
系统等。
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·32 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
1。5。2 主要性能指标
TH7107 主要性能指标如表 1。5。1 所示。
表1。5。1 TH7107 主要性能指标
参 数 最 小 值 典 型 值 最 大 值 单 位
电源电压 2。2 5。5 V
工作温度 …40 ＋85 ℃
XOSC 频率 9。7 13。75 MHz
VCO 频率 310 440 MHz
时钟频率 2。4 3。4 MHz
待机电流 0。05 0。1 uA
工作电流 6 9 12 mA
输入高电平 0。7 V V ＋0。3 V
CC CC
输入低电平 …0。3 0。3 V V
CC
FSK 频偏 ±5 ±30 ±100 kHz
FSK 数据速率 20 kb/s
FM 频偏 ±6 kHz
ASK 数据速率 40 kb/s
VCO 增益 200 MHz/V
启动时间 1。2 ms
1。5。3 芯片封装及引脚功能
TH7107 采用 FC （QSOP16 ）封装，如图 1。5。1 所示。各引脚功能分别介绍如下。
图 1。5。1 TH7107 的引脚封装形式
引脚 1：LF1 ，充电泵输出，连接到回路滤波器。
引脚 2 ：SUB，地。
引脚 3 ：DATA ，FSK 数据输入。
引脚 4 ：RO2 ，晶体振荡器电路FSK 引入端。
引脚 5：RO1 ，晶体振荡器电路连接到晶体振荡器。
引脚 6 ：ENTX ，模式控制输入。
引脚 7 ：ENCK ，模式控制输入。
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第1 章 射频发射器芯片原理与应用电路设计 ·33 ·
引脚 8：CKOUT，时钟输出。
引脚 9 ：PS ，电源选择和ASK 输入。
引脚 10：VCC ，电源。
引脚 11：VEE ，地。
引脚 12：OUT2，差分功率放大器输出，集电极开路。
引脚 13：OUT1，差分功率放大器输出，集电极开路。
引脚 14：VEE ，地。
引脚 15：VCC ，电源。
引脚 16：LF2 ，压控振荡器调谐输入，连接到回路滤波器。
1。5。4 内部结构与工作原理
TH7108 内部结构框图如图 1。5。2 所示。芯片内包含发射功率放大器（PA ）、晶体振荡
器（XOSC ）、压控振荡器（VCO ）、相频检波器（PFD ）、分频器（÷32 ）、充电泵（CP ）、
电源电路（PS ）、FSK 开关（SW ）等电路。锁相环（PLL ）合成器由压控振荡器（VCO ）、
分频器、相频检波器、充电泵和回路滤波器（LF ）组成，在LF 端外接的回路滤波器决定
PLL 的动态性能。VCO 的振荡器信号被馈送到分频器和功率放大器，分频器的分频比是
32 。晶体振荡器（XOSC ）作为 PLL 合成器的基准振荡器。射频发射功率 Po 从…12～＋2 dBm
分 6 档，可以通过改变电阻 R 或者改变在 PS 引脚端的电压 V 调节。集电极开路的差动
ps ps
输出（OUT1 ，OUT2 ）能被用来直接驱动环形天线或者通过平衡和不平衡变换器转换为
单端输出。发射器的载波频率f c 是由晶体振荡器的基准频率f ref 决定的，集成的 PLL 合成
器利用f ref = f c/N （N=32 ，分频器系数） ，保证在 310 MHz～440 MHz 的频率范围内的每一
个射频频点能够实现。
图 1。5。2 TH7107 的内部结构框图
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·34 · 射频集成电路芯片原理与应用电路设计
晶体振荡器作为PLL 的基准振荡器。FSK 调制通过拉动晶振的频率完成。FSK 调制时，
数据流加到 DATA 端，在数据= “LOW ”（低电平）时，外接的电容器CX2 被芯片内开关连
接到与 CX1 并联，晶体振荡器的频率被设置到振荡频率的低端f min ；在数据= “HIGH ”（高
电平）时，外接的电容器 CX2 被芯片内开关断开与 CX1 的并联，晶体振荡器的频率被设置
到振荡频率的高端f max ，实现 FSK 调制。两个外接的电容器 CX1 和 CX2 允许独立的调节 FSK
的频偏和中心频率。FM 调制需要一个外接的变容二极管，作为一个电容被串接到晶体振荡
器回路中，模拟信号通过一个串联电阻直接调制晶体振荡器。ASK 调制时，数据信号直接加
PS 端，利用数据信号控制功率放大器（PA ）“导通”和“关断”，完成ASK 调制。
功率放大器（PA ）的输出功率可以通过改变PS 端的外接电阻 RPS 的数值或改变在PS 端
的电压 V 完成。