一种远距离ZigBee模组中的射频放大器的设计实现

马学文

（深圳市麦驰安防技术有限公司，广东深圳，518126）

射频放大器，即PA（Power Amplifier），其作用是提高主芯片的发射功率（以下文中我们简称“射频放大器”为“PA”）。PA可分为高增益放大器、低噪声放大器、中-高功率放大器等多个系列，其基本原理是经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级等过程，获得足够的射频功率以后，将信号馈送到天线上辐射出去，其在本设计中的应用框图如图1所示。

图1 PA在本设计的应用框图

本设计中我们的ZigBee模组基于CC2530，其是TI公司开发的一款专门用于无线传感器网络中进行数据传输的集成芯片，该芯片封装了Z-STACK等协议栈，是ZigBee应用中的一个真正的SoC解决方案，搭配少数几个外围元器件就能完成系统设计。

其中CC2530和PA相关的寄存器是通过使用 OBSSELx寄存器（OBSSEL0-OBSSEL5），用户可以从 RF 内核输出不同的信号到GPIO引脚，这些信号可以用于调试低级别的协议或控制外部 PA、LNA 或交换机。控制寄存器OBSSEL0-OBSSEL5 可以用于覆盖标准的 GPIO 行为，以及在引脚 P1[0:5]上输出 RF 内核信号（rfc_obs_sig0、rfc_obs_sig1和rfc_obs_sig2）。

结合CC2530的数据手册，和PA相关寄存器有如下几个：

表1 TXPOWER(0x6190)控制输出功率

表2 FSCTRL(Ox61AC)调整频率合成器

表3 PTEST1(0x61BF)覆盖掉电寄存器

我们本文着重讲述在CC2530的上述设计基础上，如何通过运用PA器件来实现远距离传输。

目前适合应用于ZigBee设备中的PA器件有较多的选择余地，例如RFX2401C、AT2401C等等，本设计中我们采用Octotech公司的8TR8201来做PA，8TR8201是一款面向Zigbee无线传感网络以及其他2.4GHz 频段无线系统的全集成射频功能的射频前端单芯片,由研发RFX2401C的团队在RFX2401C的基础上优化出来的新产品，在性能方面完胜RFX2401C，由于该芯片有非常优越的性能，高灵敏度和效率，低噪声，产品尺寸小以及低成本，使得8TR8201对于频率带宽内的应用而言为完美解决方案。……