蓝牙无线局域网芯片RF2968接口电路设计与实现要点

RF2968是一款专为蓝牙应用设计的收发机，它能在2.4GHz频段工作，完全符合蓝牙无线电规范1.1版本的要求。这款设备不仅适用于功率等级二（+4dBm）或等级三（0dBm）的应用，还能通过搭配功率放大器，如RF2172，满足功率等级一（+20dBm）的需求。
RF2968的内部结构相当复杂，集成了发射器、接收器、VCO、时钟、数据总线以及芯片控制逻辑等电路。其中，内置的中频滤波器使得外部器件的需求降到最低，从而简化了整个系统设计。此外，其高阻状态的接收机输入和发射输出也免去了外部接收机/发射机转换开关的需要。
### 接口电路原理
RF2968的发射机输出在内部已匹配到50Ω，仅需要一个AC耦合电容。接收机的低噪声放大器输入同样在内部匹配到50Ω，连接到前端滤波器。接收机和发射机之间通过一个耦合电容连接，共享一个前端滤波器，这样的设计不仅节省了空间，还提高了系统的整体性能。
为了实现更高的发射功率，可以通过外部放大器将发射通道的功率放大到+20dBm。通过RF2968的发射增益控制和接收信号强度指示，可以使蓝牙设备在功率等级一中工作。RSXI数据通过串联端口输入，覆盖-20至80dBm的功率范围，并提供1dB的分辨率。
基带数据通过Bdata1脚送入发射机，这个引脚是双向的，在发射模式下作为输入端，在接收模式下则作为输出端。RF2968内部能实现基带数据的高斯滤波、FSK调制，以及中频电流控制的晶体振荡器（ICO）和中频IF上变频到RF信道频率。
VCO产生的频率是本振（LO）频率的一半，然后通过倍频得到精确的本振频率。两个外部回路电感连接在RESNTR+和RESNTR-之间，用于设置VCO的调节范围。由于蓝牙快速跳频的需要，环路滤波器的选择尤为重要，它决定了VCO的跳变和设置时间。
### 时钟和低功耗模式
RF2968可以使用10MHz至20MHz的基准时钟频率，并能支持这些频率的2倍基准时钟。如果没有外部基准时钟，可以使用晶振和两个电容组成基准振荡电路。无论是外部还是内部产生的基准频率，都需要一个连接在OSC1和OSC2之间的电阻来提供合适的偏置。
为了在休眠模式下提供低频时钟，LPO脚使用3.2kHz或32kHz的时钟。考虑到最小化休眠模式的功率消耗和基准时钟频率的灵活性，可以选择使用12MHz的基准时钟。
### 接收机设计
RF2968的接收机采用低中频结构，这不仅减少了外部元件的数量，还将RF信号向下变频到1MHz，使得中频滤波器可以集成到芯片中。解调后的数据通过BDATA1脚输出，进一步的数据处理则使用基带PLL数据和时钟恢复电容完成。
同步数据和时钟在REDATA和RECCLK脚输出。如果基带设备使用RF2968进行时钟恢复，那么D1环路滤波器可以省去，进一步简化了电路设计。
总的来说，RF2968以其高度集成的设计和灵活的配置，为蓝牙设备提供了一种高效、可靠的无线通信解决方案。

　　RF2968是专为蓝牙的应用而设计，工作在2.4GHz频段的收发机。符合蓝牙无线电规范1.1版本功率等级二（+4dBm）或等级三（0dBm）要求。对功率等级1（+20dBm）的应用，RF2968可以和功率放大器搭配使用，如RF2172。芯片内包含有发射器、接收器、VCO、时钟、数据总线、芯片控制逻辑等电路。由于芯片内集成了中频滤波器，RF2968只需最少的外部器件，避免外部如中频SAW滤波器和对称一不对称变换器等器件。接收机输入和发射输出的高阻状态可省去外部接收机/发射机转换开关。RF2968和天线、RF带通滤波器、基带控制器连接，可以实现完整的蓝牙解决方案。除RF信号处理外，RF3968同样能完成数据调制的基带控制、直流补偿、数据和时钟恢复功能。

　　接口电路原理：RF2968发射机输出在内部匹配到50Ω，需要1个AC耦合电容。接收机的低噪声放大器输入在内部匹配50Ω阻抗到前端滤波器。接收机和发射机在TXOUT和RXIN间连接1个耦合电容，共用1个前端滤波器。此外，发射通道可以通过外部的放大器放大到+20dBm，接通RF2968的发射增益控制和接收信号强度指示，可使蓝牙工作在功率等级一。RSSI数据经串联端口输入，超过-20～80dBm的功率范围时提供1dB的分辨率。发射增益控制在 4dB步阶内调制，可经串联端口设置。基带数据经BDATA1脚送到发射机。BDATA1脚是双向传输引脚，在发射模式作为输入端，接收模式作为输出端。RF2968实现基带数据的高斯滤波、FSK调制中频电流控制的晶体振荡器（ICO）和中频IF上变频到RF信道频率。片内压控振荡器（VCO）产生的频率为本振（LO）频率的一半，再通过倍频到精确的本振频率。在RESNTR+和RESNTR-间的2个外部回路电感设置VCO的调节范围，电压从片内调节器输给VCO，调节器通过1个滤波网络连接在2个回路电感的中间。由于蓝牙快速跳频的需要，环路滤波器（连接到 DO和RSHUNT）特别重要，它们决定VCO的跳变和设置时间。所以，极力推荐使用电路图中提供的元件值。RF2968可以使用10MHz、11MHz、12MHz、13MHz或20MHz的基准时钟频率，并能支持这些频率的2倍基准时钟。时钟可由外部基准时钟通过隔直电容直接送到OSC1脚。如果没有外部基准时钟，可以用晶振和2个电容组成基准振荡电路。无论是外部或内部产生的基准频率，使用1个连接在OSC1和OSC2之间的电阻来提供合适的偏置。基准频率的频率公差须为20×10-6或更好，以保证最大允许的系统频率偏差保持在RF2968的解调带宽之内。LPO脚用3.2kHz或32kHz的低功率方式时钟给休眠模式下的基带设备提供低频时钟。考虑到最小的休眠模式功率消耗，并灵活选择基准时钟频率，可选用12MHz的基准时钟。

　　接收机用低中频结构，使得外部元件最少。RF信号向下变频到1MHz，使中频滤波器可以植入到芯片中。解调数据在BDATA1脚输出，进一步的数据处理用基带PLL数据和时钟恢复电容完成。D1是基带PLL环路滤波器的连接脚。同步数据和时钟在REDATA和RECCLK脚输出。如果基带设备用 RF2968做时钟恢复，D1环路滤波器可以略去不用。