24GHz射频收发芯片nRF2401及其应用

24GHz射频收发芯片nRF2401及其应用2.4GHz 射频收发芯片 nRF2401 及其应用
文章作者：武汉理工大学 郑启忠 朱宏辉 耿四军

摘 要： 本文介绍了工作于 2.4GHz ISM 频段的射频收发芯片 nRF2401 的芯片结构、 引脚功能、 工作模式、 接收与发送的工作流程，详细描述了 nRF2401 的器件配置，给出了应用电路图，分析了 PCB 设计时应该 注意的问题，最后对全文进行了总结。

关键词：nRF2401；射频；无线通信；收发芯片

1. 引言

nRF2401 是单片射频收发芯片，工作于 2.4～2.5GHz ISM 频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶 体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm 的 功率发射时， 工作电流只有 10.5mA， 接收时工作电流只有 18mA， 多种低功率工作模式， 节能设计更方便。 其 DuoCeiverTM 技术使 nRF2401 可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。nRF2401 适用于 多种无线通信的场合，如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。

2. 芯片结构、引脚说明

2.1 芯片结构 nRF2401 内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK 滤波器、低噪声放 大器、频率合成器，功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，因此使用起来非常方便。QFN24 引脚 封装，外形尺寸只有 5×5mm。nRF2401 的功能模块如图 1 所示。

2.2 引脚说明 表 1：nRF2401 引脚

3. 工作模式

nRF2401 有工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。nRF2401 的工作模式由 PWR_UP 、CE、TX_EN 和 CS 三个引脚决定，详见表 2。

表 2：nRF2401 工作模式

3.1 收发模式