【应用】2.4 GHz频段的射频前端单芯片AT2401C，集成射频功能，助力Zigbee无线系统应用

时间： 2018-11-17 来源：中科微

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作为个人网络的短程无线通信协议——ZigBee，最大的特点就是低功耗、可组网，特别是带有路由的可组网功能，理论上可以使ZigBee覆盖的通讯面积无限扩展。ZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词，这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。

图1 ZigBee通信“网络”示意图

有多种低功耗射频前端集成芯片可以满足Zigbee模块的要求，例如低功耗蓝牙、Thread、Z-Wave和低功耗Wi-Fi。其中的关键要求包括：在工业、科研和医疗应用适应度；低功耗；干扰避免和缓解机制；足够的带宽；互操作性；多供应商支持和广泛采用。目前市面上的ZigBee射频收发“芯片”实际上只是一个符合物理层标准的芯片，它只负责调制解调无线通讯信号，所以必须结合单片机才能完成对数据的接收发送和协议的实现。而单芯片解决方案可以将射频部分和单片机部分集成在一起，节省外部电路的使用，不需要额外的MCU，它的优势是节约成本，简化设计电路，降低故障点。

据此，文本推荐中科微电子的一款面向Zigbee的全集成射频功能的射频前端单芯片—— AT2401C，它是一款2.4 GHz频段的ZigBee 高效单芯片射频前端集成芯片。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AT2401C 对于Zigbee模块的应用而言是一种理想的集成式解决方案。

图2 AT2401C射频前端单芯片引脚分配图

首先，AT2401C射频前端单芯片具有低噪声特性，其接收端噪声系数仅为2.7dB，有效避免了信号干扰。同时，其采用CMOS工艺实现了单芯片器件的高集成度。集成 TX/RX 收发器端口和天线端口、集成带谐波抑制的2.4GHz 功率放大器（PA）、集成低噪声放大器（LNA）、集成发射/接收开关控制电路，这样可以大大提高收发效率，灵活性更高。AT2401C射频前端单芯片的功能控制逻辑电路非常简单，而且使用了少量的外围器件，可以非常方便系统的整体集成设计，降低设计难度，减少了设计时间，提高了系统使用时的稳定性。

另外，AT2401C射频前端单芯片可以提供14dB信号接收增益，这样就可以把天线接收到的微弱射频信号放大，避免信号失真的同时减少噪声的引入，在应用系统中上实现信号更好、数据传输率更高的效果，可显著扩大无线系统的覆盖范围。采用QFN封装，密封性能好，尺寸为3╳3╳0.55mm³，非常节省空间。值得一提的是，AT2401C是一款工业级芯片，可在-40℃~85℃的环境下工作，使面向工业应用的Zigbee模块更加适应极端的环境，保证应用可靠性。

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