厂商 :深圳市科视连电子科技
广东 深圳- 主营产品:
- 无线接收发射模块
- 无线接收发射芯片IC
- 2.4g模块
KSL119 UHF ASK接收机
产品描述
KSL119 UHF ASK接收机应用于300MHz~450MHz低功耗、低成本短距离收发前端,支持ASK/OOK调制方式。该芯片具有高灵敏度(-110dBm)、低功耗性能,同时具备很高的动态范围(大于60dB)。芯片集成了完整的射频前端以及ASK模拟解调部分,具有很高的集成度。
KS119可工作在+3V~+3.6V电源电压下,315MHz消耗电流仅4.5mA,433MHz消耗电流6mA,在关断模式下消耗电流小于1uA。
产品特点
l 具有高灵敏度(-110dBm)、
l 最高码率达到10kbps
l 很高的动态范围(大于60dB)。
l 无需外部滤波器
l 工作在+3V~+3.6V电源电压下
l 315MHz消耗电流仅4.5mA
l 433MHz消耗电流6mA
l 在关断模式下消耗电流小于1uA
l 当前采用SOP16L封装
l 工作温度范围-40℃~85℃
典型应用图
433.92MHz工作模式原理图如下图所示。
测试所需外围器件:晶体振荡器
封装与引脚排列
KSL119拟采用9.9 cm × 6 cm SOP16L塑料封装,封装和引脚定义如下。
图3 SOP16L封装方案管脚定义
表2芯片PIN脚定义
引出端号 |
符号 |
描述 |
|
RO1 |
外部晶体参考输入1。 |
|
GNDRF |
射频地。 |
|
ANT |
射频输入端。 |
|
GNDRF |
射频地 |
|
VDD |
芯片电源 |
|
NC |
未用 |
|
SEL0 |
带宽选择0 |
|
SHDN |
节电模式 |
|
GND |
地 |
|
DO |
解码输出 |
|
SEL |
带宽选择1 |
|
CTH |
参考电压端,通常为0.1uF |
|
CAGC |
AGC电容,通常大于0.47uF |
|
RSSI |
功率检测输出 |
|
NC |
未用 |
|
RO2 |
外部晶体参考输入2 |
绝对最大额定值
电源电压:0~3.6V
引线耐焊接温度:250℃
最大输入功率:10dBm
存贮温度:-65~150℃
电源电压与功耗
工作电压:3.3±10%
工作电流:≤6mA
工作温度:-45~85℃
工作频率:300MHz~450MHz
主要参数指标
射频指标
(除非另有规定,VCC= 3.3V,TA= 25℃,VSHDN= 0V,CCAGC= 4.7uF,CCTH= 0.1uF)
特性 |
符号 |
条 件 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
电源电流 |
ICC |
=“1”315MHz |
--- |
4.5 |
--- |
mA |
=“1”433MHz |
--- |
6 |
--- |
mA |
||
=“0” |
--- |
--- |
1 |
uA |
||
工作频率 |
FIN |
|
315 |
--- |
433 |
MHz |
射频及中频 |
||||||
增益 |
GV |
|
--- |
105 |
--- |
dB |
接收灵敏度 |
SEN |
|
--- |
--- |
-110 |
dBm |
镜像抑制度 |
IMJ |
|
--- |
25 |
--- |
dBc |
中频频率 |
|
fRF=433MHz |
--- |
1.18 |
--- |
MHz |
fRF=315MHz |
--- |
0.85 |
--- |
MHz |
||
中频频率 -3dB带宽 |
|
fRF=433MHz |
--- |
330 |
--- |
KHz |
fRF=315MHz |
--- |
235 |
--- |
KHz |
||
频率合成器 |
||||||
参考频率 |
|
fRF=433MHz |
--- |
15.52313 |
--- |
MHz |
fRF=315MHz |
--- |
9.81713 |
--- |
MHz |
||
输入幅度 |
|
|
0.2 |
--- |
1.5 |
VP-P |
输入阻抗 |
|
|
--- |
1.6 |
--- |
KΩ |
数字及解调器 |
||||||
码率 |
BR |
|
--- |
10 |
--- |
Kbps |
输入高电平 |
|
|
0.8VDD |
--- |
--- |
V |
输入低电平 |
|
|
--- |
--- |
0.2VDD |
V |
输出高电平 |
|
|
0.8VDD |
--- |
--- |
V |
输出低电平 |
|
|
--- |
--- |
0.2VDD |
V |
DO输出电流 |
|
|
--- |
300 |
--- |
uA |
RSSI |
||||||
输出电压 |
|
|
0.5 |
--- |
2 |
V |
输出电流 |
|
|
--- |
400 |
--- |
uA |
响应时间 |
|
|
--- |
100 |
--- |
mS |
主要特征曲线
VDD=3.3V,TA=+25℃
电流 vs 电压 电流 vs 电压
fRF=433.92MHz fRF=315MHz
CAGC电压vs输入功率 灵敏度vs码率
VSEL1=VSEL0=0V
灵敏度vs码率
VSEL1=0V,VSEL0=3.3V
灵敏度vs码率
VSEL1=3.3V,VSEL0=0V
中频-3dB带宽
fXTAL=13.52313MHz
中频-3dB带宽
fXTAL=9.81713MHz
原理框图
功能描述
KSL119 UHF ASK接收机集成了完整的射频前端以及ASK模拟解调部分,具有很高的集成度。其中射频前端由低噪声放大器、混频器、镜像抑制滤波器、可变增益放大器以及频率合成器组成;ASK模拟解调由低通滤波器、自动增益控制电路、信号幅度指示电路、限幅放大器以及静噪电路组成。
低噪声放大器、混频器
LNA采用了cascode结构,共30路cascode结构相并联,LNA单端输出的信号通过一个单路转双路的电路结构(STD)变为两路,提供给后一级的mixer,LNA和STD的偏置电流大小均受PLL以及filter调谐部分控制,在不同工作频率下,其偏置电流的大小是不同的。MIXER采用吉尔伯特双平衡混频器结构,其增益受CAGC控制。
滤波器及其调谐电路
中频滤波器调谐电路是基于VCO型的锁相环,其VCO由滤波器的组成单元由Gm-C构成。压控振荡器(VCO)和复数滤波器中的跨导放大器匹配,电容匹配。VCO产生的振荡信号,经锁相环(PLL)将频率锁定在参考频率,确定滤波器中各积分器的积分时间常数,实现对滤波器传输函数的控制,达到对滤波器进行调谐的目的。
AGC电路:
接收通道中VGA单元通过CAGC单元形成闭环负反馈,控制VGA单元输出幅度始终稳于固定值(Audio_Signal),为解调器单元提供稳定的电压摆幅。
芯片上电时,进入快速建立模式,CAGC管脚输出120uA电流为外部电容充电,CAGC电压升高,接收通道增益提高。当Audio_Signal信号幅度升高到足够解调时,DO输出高电平,DO信号第一次翻转为高电平时,120uA电流被关断。
CAGC电压建立之后,随着射频信号输入(此时增益过高),芯片进入快速稳定模式,600uA放电电流将CAGC端电压降低至合适值,Audio_Signal信号幅度一但到达合适的范围,600uA放电电流被关闭,进入逐渐稳定过程,此时放电电流为15uA,充电电流为1.5uA。
ASK/OOK Demodulator
解调器主要由:峰值检测器Detector,可编程滤波器Programable Filter,翻转电压产生器Slice Level,信号翻转器Slicer,解调器控制模块Demodulator Ctrl。
峰值检测器检测前级的中频差分信号,分别在差分输入信号的正半周时工作,对负载电容连续充放电,使得负载电容的电压等于差分信号的峰值电压,从而实现将双端的中频信号,转变为单端的低频信号。
可编程滤波器内部采用开关电容滤波器电路对信号进行滤波,滤除信号中谐波杂波分量,得到我们所需的信号Audio_Signal。自动增益控制模块可根据这个Audio_Signal的信号摆幅及时调整前级信号通路中可变增益放大器的增益,使得Audio_Signal的电压摆幅稳定。
信号翻转器采用反馈结构来缩短翻转时间,并加入输出缓冲级提高驱动负载能力。一旦Audio_Signal超过阈值参考信号,信号翻转器的输出为“1”信号,反之,则输出为“0”信号。
PLL
PLL为接收提供本振信号,此次项目的PLL的工作频点较低(433M和315M),由于对功耗要求很高,故采用的是环形振荡器提供的本振信号,环路中采用的固定的32分频,CP的结构较之以前比较简单,并内置环路滤波器
环路滤波器采用的是三阶的形式,电路图中二阶处的传输门正常工作下是长开的,可以看做电阻。环路滤波器中二阶的输出是作为vtune的信号,三阶的输出作为LNA的电流控制信号,以使LNA在不同锁相频率下有不同的电流, PLL对功耗的要求很高,相噪的要求次之。所以整体PLL的电路结构都很简单,整体的功耗在1mA以下。
控制接口
A、SHDN为芯片的节能控制引脚,当SHDN为高电平时芯片进入节能模式,SHDN为低电平时,芯片正常工作。
B、SEL0和SEL1为码率选择端口,控制说明见表2。
表2 控制引脚说明
码率 |
SEL0状态 |
SEL1状态 |
0bps~1Kbps |
0 |
0 |
1Kbps~2Kbps |
1 |
0 |
2Kbps~10Kbps |
0 |
1 |
封装尺寸(SOP16L)
注意事项
(1)该产品属CMOS器件,在储存、运输、使用过程中要注意防静电。
(2)器件使用时接地要良好。