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A7139 为笙科最小功耗系列亚GHz ISM 频段产品,其具有非常低的功耗(如,434MHz 频段, RX 模式下功耗为3.8mA)。而且,A7139 能够提供非常好的链路预算,高效E 类功放输出功 率高达20dBm,以及非常低的相位噪声(-110dBm RX 接收灵敏度@ 100Kbps/ FSK/ 433.92MHz)。 因此,A7139 非常适合电池供电视距距离无线传输。
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1. 典型应用
■ ISM 频段数据通信; ■家居安全; ■ 无线远程控制; ■ 无线传感器网络
■ RKE(远程无钥匙进入)■能量控制和管理■建筑自动化 ■AMR
2. 一般描述
A7139 为全集成低中频结构 CMOS FSK/GFSK TRX,可运行在 315/433/470/510/868/915MHz
的 ISM 频段。本芯片特别适用于电池供电的 470~510MHz 频段的中国 AMR 和 868.3MHz 的
欧洲 M-bus。
A7139 为笙科最小功耗系列亚 GHz ISM 频段产品,其具有非常低的功耗(如,434MHz 频段,
RX 模式下功耗为 3.8mA)。而且,A7139 能够提供非常好的链路预算,高效 E 类功放输出功
率高达 20dBm,以及非常低的相位噪声(-110dBm RX 接收灵敏度@ 100Kbps/ FSK/ 433.92MHz)。
因此,A7139 非常适合电池供电视距距离无线传输。
A7139 包括了一个基带调制解调器可以进行数据率可编程从 2K 到 250Kbps。对于电池供电
系统,A7139 支持快速 PLL 启动时间(120us),Xtal 启动时间(1100us)和片上稳压器启动
时间(850us)以减少平均功耗。RF 综合器包括了 VCO 和低噪声小数 PLL,其频率分辨率达
366Hz 。 由 于 A7139 是 低 中 频 结 构 TRX 其 IFBW 可 编 程 ( IF 滤 波 器 带 宽 ,
50kHz/100KHz/150KHz/250KHz),RXLO 必须根据 IFBW 设置配置成与 TXRF 偏差一个 IF。
A7139 控制寄存器通过 3 线或 4 线 SPI 接口访问,包括 TX/RFFIFO、VCO 频率、片上校准过
程。另一方面,通过 SPI,可以发出唯一的 Strobe 命令,可以控制 A7139 功耗模式(深睡眠、
睡眠、空闲、待机)、PLL 模式、TX 模式和 RX 模式。和 SPI 一起,A7139 和 MCU 之间的数字
连接为 GIO1 和 GIO2(最少功能 GPIO),可用于指示 A7139 状态,因此 MCU 可以用于轮流
检测或射频控制中断。
在数据包处理方面,A7139 支持直接模式和 FIFO 模式,在直接模式中,MCU 或 Encoder 可
以通过 GIO1 或 GIO2/TXD 管脚发送自定义数据包(导言+同步字+负载)。然后,在 RX 模式,
MCU 或解码器可以以 bit 串的形式从 GIO1 或 GIO2/RXD 管脚接收输入包(导言+同步字+负载)。
在 FIFO 模式下,A7139 可以自动产生前导,用户只需要通过 SPI 利用 ID R/W 命令来分配同
步字。内部分离的 64 字节 TX/RX FIFO 可以使用户读写数据。用户可以开启附件包特性,如
CRC 校验,每字 1bit 数据纠正 FEC(汉明 74),曼彻斯特编码,以及数据加解密的白噪化。
附件功能如片上稳压器、用于信道空闲评估的 RSSI、温度传感器、低电压检测、载波检测、
前导检测、FIFO 模式帧同步、自动 ACK 和自动重发、AIF(自动 IF 功能)、AFC(自动频率补
偿)、自动校准(VCO,IF 滤波器)、PLL/CLK 产生器、Xtal 负载片上补偿电容和 WOR(RX 唤
醒,支持周期唤醒进入 RX 模式以便对输入包进行监听而不需要 MCU 协助)等,可以简化
系统开发成本,总之,A7139 高度集成和低电流消耗可以减小 BOM 成本,所有特性都集成
在 QFN 4X4 24 脚封装中。、
3. 特性
小尺寸(QFN4X4,24 管脚)
频段:315/433/470/510/868/915MHz
FSK 和 GFSK 调制
可编程数据率从 2Kbps 到 250Kbps
可编程 TX 功率从-40dBm 到 20dBm
片上稳压器,支持输入电压 2.2~3.6V
深度睡眠电流(0.3uA)
睡眠电流(1.5uA)
极低电流消耗
RX 电流(AGC 关闭)在 433MHz 频段:3.8mA
RX 电流消耗(AGC 关)868MHz:4.4mA
TX 电流消耗 433MHz:24mA@10.5dBm
TX 电流消耗 868MHz:22mA@9.3dBm
TX 电流消耗 490MHz:86mA@20dBm
快速 PLL 建立时间(120us)
支持低成本晶振(12.8/16/19.2MHz)
支持 RSSI 宽动态范围的 AGC
可编程 IF 滤波器频段(50KHz/100KHz/150KHz/250KHz)
高度 RX 灵敏度,如 490MHz
-118dBm@2Kbps
-115dBm@50Kbps
-109dBm@100Kbps
方便使用
支持 3 线-4 线 SPI
通过 SPI 的唯一 Strobe 命令
AGC 开启时有 9bitRSSI
AGC 关闭时有 8bitRSSI
自动校准(VCO,IF 滤波器,RSSI)
自动 IF 功能
自动频率补偿
自动 CRC 滤除
自动(7,4)汉明码 FEC(支持 1bit/word 的纠错)
自动重发(最大 15 次)
自动 ACK
曼彻斯特编码
可编程载波监听指示
可用于负载加解密的数字白噪化
独立的 64 字节 RX 和 TX FIFO
简易 FIFO/分段 FIFO/FIFO 外延(16K 字节到无穷)
支持 FIFO 模式下 MCU 帧同步
支持直接模式下输出到 MCU 的恢复时钟
片上 8bitADC
低电压指示
片上低功耗 RX 振荡器用于 WOT 和 WOR(TX/RX 唤醒)功能
4. 管脚配置
5. RF 芯片模块框图
6. 管脚描述
7. 绝对最值范围
8. 参数指标
9. 控制寄存器
A7139 包含了 31x16bit 控制寄存器,可以通过简单的 3 线 SPI(SCS、SCK、SDIO)进行读写,
所有控制寄存器表如下
9.1 控制寄存器表
9.2 控制寄存器描述
9.2.1 系统时钟
SDR【6:0】:数据率分频器
Date rate=
∙
[
:
]
其中 f
system
为系统时钟
如果 DMOS(0Ah)=0,Date rate=
∙
[
:
]
(推荐)
如果 DMOS(0Ah)=1,Date rate=
∙
[
:
]
GRS:内部时钟发生器参考时钟选择
0:PLL CLK Gen.=F
CGRF
X48,其中 F
CGRF
由 GRC 分频器产生
1:PLL CLK Gen.=F
CGRF
x32
GRC【4:0】:参考时钟分频
GRC【4:0】为内部 CLK 发生器 PFD 时钟分频
f
=
[
:
]
CSC[2:0]:系统时钟分频设置
CSC 为 F
MSCK
的分频以产生想要的数据时钟和 IF 校准时钟。其中 F
MSCK
可以从 Xtal 来(CGS=0)
也可以从内部时钟发生器来(CGS=1)。
f
=
[
:
]
F
CSCK
必须设置适当,否则,IF 滤波器校准将失败。具体参见第 12 节
9.2.2 PLL I(地址:01h)
CHI【1:0】:保留,CHI 必须为 00
CHF【1:0】:电荷泵电流设置,推荐 CHF=01
00:48uA
01:96uA
10:192uA
11:384uA
CHIS:保留,CHIS 必须为 0
CHFS:小数分频电荷泵电流等级,推荐 CHFS=1
0:正常小数分频电荷泵电流
1:电流 x2
IP【8:0】:LO 频率整数部分设置,具体请参看第 13 节
9.2.3 PLLII(地址:02h)
FP【15:0】:LO 频率小数部分设置
f
_
=f
∙ IP
[
8:0
]
+
[:]
(Hz)
其中f
_
为 VCO 基础频率,f
=f
÷
(
RFC
[
3:0
]
+ 1
)
,为 RF_PLL 比对频率。
A7139 的 RF 频率通过以下公式提供偏差方式
想要的 RF 频率等于 VCO 频率,F
RF
=F
VCO
=F
LO_BASE
+F
OFFSET
;其中 f
OFFSET
为 VCO 偏置频率,通过
FPA【15:0】(09h,页 2)实现,f
=f
∙
[:]∙
具体细节参看第 13 章
9.2.4 PLL III(地址:03h)
AFC:自动频率补偿选择
0:手动
1:自动
MC【14:0】:PLL 小数部分补偿值
写:手动设置 LO 小数部分补偿值,当 AFC=0 时
读:频率偏置值,当 AFC=1;
9.2.5 PLL IV(地址:04h)
TXDBG:TX 调试模式,TXBG 必须为 0
0:关闭
1:开启
EDIVS:频率综合器选择,EDIVS 必须为 0
0:小数 PLL
1:保留
MD1:RF 频段选择
0:低频段(310MHz~510MHz)
1:高频段(860MHz~930MHz)
CKX2:保留,CKX2 必须为 0
0:低电流
1:高电流
PDL【2:0】:PLL 启动延时时间设置
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码路边的发糕
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