RF2968是為低成本的藍(lán)牙應(yīng)用而設(shè)計(jì)的單片收發(fā)集成電路,，RF頻率范圍2400～2500MHz，RF信道79個,，步1MHz,，數(shù)據(jù)速率1MHz，頻偏140～175kHz,，輸出功率4dBm,，接收靈敏度-85dBm，電源電壓3V,，發(fā)射消耗電流59mA,，接收電流消耗49mA，休眠模式電流消耗250μA,。芯片提供給全功能的FSK收發(fā)功能,，中頻和解調(diào)部分不需要濾波器或鑒頻器，具有鏡像抑制前端,、集成振蕩器電路,、可高度編程的合成等電路,。自動校準(zhǔn)的接收和發(fā)射IF電路能優(yōu)化連接的性能，并消除為的變化,。RF2968可應(yīng)用在藍(lán)牙GSM/GPRS/EDGE蜂窩電話,、無繩電話、藍(lán)牙無線局域網(wǎng),、電池供電的便攜設(shè)備等系統(tǒng)中,。

2引腳功能

　　集成電路采用32腳的塑料LCC形式封裝，各引腳功能如下：

　　VCC1：給VCO（壓控振蕩器）倍頻和LO（本機(jī)振蕩器）放大器電路提供電壓,。

　　VCC2：給RX（接收）混頻器,、TXPA（發(fā)射功率放大器）和LNA（低噪聲放大器）偏置電路提供電壓。

　　TXOUT：發(fā)射機(jī)輸出,。當(dāng)發(fā)射工作時(shí),，TXOUT輸出阻抗是50Ω；當(dāng)發(fā)射機(jī)不工作時(shí),，TXOUT為高阻態(tài),。因?yàn)檫@個引腳是直流偏置，所以需外接1個耦合電容,。 

　　RXIN：接收機(jī)輸入,。當(dāng)接收機(jī)工作時(shí)，

　　RXIN輸入阻抗是低阻態(tài),；接收機(jī)不工作時(shí),，RXIN為高阻態(tài),。芯片內(nèi)用1個內(nèi)部串聯(lián)電感來調(diào)節(jié)輸入阻抗,。

　　VCC3：給RX輸入級（LNA）提供電壓。

　　VCC4：給TX混頻器,、LO放大器,、LNA和RX混頻器的偏置電路提供電壓。

　　LPO：低功耗模式的低頻時(shí)鐘輸出,。在休眠模式中,，這個引腳能給基帶提供一個3.2kHz或32kHz、占空比為50%的時(shí)鐘,。在其它工作方式?jīng)]有輸出,。

　　DVDDH：給RXIFVGA（接收中頻電壓增益放大器）電路提供電壓。

　　IREF：外部接1個精密電阻以產(chǎn)生恒定的基準(zhǔn)電流,。

　　VCC5：給模擬中頻電路提供電壓,。

　　D1：這是為時(shí)鐘恢復(fù)電路提供的電荷泵輸出。外接1個RC網(wǎng)絡(luò)到地以確定PLL的帶寬,。

　　BPKTCTL：在發(fā)射模式時(shí),，這個腳作為啟動PA級的選通脈沖,；在接收模式時(shí)，基帶控制器可以有選擇地使用這個引腳來給同步字的檢測發(fā)信號,。

　　BDATA1：輸入信號到發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的數(shù)據(jù)輸出,。輸入的數(shù)據(jù)是速率為1MHz的沒有被濾波的數(shù)據(jù)。這個引腳是雙向的,，根據(jù)發(fā)射和接收模式轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)輸入或數(shù)據(jù)輸出,。 

　　RECCLK：恢復(fù)時(shí)鐘輸出。

　　RECDATA：恢復(fù)數(shù)據(jù)輸出,。

　　BXTLEN：功率控制電路的一部分,，用來接通/關(guān)鍵芯片的“休眠”模式。在電路從“OFF”狀態(tài)上電之后,，當(dāng)?shù)凸臅r(shí)鐘不工作時(shí),，BRCLK被BXTLEN的狀態(tài)控制（上電期間，BRCLK先寫B(tài)XTLEN激活且被設(shè)為高電平,，以進(jìn)入空閑狀態(tài)）,。

　　BPCLK：基準(zhǔn)時(shí)鐘輸出。這是由晶振決定的基準(zhǔn)時(shí)鐘,，頻率范圍為10～40MHz,，典型值為13MHz。電路上電時(shí),，BRCLK在基帶控制器將BXTLEN設(shè)為高電平之前激活,。電路進(jìn)入空閑狀態(tài)后，當(dāng)?shù)凸臅r(shí)鐘不工作時(shí),，BRCLK由BXTLEN的狀態(tài)控制,。

　　OSCO：與19腳相同。

　　OSCI：OSC腳可通過負(fù)反饋的方式來產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘,。在SOCI到OSCO之間連接1個并聯(lián)的晶振和電阻,，以提供反饋通道和確定諧振頻率。每一個OSC腳都接1個旁路電容來提供合適的晶振負(fù)載,。如果用1個外部的基準(zhǔn)頻率,，那就要通過1個隔直電容來連接到OSCI，并且用1個470kΩ的電阻將OSCO和OSCI連接起來,。

　　BnDEN：鎖存輸入到串行端口的數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)在BnDEN的上升沿被鎖存。 

　　BDDATA：串行數(shù)據(jù)通道,。讀/寫數(shù)據(jù)通過這個引腳送入/輸出到芯片上的移位寄存器,。讀取的數(shù)據(jù)在BDCLK的上升沿被傳送，寫數(shù)據(jù)在BDCLK的下降沿被傳送,。

　　BDCLK：串行端口的輸入時(shí)鐘,。這個引腳被用來將時(shí)鐘信號輸入到串行端口,。要使得跳變頻率的編程時(shí)間最短時(shí)，建議使用10～20MHz的BRCLK頻率,。

　　BnPWR：芯片電源控制電路的一部分,，用來控制芯片從“OFF”狀態(tài)到電源接通狀態(tài)。

　　PLLGND：RF合成器,、晶體振蕩器和串行端口的接地端,。

　　VCC6：RF合成器、晶體振蕩器和串行端口的電源端,。

　　DO：RFPLL的充電泵輸出,。外接1個RC網(wǎng)絡(luò)到地以確定PLL帶寬。要使得合成器的設(shè)置時(shí)間和相位噪聲最小,，可采用雙重的環(huán)路帶寬方案,。在頻率檢測的開始時(shí)期，使用1個寬環(huán)路帶寬,。在檢測頻率結(jié)束時(shí),，用RSHUNT來轉(zhuǎn)換到窄環(huán)路帶寬，并提供改進(jìn)的VCO相位噪聲,。帶寬轉(zhuǎn)換的時(shí)間由PLLDel位設(shè)置,。

　　RSHUNT：通過將2個外部串聯(lián)電阻的中點(diǎn)分路到VREG，使環(huán)路濾波器從窄帶轉(zhuǎn)換到寬帶,。

　　RESNTR-：用來給VCO提供直流電壓以及調(diào)節(jié)VCO的中心頻率,。在RESNTR-和RESNTR+之間需2個電感來跟內(nèi)部電容形成諧振。在設(shè)計(jì)印制板時(shí),，應(yīng)該考慮從RESNTR腳到電感器的感抗,。可以在RESNTR腳之間加1個小電容來確定VCO的頻率范圍,。

　　RESNTR+：見引腳28,。

　　VREG：電壓調(diào)節(jié)輸出（2.2V）,。需1個旁路電容連接到地,。通過與28腳和29腳相連的回路給VCO提供偏置。

　　IFDGND：數(shù)字中頻電路接地端,。

　　VCC7：數(shù)字中頻電路電源電壓,。 

3內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　RF2968是專為藍(lán)牙的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，工作在2.4GHz頻段的收發(fā)機(jī),。符合藍(lán)牙無線電規(guī)范1.1版本功率等級二（+4dBm）或等級三（0dBm）要求,。對功率等級1（+20dBm）的應(yīng)用，RF2968可以和功率放大器搭配使用,，如RF2172,。RF2968的內(nèi)部框圖如圖1所示,。芯片內(nèi)包含有發(fā)射器、接收器,、VCO,、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)總線,、芯片控制邏輯等電路,。

　　由于芯片內(nèi)集成了中頻濾波器，RF2968只需最少的外部器件,，避免外部如中頻SAW濾波器和對稱一不對稱變換器等器件,。接收機(jī)輸入和發(fā)射輸出的高阻狀態(tài)可省去外部接收機(jī)/發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)換開關(guān)。RF2968和天線,、RF帶通濾波器,、基帶控制器連接，可以實(shí)現(xiàn)完整的藍(lán)牙解決方案,。除RF信號處理外,，RF3968同樣能完成數(shù)據(jù)調(diào)制的基帶控制、直流補(bǔ)償,、數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)功能,。

　　RF2968發(fā)射機(jī)輸出在內(nèi)部匹配到50Ω，需要1個AC耦合電容,。接收機(jī)的低噪聲放大器輸入在內(nèi)部匹配50Ω阻抗到前端濾波器,。接收機(jī)和發(fā)射機(jī)在TXOUT和RXIN間連接1個耦合電容，共用1個前端濾波器,。此外,，發(fā)射通道可以通過外部的放大器放大到+20dBm，接通RF2968的發(fā)射增益控制和接收信號強(qiáng)度指示,，可使藍(lán)牙工作在功率等級一,。RSSI數(shù)據(jù)經(jīng)串聯(lián)端口輸入，超過-20～80dBm的功率范圍時(shí)提供1dB的分辨率,。發(fā)射增益控制在4dB步階內(nèi)調(diào)制,，可經(jīng)串聯(lián)端口設(shè)置。

　　基帶數(shù)據(jù)經(jīng)BDATA1腳送到發(fā)射機(jī),。BDATA1腳是雙向傳輸引腳,，在發(fā)射模式作為輸入端，接收模式作為輸出端,。RF2968實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)據(jù)的高斯濾波,、FSK調(diào)制中頻電流控制的晶體振蕩器（ICO）和中頻IF上變頻到RF信道頻率。

　　片內(nèi)壓控振蕩器（VCO）產(chǎn)生的頻率為本振（LO）頻率的一半，再通過倍頻到精確的本振頻率,。在RESNTR+和RESNTR-間的2個外部回路電感設(shè)置VCO的調(diào)節(jié)范圍,，電壓從片內(nèi)調(diào)節(jié)器輸給VCO，調(diào)節(jié)器通過1個濾波網(wǎng)絡(luò)連接在2個回路電感的中間,。由于藍(lán)牙快速跳頻的需要,，環(huán)路濾波器（連接到DO和RSHUNT）特別重要，它們決定VCO的跳變和設(shè)置時(shí)間,。所以,，極力推薦使用電路圖中提供的元件值。

　　RF2968可以使用10MHz,、11MHz,、12MHz、13MHz或20MHz的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率,，并能支持這些頻率的2倍基準(zhǔn)時(shí)鐘,。時(shí)鐘可由外部基準(zhǔn)時(shí)鐘通過隔直電容直接送到OSC1腳。如果沒有外部基準(zhǔn)時(shí)鐘,，可以用晶振和2個電容組成基準(zhǔn)振蕩電路,。無論是外部或內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率，使用1個連接在OSC1和OSC2之間的電阻來提供合適的偏置,?；鶞?zhǔn)頻率的頻率公差須為20×10-6或更好，以保證最大允許的系統(tǒng)頻率偏差保持在RF2968的解調(diào)帶寬之內(nèi),。LPO腳用3.2kHz或32kHz的低功率方式時(shí)鐘給休眠模式下的基帶設(shè)備提供低頻時(shí)鐘,。考慮到最小的休眠模式功率消耗,，并靈活選擇基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率,，可選用12MHz的基準(zhǔn)時(shí)鐘。

　　接收機(jī)用低中頻結(jié)構(gòu),，使得外部元件最少,。RF信號向下變頻到1MHz，使中頻濾波器可以植入到芯片中,。解調(diào)數(shù)據(jù)在BDATA1腳輸出,，進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理用基帶PLL數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)電容完成。D1是基帶PLL環(huán)路濾波器的連接腳,。同步數(shù)據(jù)和時(shí)鐘在REDATA和RECCLK腳輸出,。如果基帶設(shè)備用RF2968做時(shí)鐘恢復(fù)，D1環(huán)路濾波器可以略去不用,。

4應(yīng)用

　　RF2968射頻收發(fā)機(jī)作為藍(lán)牙系統(tǒng)的物理層（PHY），支持在物理層和基帶設(shè)備之間的BlueRF(藍(lán)牙射頻)接口。

　　RF2968和基帶間有2個接口,。串行接口提供控制數(shù)據(jù)交換的通道,，雙向接口提供調(diào)制解調(diào)、定時(shí)和芯片功率控制信號的通道,?；鶐Э刂破髋cRF2968接口如圖2所示。

　　控制數(shù)據(jù)通過DBUS串行接口協(xié)議的方式在RF2968和基帶控制器之間交換,。BDCLK,、BDDATA和BnDEN都是符合串行接口的信號?；鶐Э刂破魇侵骺卦O(shè)備,，它啟動所有到RF2968寄存器存取操作，RF2968數(shù)據(jù)寄存器可被編程,，或者根據(jù)具體命令格式和地址被檢索,。數(shù)據(jù)包首先傳送MSB。串行數(shù)據(jù)包的格式如表1所列,。

　　表1串行數(shù)據(jù)包格式

　　域位數(shù)注釋

　　設(shè)備地址3[A7:A5]物理層為“101”

　　讀/寫1[R/W]“1”為讀,，“0”為寫

　　寄存器地址5[A4:A0]32個寄存器的最大值

　　數(shù)據(jù)16[D15:D0]RF2968在寫模式編程，在讀模式返回寄存器的內(nèi)容

　　“寫”周期,，基帶控制器在BDCLK下降沿驅(qū)動數(shù)據(jù)包的每一位,，RF2968在數(shù)據(jù)寄存器設(shè)為高狀態(tài)后，在BDCLK第1個下降沿到來時(shí)被移位寄存器的內(nèi)容更新,，如圖3所示,。

　　在讀操作中，基帶控制器發(fā)出設(shè)備地址,、READ位（R/W=1）和寄存器地址給RF2968,，再跟1個持續(xù)半個時(shí)鐘周期的翻轉(zhuǎn)位。這個翻轉(zhuǎn)位允許RF2968在BDCLK的上升沿通過BDDATA驅(qū)動它的請求信號,。數(shù)據(jù)位傳輸后,，基帶控制器驅(qū)動BnDEN為高電平，在第1個BDCLK脈沖的下降沿到來時(shí)重新控制BDDATA,，如圖4所示,。

　　寄存器地址域可尋址32個寄存器，RF2968僅提供3～7和30,、31的寄存器地址,。通過設(shè)置寄存器的數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)不同的功能。

　　雙向接口完成數(shù)據(jù)交換,、定時(shí)和狀態(tài)機(jī)控制,。所有雙向同步（定時(shí)）來自BRCLK，BRCLK由RF2968產(chǎn)生。RF2968使用BRCLK的下降沿,。圖5給出當(dāng)數(shù)據(jù)從RF2968傳給基帶控制器時(shí)的通用定時(shí),。

　　RF2968的芯片控制電路控制芯片內(nèi)其它電路的掉電和復(fù)位狀態(tài)，把設(shè)備設(shè)置為所需要的發(fā)射,、接收或功率節(jié)省模式,。芯片的控制輸入經(jīng)雙向接口從基帶控制器（BNPWR、BXTLEN,、BPKTCTL,、BDATA1）輸入，也可從DBUS提供（RXEN,、TXEN）輸出端的寄存器輸入,。基帶控制器和RF2968內(nèi)的狀態(tài)機(jī)維持在控制雙向數(shù)據(jù)線方向的狀態(tài),?；鶐Э刂破骺刂芌F2968內(nèi)的狀態(tài)機(jī)，并保證數(shù)據(jù)爭用不會在復(fù)位和正常工作期間發(fā)生,。RF2968常用的狀態(tài)有：

　　OFF狀態(tài)——所有電路掉電且復(fù)位,，設(shè)置數(shù)據(jù)丟失。

　　IDLE狀態(tài)——待機(jī)模式,。數(shù)據(jù)被讀入到控制寄存器中,，振蕩器保持工作，所有其它電路掉電,。

　　SLEEP狀態(tài)——芯片通常從IDLE模式進(jìn)入這種模式,。此時(shí)，所有電路掉電,，但不復(fù)位,，因此數(shù)據(jù)得以保留。電路同樣可從其它模式進(jìn)入SLEEP模式,，但TXEN和RXEN狀態(tài)不變,，以便TX和RX電路保持導(dǎo)通。

　　TXDATA狀態(tài)——數(shù)據(jù)在這種模式發(fā)射（合成器穩(wěn)定,，數(shù)據(jù)信道同步）,。

　　RXDATA狀態(tài)——接收的數(shù)據(jù)經(jīng)BDATA1（不同步）和REDATA（和RECCLK同步）發(fā)送到基帶電路。

　　RF2968的一個典型的應(yīng)用電路（GSM電話）如圖6所示,。