【应用】测试传输半径达400m的射频前端单芯片AT2401C有效降低房车盘点与信息采集成本，集成TX/RX收发器端口

时间： 2022-12-16 来源：世强硬创平台

技术问答

公司与房车公司合作开发的一款用于房车盘点与信息采集的射频信息收发器，其中设备中射频处理器自带射频信息的收发处理功能，但是由于射频处理器发射功率有限导致射频收发器的覆盖半径较短大约只有100m，这就要求在厂房内要增加接收机基站的数量，增加成本。

中科微推出的AT2401C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。AT2401C是采用CMOS 工艺实现的单芯片器件，其内部集成了功率放大器(PA)，低噪声放大器(LNA)，芯片收发开关控制电路，输入输出匹配电路以及谐波滤波电路。在射频处理器的前端增加AT2401C可以增大射频信息收发器的功率，测试覆盖半径由原来100m增加到400m。通过使用AT2401C增加了射频信息收发器的覆盖范围，减少了铺设接收机的数量节约了成本。其中关于AT2401C在原理图上应用参照如下：

图1 原理图

管脚4接上一级射频处理器的输出端，管脚5、6用于切换射频数据的发送和接收通道，也就是切换内部的PA和LNA。管脚10接射频天线的输入端口，为了便于调试预留了PI型电路。关于PCB的布局布线建议芯片规格书上也给出了一些参考建议如下图所示：

图2 PCB布局建议

参照布局建议对PCB进行布局布线，射频的输入输出端口都需要做50欧姆的阻抗匹配，可通过Si9000根据PCB的相关参数得到线宽线径的参数。实际的芯片版图如下图所示：

图3 PCB布局实物图

其中关于芯片的实物图片如下图所示：

图4 实物图片

实际测试数据收发过程中TXEN和RXEN的切换情况，用示波器抓取波形如下图所示。

图5 数据波形

TXEN拉高时射频信息收发器处于数据发送状态，测试拉高电平的数量与发送数据的字节数一致，而且接收机也接收到了数据。功能测试没有问题，性能上在厂房实际测试传输半径可达400m，是之前传输距离100m的4倍；覆盖面积是之前的16倍性能上有很大的提升。

通过在射频处理器的前端使用AT2401C增加了射频收发器的覆盖半径与覆盖距离，减少了在厂房铺设接收机的数量节约了成本。AT2401C采用QFN 3*3*0.55 mm的封装形式尺寸小可减少PCB面积，产品小巧。而且在芯片的RF端口均有DC隔直电路且具有非常低的直流功耗延长产品使用时间。AT2401C内部集成发射/接收开关切换电路，内部具有带谐波抑制的2.4GHz功率放大器和低噪声放大器保证了射频数据的发送和接收性能。

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