1．数字电路与RF电路的潜在矛盾

RF模块和数字（微控制器）电路可能各自工作良好，但是一旦将两者放在同一块电路板并用同一电源供电就有可能会使事情变得复杂，很多用户都会有这样的经历，购买时在公司测试性能非常良好，通讯（遥控）距离很远，但当RF模块和数字电路放到一起时情况就不理想或非常糟糕。这是因为数字电路信号线的电平通常会在高电位和低电位之间摆动，对于大多数应用，其摆幅大约为３～5Ｖ，数字信号的切换时间是很快的，通常在纳秒级范围内。由于信号大幅度的快速切换，使之包含了大量高频成分，它与信号切换的频率不同，还有，石英晶体的高次谐波幅度常常也很高，更头疼的是N次谐波的频率有可能就是RF模块的工作频率或本振频率。在模拟电路端，从天线输入到射频接收器的信号可能小于1uVrms。因此，数字信号和RF信号可能相差100万倍（120dB)，这说明，如果模拟信号和数字信号不能正确的分隔，微弱的RF信号可能会被破坏，导致射频特性变差甚至毫无作用。

2．RF电路和数字电路做在同块PCB上时的常见问题

不能充分的隔离敏感线路和噪声信号线是常常出现的问题.

如上所述，数字信号具有高的摆幅并包含大量高频谐波，如果PCB板上的数字信号布线邻近敏感的模拟信号，高频谐波可能会耦合过去。RF器件的最敏感节点通常为锁相环(PLL)的环路滤波电路，外接的压控振荡器(VCO)电感，晶振基准信号和天线端子，电路的这些部分应该特别仔细处理。

3．供电电源噪声和工作电压

由于输入／输出信号有几伏的摆幅，数字电路对于电源噪声(<50mV)一般可以接受.而RF电路对于电源噪声却相当敏感，尤其是对毛刺电压和其它高频谐波.因此，在包含RF(或其它模拟）电路的PCB板上的电源线布线必须比在普通数字电路板上布线更加仔细，应避免采用自动布线.同时也应注意到，微控制器（或其它数字电路）会在每个内部时钟周期短时间突然吸入大部分电流，这是由于现代微控制器都是采用CMOS技术设计的.因此，假设一个微控制器以1MHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取（脉冲）电流，如果不采取合适的电源去耦，必将引起电源线上的电压毛刺.如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚，严重的可能导致工作失效，因此必须保证将模拟电源线与数字电路区域隔开.

工作电压的选取也直接影响到RF电路正常工作与否，NICE-TECH的高频模块中各种接收模块和FSK发射模块对工作电压要求比较严，偏离正常的工作电压都将改变电路的工作点使之特性变坏甚至无法工作。

4．不合理的地线

RF电路板应该总是布有与电源负极相连的地线层.如果处理不当，可能产生一些奇怪的现象.对于一个数字电路设计者来说这也许难于理解，因为大多数数字电路功能表现良好，即使没有地线层.而在RF频段，即使一根很短的线也会如电感一样作用.粗略计算，每毫米长度的电感量约为1nH, 434MHz时10mmPCB线路的阻抗约为27欧姆.如果不采用地线层，大多数地线将会较长.电路将无法保证设计特性.

5．天线对其它模拟和数字部分的辐射

在包含射频和其它部分的电路中这一点经常被忽略.除了RF部分，板上通常还有其它模拟和数字电路.例如，许多微控制器内置模数转换器(ADC)用于测量模拟输入，电池电压或其它参数.如果RF发射模块的天线位于此PCB附近（或就在此PCB上），发出的高频信号可能会到达ADC的模拟输入端.不要忘记任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF信号.如果ADC输入端处理不合理，RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激，从而引起ADC的偏差.同样，和RF发射模块一同使用的还有各种数字调制电路，如编码IC或各种MCU等，如果天线放置不当从天线反馈回来的高频信号和调置信号迭加在一起就可能改变最终发出的无线电信号，从而使得接收端无法解码。

二．常见问答(FAQ)

此部分提供了出现在商运达RF模块过程中常见问题的解答：

1.为什么要规定数据的速率（也称波特率baud rate）？

答：所有的高频收发模块（指数据收发）都存在传输数据的速率问题，过高的速率将会影响到通讯距离和正确的解码。因此在使用中要按照器件的指标来确定数据的速率。

2.在没有任何发射时，为什么高频接收模块的信号输出引脚上会观察到连续不规则的数字＂噪声＂.这是正常的吗？

答：是的，你的观察是正确的.此现象也是正常的.

为获得最大的灵敏度和降低成本，RF接收模块未采用躁声抑制(Squelch)功能.当接收模块工作时，空中的任何信号（数据或噪声）都被天线捕捉到并被解调.这就是你所看到的系统中没有同频率的发射器件工作却存在的＂噪声＂的原因.未抑制的任何RF接收器件都会出现此现象.

再答：如果系统中有发射器件在有效工作，你将在接收的RF接收器件的输出引脚上观察到发射器件发出的数字信号.反之你将看到一片杂乱无章躁声信号.

为了能确定收到的是有意义的数据，你需要采用协议，格式为：前导－起始字节－地址－数据－（结束字节）－CRC(循环冗余校验码）.假如你只是打算用一个发射器件和一个接收器件构成一个简单的链接，这个协议看上去有些不必要的复杂，但是你应该知道你的链接只是这个开放网络中多种可能之一.由于没有载波存在，数据输出引脚电平可能产生跳变，但也可能收到来自属于另一个ISM（工业﹑科研﹑医疗）频带系统的发送器的数据.因此，协议将使你的系统更可靠，避免可能被不属于你的系统发射器件所影响和控制.

一个仅仅基于在数据输出引脚上出现数据而中断处理的接收系统的设计将可能会因为数字＂噪声＂而中断阻塞，而在ISM频段通信繁忙的区域也可能会由于邻近系统的发射导致阻塞.因此，解决的最好方法是让接收系统（如MCU)以一定的间隔时间轮询，并确认收到的数据是一个前导序列还是噪声.假如检测到一个前导码，就可以中断系统的其它部分以继续校验地址.轮询比起永远不断的接收也节省了接收系统的功耗.

3.为什么RF收发器件在通信时需要通讯协议？

答：在系统点与点之间利用RF收发器件建立无线链路时，你必须考虑你的通信信道是一个具有＂无限＂多个发送器的开放网络.因此，为确保数据到达正确的目的地而无冲突，必须运用通信协议.

如果你只是设计一个仅有两个节点的系统也许看来不必如此复杂，但必须认识到ISM频段对任何人都是开放的.

对于RF收发器件本身不需要任何额外的编码，其通信协议与应用在其它（有线）网络方案中的协议相似.切记信息(Message)应尽量短以节省电流，并使多个发送器产生冲突和阻塞的风险最小.

通常，无线通信链路发送的数据包可由6部分构成：前导－同步码－地址码－信息码－＜信息结束码＞－校验和.

前导（Preamble)

各通信设备以一个前导开始发送.如果在所收到的预定义个数的字节中发现有前导编码，软件将等待立即收到一个同步码开头的信息.前导也可以用作提供位同步.前导被采样后，根据采样计算收到前导的相位并同步数据采样时钟，同步了的采样时钟使之能采样到每个收到数据位的中间.前导也使通信设备节省电池耗电。

同步码(Synchronisation code word)

同步码（如８bits）将提供帧同步，它标识数据开始.

地址码(Address code word)

各通信设备必须有唯一的地址（如8-16 bits)以便识别.

在此强烈建议用户为你的系统采用一个独特的码字作为地址码的一部分.我们已经注意到一个趋势，许多用户都用8位地址并从hx00开始设置地址.如果在某区域内所有的系统都采用基本同样的协议以及同样的系统地址设置，你的节点编址将可能毫无用处.因此，编址时应采用一些独特的方式.

信息码(Message code words)

信息码包含用户的数据，通常码的长度要有所限制.若信息量较大可采用打包的方法，分几次发出，但太长的信息包应避免以尽量减少重发.

信息结束码(End of message code word)

信息结束码是可选的.如果你采用的固定长度的编码，则可以不用结束码.如果根据你要发送的数据量采用不同长度的信息包，在校验和之前必须加入一个单独的码字以标识信息结束.

校验和(Check sum)

一个简单的(如8　bits)校验和用作校验整个数据包.校验和与由收到的封包内的全部字节生成的和对比校验，如果收到的校验和与生成的校验和不匹配，应返回一个出错应答，发射信息的设备将重发数据.在确定发送无法完成之前，出错重发的次数应限制得小些，以避免多次的重试仍无法成功而造成通信冲突和占用频段的可能.

4.在所恢复的数据中观察到抖动（Jitter)，是否由于噪声对系统造成的不良影响？

答：当你将一个数据信号加载到发射器件时，它并未和发射器件的基准同步.为确保正确的发送而且无数据丢失，数据须在器件内被同步.但解调器中的仍有一定的迟滞，引起恢复数据的沿抖动.

一个合理的工作系统的沿抖动应<10－11us，大于这个值则表明存在基带(　<100KHz)电源噪声或在数字信号和发送器的噪声敏感节点（晶体，环路滤波器或VCO电感）之间发生串扰.请注意发送器对基带(<100KHz)电源噪声非常敏感，由于此噪声接近数据频率，因此难以从实际数据中滤掉.

再答：沿抖动(edge－jitter)是一个在一位(bit)开始时以及结束时单纯的时间变化量（占空比值的变化）.用带存储的示波器应在触发后的第一个沿测量抖动．这样你可以知道位长（bit length)的变化.

**例：示波器测试图表

时间变化的量与比特率无关.因此，相对于位长，在10kbit/s时的占空比的变化比起20kbit/s时要小很多.由于数据输入不同步引起的最大沿抖动是8.25us.再加上接收器大约2s的滞后，因此（采用带存储的示波器）可以测得理想系统的沿抖动可达10~11us.

5．为什么同一批产品有些距离近有些距离远呢？

答：是的，有这种可能。原因为：上述所说的数字电路与RF模块的相互干扰所造成，每块主板或芯片的工作电压肯定是不一样的，所以收发距离有所近所远。那怎么去杜绝这些问题呢？我们可以从供电方法作考虑，如隔离供电等。最佳处理方法是：将产品正常通电，再用频谱议检测产品的干扰频段是多少，最后可以确定用什么样的模块接收距离最佳。

6.尽管看来收发器件工作正常，但收发范围（距离）为何没有估计的那么远？

答：收发器件之间的通信距离不够有多种原因但大多数都归结与以下几点.

①所用的天线不符合要求，如过短或过长﹑靠近大面积的金属体，或天线靠近地线；

②收发模块的数据速率不一致（也就是说IC的振荡电阻不匹配或匹配不当）；

③接收器件受到MCU的干扰；

④工作电压不符合要求；

⑤通讯协议不合理。

7.如何提高接收模块的抗干扰能力？

①杜绝RF模块和数字电路可能的干扰,建议在使用接收模块时,尽量避免使用单片机和接收模块共用5V电源,可用主板12V电压,用5V 稳压管稳压，用10UF和104P电容滤波后供接受接受模块使用,用这种方式,会使产品的抗干扰性能上一个台阶。

②可使用接收带宽较窄的接受模块，从而避免其它波段对接收模块产生影响，如我公司NT-R18A接收带宽较常规接收模块就窄了很多，可广泛用于一些带电机的强干扰环境，如：转闸门等。