原标题：学习射频设计：选择合适的射频收发器IC

　　如今，无线功能越来越普遍和受欢迎，RF 设计不再是普通电气工程师可以忽视的事情。也许我们很多人都想忽略它——专业的技术和不熟悉的组件可能会令人生畏，更不用说无法通过 EMC 测试，或者需要无休止的调整和调谐，或者只有在以下情况下才能正常工作的射频电路的不祥故事有一个满月。

　　RF 系统带来的挑战是真实存在的，毫无疑问，开发高频无线收发器要比设计由微控制器和几个传感器组成的嵌入式系统困难得多。然而，障碍绝不是不可逾越的，尤其是当我们考虑到高度集成的射频收发器 IC 的能力时。

　　定制射频设计

　　当我们考虑将无线功能整合到设计中时，首先想到的可能是蓝牙、Wi-Fi 或ZigBee。在许多情况下，使用标准化协议是有意义的，尤其是当您希望您的设备与 PC 交互时，但重要的是要意识到当您只想在两个电路板之间无线传输数据时，定制的 RF 接口可能更可取.

　　自定义界面允许您根据系统要求和约束优化各种参数。其中包括调制方案、频带和输出功率等低级参数，以及与设备如何相互识别、如何格式化数据以及如何调度和组织数据包传输相关的高级详细信息。

　　数据包结构示例

　　我认为可以公平地说，我们大多数人不应该尝试使用基本的 RF 和数字组件(例如，微控制器与分立混频器、PLL、低噪声放大器等结合使用)来设计无线数据链路。几年前，我曾参与过一个这样的项目，即使是资金充足的专业工程师团队也无法强迫系统像我们希望的那样进行强大的通信。

　　幸运的是，很少有必要让所有这些复杂的细节给我们带来负担：RF 收发器 IC 提供灵活性和定制化，同时也让我们摆脱了困难且可能令人抓狂的设计任务。

　　Microsemi的ZL70103 的简化框图。这部分专门用于无线植入式医疗设备，但该图让您对集成 RF 收发器的一般功能有一个很好的了解。RF模块实现无线传输和接收、发射器调制和接收信号的数字化;MAC(媒体访问控制器)处理数字功能，例如错误检测和串行通信。

　　如何选择射频收发器 IC

　　第一步是彻底了解系统的特性并熟悉相关的射频术语和概念。如果您对无线通信没有太多经验，那么 AAC 的RF 教科书是一个很好的起点。我们还有一个自由空间路径损耗计算器和一个链路预算计算器。

　　以下部分讨论了当您尝试将收发器 IC 与系统的功能要求和工作条件相匹配时必须考虑的突出特性。

　　1、数据速率

　　在某些情况下，您需要确保设备可以足够快地传输位以跟上您的数据流。在其他情况下，您正在寻找专为低数据速率设计的 IC。当您需要做的只是每十分钟传输一个温度读数时，您不需要针对 2 Mbps(每秒兆比特)进行优化的收发器。

　　例如，ADI 公司的 ADF7021-V 可以低至 50 bps。它也是高度集成的(如您在框图中所见)。

　　图取自 ADF7021-V数据表

　　2、频带

　　显然，如果您的系统必须保持在 915 MHz ISM 频段内，您就不需要 2.4 GHz 设备。如果您不确定哪个频段适合您的应用，请寻找兼容多种频率的收发器。STMicro 的 SPIRIT1(这是我见过的最有趣的部件号)可以使用以下频段：150-174 MHz、300-348 MHz、387-470 MHz 和 779-956 MHz。

　　来自 SPIRIT1数据表的建议应用电路。

　　3、调制类型

　　如果您研究各种调制方案的优缺点，您可能会发现鉴于您的特定应用的预期工作条件，有些方案比其他方案更好。例如，如果您的系统将暴露在高水平的 RF 噪声中，频移键控(FSK) 是比幅移键控(ASK)更好的选择，因为 FSK 对接收信号幅度的变化不太敏感。

　　另一种方法是选择支持多种调制方案的收发器。这允许您尝试不同的选项，甚至可以根据 RF 环境或设备操作模式的变化调整调制参数。

　　4、包括微控制器?

　　在我看来，RF 收发器 IC 的集成水平令人印象深刻。然而，事实证明，甚至可以将更多功能压缩到单个封装中：有些芯片同时具有收发器和微控制器。这种方法对我没有吸引力，因为我喜欢将微控制器设计从一个项目转移到下一个项目，但如果您认为使用这些设备之一可以节省电路板空间或开发工作，那么有很多选择可供选择。一个例子是来自 Silicon Labs 的 Si106x 系列：

　　图取自 Si106x/108x数据表。

　　结论

　　高度集成的 RF 收发器 IC 是一种将无线通信引入电子系统的经济高效且相对轻松的方式。许多设备可用;如果您对众多选项感到有些不知所措，具有良好搜索功能的分销商网站是查找适合给定应用的零件的便捷方式。