STM32W108无线ZigBee射频模块

 STM32W108射频模块

无线射频模块由一个模拟前端和一个数字基带组成。

 

5.4.1 接收模块

接收(Rx)路径

Rx路径采用了低IF、超外差接收器，该接收器使用复杂的混合和多相滤波来抑制像频。在模拟域中，从天线输入的射频信号首先被放大和混合到一个4MHz的IF频率中，混频器输出经过过滤、合并、扩增后再被一个12MSPS ADC采样，该数字化后的信号在数字基带中解调。Rx路径内的滤波使STM32W108可以与其它2.4GHz的收发器共存，如IEEE802.15.4、IEEE802.11g、蓝牙无线设备。数字基带提供Rx路径的增益控制，使其能够接收更大范围的信号，也可以忍受非常强的外界干扰。

 

Rx基带

        STM32W108的Rx数字基带实现了一个相干解调器以获得最佳性能，基带在芯片级解调O-QPSK信号，并能与IEEE 802.15.4定义的前导序列同步。自动增益控制（AGC）模块每1/4个信号持续的调整模拟增益，直到检测到前导序列，一旦检测到，包的剩余部分的接收增益将固定。基带将解调数据解扩为4bit的数字信号，这些信号缓冲后将传递给基于硬件的MAC模块，MAC模块对数据包进行组装和过滤。

此外，Rx基带对模拟Rx模块提供校正和控制接口，包括低噪声放大器（LNA）、接收基带滤波和调制模块。ST的RF软件驱动包括校正算法，该算法可以减少硅工艺和温度变化所产生的影响。

 

RSSI和CCA

STM32W108每8个信号周期以及在收到数据包结束时计算一次RSSI值，超出温度范围时，RSSI的线性范围被指定为至少40dB。在室温条件下，线性范围约为60dB（-90dBm到-30dBm的输入信号）。

STM32W108接收基带提供对IEEE 802.15.4-2003 RSSI CCA方式的支持，如果RSSI超过其阈值，将进行信道清理，并报告介质忙。

5.4.2 发送模块

发送(Tx)路径

STM32W108的Tx路径使用模拟前端和数字基带产生O-QPSK调制信号。面积和能量高效的Tx架构使用一个两点调制方案对合成器产生的RF信号进行调制，调制过的RF信号被送入集成的PA，然后再从STM32W108发送出去。

 

Tx基带

STM32W108的Tx基带在数字域中把4bit信号扩展成IEEE802.15.4-2003标准定义的32-chip序列，同时基带也提供软件接口进行Tx模块的校准，以减少由于硅工艺、温度和电压变化所造成的影响。

 

TX_ACTIVE和nTX_ACTIVE信号

对于实际应用，需要一个外部PA、两个Tx路径信号，两个Tx路径信号分别是TX_ACTIVE和nTX_ACTIVE，这两个信号是互逆的。这两个信号可用于外部PA的电源管理和RF开关逻辑。在传输模式下Tx基带将TX_ACTIVE拉高，在接收模式下TX_ACTIVE被置低。TX_ACTIVE是PC5的复用功能，nTX_ACTIVE是PC6的复用功能，详细信息请参考第3章引脚封装定义相关介绍。

 

本文出自《STM32W108嵌入式无线传感器网络》邱铁，夏锋，周玉编著.清华大学出版社，2014年5月