AN555 S i483 X -B/Si4820/24 天 线 、 原 理 图 及L AYOUT 设 计 指 南 1. 简介 本文档提供了Si483x-B/Si4820/24 设计规则及天线选型，包括原理图设计， BOM和PCB布线设计。用户应当按照第 2章节和第3章节提供的设计指导进行设计，按照第4~8章节的介绍进行正确的天线选型。 表 1. 器件选择指引 轮调式AM/FM/SW收音机芯片 † † Si4835-B31 轮调式 AM/FM/SW 收音机芯片 （SW 调台手感增强型） † † Si4820-A10 入门级单声道轮调式 AM/FM 收音机芯片 † † Si4824-A10 入门级单声道轮调式 AM/FM/SW 收音机芯片 † † 修订版 0.2 1/12 Copyright © 2012 by Silicon Laboratories SW天线 † † † † † † † † † † † † † † † † † † † † † † † † † 拉杆天线 Si4835-B30 空心环形天线 † 铁氧体磁棒天线 † 拉杆天线 轮调式AM/FM收音机芯片 耳机天线 AM 接收机 Si4831-B30 SW 接收机 FM 接收机 FM 接收机 AM天线 FM天线 †功能描述 功能 †器件型号 † AN555 AN555 2. 波段定义及选择 Si4831-B/Si4820定义了5个FM波段和5个AM波段。 Si4835-B/Si4824在Si4831-B/Si4820的基础上增加了16个SW波 段。每个FM波段提供了2个去加重选择和2个立体声LED显示门限值选择，因此一共定义了41种波段组合供选择使 用。这一章节详细地说明了所有波段的定义及选择。 2.1. Si483x-B 波段定义 Si483x-B/Si4820/24的FM波段定义包括三个方面的内容：频率范围、去加重、及立体声LED显示门限值。所以用户 在选择FM波段时，要根据上述三个方面的需求进行选择。而AM和SW波段仅是根据频率范围来定义的，用户只需根 据频率范围的需求进行选择。 表 2. 波段定义 波段号 波段名 频率范围 去加重 立体声LED显 示门限值 (仅针对Si483x-B) 2 波段选择脚到地的电阻 值R (k, 1%) 波段1 FM1 87–108 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 47 波段2 FM1 87–108 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI= 28 57 波段3 FM1 87–108 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 67 波段4 FM1 87–108 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 77 波段5 FM2 86.5–109 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 87 波段6 FM2 86.5–109 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 97 波段7 FM2 86.5–109 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 107 波段8 FM2 86.5–109 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 117 波段9 FM3 87.3–108.25 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 127 波段10 FM3 87.3–108.25 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 137 波段11 FM3 87.3–108.25 MHz 75µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 147 波段12 FM3 87.3–108.25 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 157 波段13 FM4 76–90 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 167 波段14 FM4 76–90 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 177 ??? 0.2 AN555 表 2. 波段定义 （续） 波段号 波段名 频率范围 去加重 立体声LED显 示门限值 (仅针对Si483x-B) 波段选择脚到地的电阻 值R (k, 1%) 波段15 FM4 76–90 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 187 波段16 FM4 76–90 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 197 波段17 FM5 64–87 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 207 波段18 FM5 64–87 MHz 50 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 217 波段19 FM5 64–87 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点灯时RSSI = 20 227 波段20 FM5 64–87 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时RSSI = 28 237 波段21 AM1 520–1710 kHz 247 波段22 AM2 522–1620 kHz 257 波段23 AM3 504–1665 kHz 267 波段24 AM4 520–1730 kHz 277 波段25 AM5 510–1750 kHz 287 波段26 SW1 5.6–6.4 MHz 297 波段27 SW2 5.95–6.2 MHz 307 波段28 SW3 6.8–7.6 MHz 317 波段29 SW4 7.1–7.6 MHz 327 波段30 SW5 9.2–10 MHz 337 波段31 SW6 9.2–9.9 MHz 347 波段32 SW7 11.45–12.25 MHz 357 波段33 SW8 11.6–12.2 MHz 367 波段34 SW9 13.4–14.2 MHz 377 波段35 SW10 13.57–13.87 MHz 387 波段36 SW11 15–15.9 MHz 397 波段37 SW12 15.1–15.8 MHz 407 波段38 SW13 17.1–18 MHz 417 波段39 SW14 17.48–17.9 MHz 427 ??? 0.2 3 AN555 表 2. 波段定义 （续） 波段号 波段名 频率范围 去加重 立体声LED显 示门限值 (仅针对Si483x-B) 4 波段选择脚到地的电阻 值R (k, 1%) 波段40 SW15 21.2–22 MHz 437 波段41 SW16 21.45–21.85 MHz 447 ??? 0.2 AN555 2.2. Si483x-B/Si4820/24 波段选择 如下图1所示为波段选择电路图，波段的选择由芯片的波段选择脚 （BAND）到地 （GND）的电阻值决定。 为了选择某一个波段, 需要保证以下两个方面: 1. 从芯片BAND脚到GND的总电阻值等于表2中对应的电阻值 2. 从芯片TUNE1脚到GND的总电阻值为500 k （精度为1%） 随后的章节2.2.1 到2.2.3 列举了常用的波段及其应用电路。 2.2.1. 典型的12-波段应用电路 典型的12-波段应用电路及其电阻值如图1和表3所示。 ??? 0.2 5 AN555 TUNE1 R36 33k 1% R43 30k 1% SW15 (21.2MHz - 22MHz) R35 20k 1% SW13 (17.1MHz - 18MHz) R15 20k 1% SW11 (15MHz - 15.9MHz) Si4835/24 only R10 20k 1% SW9 (13.4MHz - 14.2MHz) R12 20k 1% S2 BAND 1 SW7(11.45MHz - 12.25MHz) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 R11 20k 1% SW5(9.2MHz - 10.0MHz) R14 20k 1% SW3(6.8MHz - 7.6MHz) R9 20k 1% SW1 (5.6MHz - 6.4MHz) R8 50k 1% AM1 (520kHz - 1710kHz) R7 20k 1% FM5 (64MHz - 87MHz) R28 40k 1% FM4 (76MHz - 90MHz) R29 120k 1% FM1 (87MHz - 108MHz) R33 20k 1% R44 47k 1% 图 1. 典型12-波段应用电路 6 ??? 0.2 AN555 表 3. 典型的12-波段选择 波段号 波段名 频率范围 去加重 立体声LED显 示门限值 (仅针对Si483x-B) 波段选择脚到地的电阻 值R(k, 1%) 波段3 FM1 87–108 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点 灯时RSSI = 20 67 波段15 FM4 76–90 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点 灯时RSSI = 20 187 波段19 FM5 64–87 MHz 75 µs 点灯时分离度 = 6 dB, 点 灯时RSSI = 20 227 波段21 AM1 520–1710 kHz 247 波段26 SW1 5.6–6.4 MHz 297 波段28 SW3 6.8–7.6 MHz 317 波段30 SW5 9.2–10 MHz 337 波段32 SW7 11.45–12.25 MHz 357 波段34 SW9 13.4–14.2 MHz 377 波段36 SW11 15–15.9 MHz 397 波段38 SW13 17.1–18 MHz 417 波段40 SW15 21.2–22 MHz 437 ??? 0.2 7 AN555 2.2.2. 典型的欧洲2-波段应用电路 典型的欧洲2-波段应用电路及其电阻值如图2和表4所示。 表 4. 典型的欧洲2-波段选择 波段号 波段名 频率范围 去加重 立体声LED显 示门限值 (仅针对Si483x-B) 波段2 FM1 87–108 MHz 50 us 点灯时分离度 = 12 dB, 点灯时 RSSI = 28 57 波段22 AM2 522–1620 kHz 257 图 2. 典型的欧洲2-波段应用电路 8 波段选择脚到地的电阻值 R(k, 1%) ??? 0.2 AN555 2.2.3. 典型的美国2-波段应用电路 典型的美国2-波段应用电路及其电阻值如图3和表5所示。 表 5. 典型的美国2-波段选择 波段号 波段名 频率范围 去加重 立体声LED显 示门限值 (仅针对Si483x-B) 波段4 FM1 87–108 MHz 波段21 AM1 520–1710 kHz 75 µs 点灯时分离度=12dB, 点 灯时 RSSI= 28 波段选择脚到地的电阻值 R(k, 1%) 77 247 图 3. 典型的美国2-波段应用电路 ??? 0.2 9 AN555 3. Si483x-B/Si4820/24 SSOP 封装原理图和 Layout 这一章节描述Si483x-B/Si4820/24几种典型应用的电路原理图及PCB layout。 Si483x-B有两个基本的工作模式：Volume模式和Bass/Treble模式。如图4所示，在芯片第2脚 （STATION）加一个 10 k 的上拉电阻使芯片工作在 Volume 模式；去掉这个上拉电阻使芯片工作在 Bass/Treble 模式。当工作在 Bass/ Treble模式，声音音调可以通过2个按钮 （9个级别）或者一个滑动开关 （2或3个级别）来调节。当工作在Volume模 式时, 芯片的音频输出大小可由2个按钮调节 （32个级别，相邻级别间相差2dB），并且开机上电后的默认音频输出 大小可以通过设置第16脚和第17脚的上拉/下拉电阻来实现。和Si483x-B相比, Si4820/24只工作在Volume模式, 没有 Bass/Treble模式。这一章节详细说明了不同工作模式下的应用电路。 图 4. Si483x-B 工作模式选择 10 ??? 0.2 AN555 3.1. Si483x-B/Si4820/24 基本Volume模式应用电路 使用芯片Si4831-B/Si4820 设计4-波段FM/AM收音机或者使用芯片Si4835-B/Si4824设计12-波段FM/AM/SW收音机 的基本Volume模式应用电路如图5和图6所示。该电路中，芯片工作在Volume模式，没有芯片内部音量调节功能，音 量调节可以在音频功放电路上实现。对于Si483x-B，第2脚 (STATION) 的上拉电阻R42 (10 k) 是必要的。 C6和C15为第20/21脚 (VDD1/VDD2) 的电源旁路电容。 C6/C15应尽可能靠近第20/21脚 (VDD1/VDD2) 和第22脚 (DBYP) 放置。这样可以尽可能的减少旁路电容和走线引起的电流环路面积，使旁路电容阻抗最小化。 第22脚 (DBYP) 是专用的旁路电容脚，只连接旁路电容，此管脚不能连接到GND。 第13脚和第14脚是芯片的GND，在PCB板上，这两个管脚必须很好的连接到电源的GND。 第9脚是芯片的RFGND，在PCB板上，此管脚必须很好的连接到电源的GND. 在做PCB布板设计时，应尽量在芯片底部和周围产生大的GND平面，芯片所有的GND和RFGND管脚都要连接到这 个GND平面上。 C4和/或C7 (4.7 uF)是芯片音频输出第23脚和/或第24脚 的音频交流耦合电容。如果用耳机功放，该电容和耳机功放 输入电阻R，决定高通滤波器的频率拐点，如下列算式所示。 1 f c = ------------2RC 公式 1. 高通滤波器频率拐点 C2 和 C3 (22 pF) 是晶振的负载电容。当使用芯片内部振荡电路时，需要使用这两个电容，参考所选晶振的数据手册 选择合适的负载电容值，并且要把寄生电容考虑进去。C2和C3要连接到相同的接地点，并且尽量保证晶振和负载电 容构成的电流环路面积最小。 Y1 (32.768 kHz)为晶振，当使用芯片内部振荡电路时，需要使用该晶振。 Y1尽可能靠近第18脚 (XTALO) 和第19脚 (XTALI) 以减小电流环路。如果使用外部时钟 (32.768 kHz) 连接到第19脚 (XTALI) 时，第18脚 (XTALO) 悬空。 数字信号或参考时钟走线需远离第6脚和第7脚。第6脚和第7脚必须悬空。 第16脚和第17脚是Volume控制和Bass/Treble控制脚，用于收音机芯片内部Volume及Bass/Treble控制功能。在这个 应用电路中，这两个管脚直接连接到GND，收音机芯片内部Volume控制功能没有使用。 VR1 (100 k / 10%), R27, C1, C13 组成了调台电路。调台电位器VR1推荐使用精度为10%的100 k 电位器。 滑动开关S2 (1P12T) 和相连的电阻网络组成了波段选择电路。 Si4831/Si4820包括了章节2.1所定义的所有AM和FM 波段。 Si4835/Si4824包含了章节2.1所定义的所有AM, FM和SW 波段。 Q1 (2SC9018), B6, C30,31,33,36, R31,32,34,41 组成了 SW 波段的 LNA 电路。工作在 AM 和 FM 波段时， Si4835/ Si4824的信号LNA_EN会关断LNA电路。 对于Si4820/24,为保证芯片正常工作， 第23脚必须悬空. ??? 0.2 11 5 N Q & 5 N 5 5 5 N 4 6& 9&& )RU6LRQO\ N0 % /1$B(1 >@ & Q & X S & X & / Q+ & X ??? 0.2 N 5 & S )0, & 5 5 X X & 95 N %$1' >@ )06: 9&& $0, *1' 1& *1' 1& 567 5)*1' 92/75(%/( 1& ;7$/ 92/%$66 1& ;7$/, %$1' < X & X & 图 5. Si483x-B 基本Volume模式应用电路 RSWLRQDO & S .+] 9'' 781( 9'' 781( '%<3 67(5(2 67$7,21 5287 & S /287 6L[% 8 X & X & ' 6WHUHRLQGLFDWRU ' 7XQLQJLQGLFDWRU >@ 781( >@ /1$B(1 5 5 5 5 N 5 9&& 9&& 12 5287 /287 9&& $17 %$1' >@ )RU6LRQO\ 6 781( >@ 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N )00+]0+] )00+]0+] )00+]0+] $0N+]N+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] AN555 9&& $17 0:IHUULWHDQWHQQD AN555 TUNE1 [1] R36 33k 1% R43 30k 1% ANT2 SW8 (21.2MHz - 22MHz) [1] TUNE1 FM/SW VR1 50k 10% C1 47u 0.1u For Si4824 only C13 R35 20k 1% VCC R27 C36 0.47u 100R R32 10R C34 33p [1] BAND 1 2 NC TUNE1 S2 LNA_EN 3 5 4 TUNE2 7 8 9 6 NC BAND NC FMI 10 11 [1] LNA_EN RFGND NC NC AMI SW5 (13.4MHz - 14.2MHz) R12 20k 1% BAND [1] AOUT NC DBYP VDD2 Si482x-A 24 23 22 21 XTALI XTAL0 VDD1 20 19 18 VOL17 VOL+ 16 14 13 RST U1 GND R34 100k Q1 2SC9018 0.47u GND 33n 10p 15 2.5k/100M C5 ANT1 MW ferrite antenna R41 120k C30 B6 C33 12 270nH R31 1k [1] SW6 (15MHz - 15.9MHz) R10 20k 1% L2 C31 33n LNA_EN SW7 (17.1MHz - 18MHz) R15 20k 1% C4 For Si4824 only 4.7u VCC R6 100k C6 C15 0.1u 4u7 SW4(11.45MHz - 12.25MHz) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 R11 20k 1% SW3(9.2MHz - 10.0MHz) R14 20k 1% SW2(6.8MHz - 7.6MHz) R9 20k 1% VCC C19 0.1u AOUT 1 SW1 (5.6MHz - 6.4MHz) R8 50k 1% Y1 AM1 (520kHz - 1710kHz) R7 32.768KHz C2 22p 20k 1% C3 22p FM3 (64MHz - 87MHz) R28 40k 1% optional FM2 (76MHz - 90MHz) R29 120k 1% FM1 (87MHz - 108MHz) R33 20k 1% R44 47k 1% 图 6. Si4820/24 基本Volume模式应用电路 ??? 0.2 13 ??? 0.2 5 N Q & 5 N 5 N 9&& )RU6LRQO\ N0 % /1$B(1 >@ & Q 5 5 5 N 4 6& 9&& EDVV S & 5 N 9&& X & / Q+ & X N 5 & S & X 6 $17 0:IHUULWHDQWHQQD WUHEOH )0, & 5 5 X X & 95 N %$1' >@ )06: 9&& $0, *1' 1& *1' 1& 567 5)*1' 92/75(%/( 1& ;7$/ 92/%$66 1& ;7$/, %$1' < X & X & RSWLRQDO & S .+] 9'' 781( 9'' 781( '%<3 67(5(2 67$7,21 5287 & S /287 14 6L[% 8 X & X & ' 6WHUHRLQGLFDWRU ' 7XQLQJLQGLFDWRU >@ 781( 5 >@ /1$B(1 5 5 5 9&& 5287 /287 9&& $17 %$1' >@ )RU6LRQO\ 6 781( >@ 图 7. Si483x-B 9个级别Bass/Treble控制应用电路 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N )00+]0+] )00+]0+] )00+]0+] $0N+]N+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] AN555 3.2. Si483x-B 2个按钮、 9个级别的Bass/Treble控制应用电路 图7所示为Si483x-B 9个级别Bass/Treble控制的应用电路。去掉第2脚 (STATION) 的上拉电阻，让芯片工作在Bass/ Treble控制模式。按钮S3每按一次， bass增加1个级别；按钮S4每按一次， treble增加1个级别；常按其中任一个按 钮， bass或者treble将自动增加到最大级别。总共有9级Bass/Treble控制。 9&& 6 5 N Q & 5 N )RU6LRQO\ N0 % /1$B(1 >@ & Q 5 5 S & ??? 0.2 6 EDVV $17 0:IHUULWHDQWHQQD WUHEOH QRUPDO 4 6& 5 N X & X & 5 5 N N & S Q+ / 9&& 5 N 5 5 X X 95 N & & X & RSWLRQDO & S .+] < X & 1& %$1' >@ & X 9&& 67(5(2 )06: 9&& $0, *1' 1& *1' 1& 567 5)*1' 92/75(%/( )0, 92/%$66 ;7$/ 1& ;7$/, %$1' 9'' 781( 9'' 781( '%<3 67$7,21 5287 & S /287 6L[% 8 X & X & ' 6WHUHRLQGLFDWRU ' 7XQLQJLQGLFDWRU >@ 781( >@ /1$B(1 5 5 5 5 9&& 5287 /287 9&& $17 %$1' >@ )RU6LRQO\ 6 781( >@ 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N )00+]0+] )00+]0+] )00+]0+] $0N+]N+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] AN555 3.3. Si483x-B 1个滑动开关、 3个级别的Bass/Treble控制应用电路 图8所示为Si483x-B 3个级别的Bass/Treble控制应用电路。去掉第2脚 (STATION) 的上拉电阻，让芯片工作在Bass/ Treble模式。滑动开关S5控制3个级别的音调，即bass/normal/treble。 图 8. Si483x-B 3个级别Bass/Treble控制应用电路 15 9&& 图 9. Si483x-B 32个级别Volume控制应用电路 ??? 0.2 5 N Q & 5 N 5 N 9&& )RU6LRQO\ N0 % /1$B(1 >@ 5 5 5 S & 5 1& 9&& 5 1& 4 6& 5 N 9&& 5 N 5 6 & Q 5 1& 9&& 5 1& X & X & 5 N & S Q+ / 9&& YROXPH 5 5 X X 95 N & & X & RSWLRQDO & S .+] < X & 1& %$1' >@ & X 6 $17 0:IHUULWHDQWHQQD YROXPH 67(5(2 )06: 9&& $0, *1' 1& *1' 1& 567 5)*1' 92/75(%/( )0, 92/%$66 ;7$/ 1& ;7$/, %$1' 9'' 781( 9'' 781( '%<3 67$7,21 5287 & S /287 6L[% 8 X & >@ /1$B(1 5 5 5 N 5 5 X & ' 6WHUHRLQGLFDWRU ' 7XQLQJLQGLFDWRU >@ 781( 9&& 9&& 16 5287 /287 9&& $17 %$1' >@ )RU6LRQO\ 6 781( >@ 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N )00+]0+] )00+]0+] )00+]0+] $0N+]N+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] AN555 3.4. Si483x-B 2个按钮、 32个级别的Volume控制应用电路 图9所示为Si483x-B 32个级别Volume模式应用电路。加上第2脚 (STATION) 的上拉电阻R42 (10 k)让芯片工作在 Volume 控制模式。图 10 所示为 Si4820/24 的 32 个级别 Volume 模式应用电路 . 按钮 S3 每按一次，音量减小 1 个级别 (2 dB)；按钮S4每按一次，音量增加1个级别 (2 dB)；常按其中任一个按钮，音量将自动减小到最小级别或增大到最 大级别。总共有32级音量控制。 9&& AN555 TUNE1 [1] R36 33k 1% R43 30k 1% ANT2 SW8 (21.2MHz - 22MHz) [1] TUNE1 FM/SW VR1 50k 10% C1 47u 0.1u For Si4824 only C13 R35 20k 1% VCC R27 C36 0.47u 100R R32 10R C34 33p [1] BAND 1 2 NC TUNE1 LNA_EN 3 5 6 7 8 9 4 TUNE2 BAND NC NC FMI 11 10 NC RFGND S2 BAND [1] NC DBYP VDD2 AOUT 24 23 22 21 VDD1 20 XTAL0 VOL- RST VOL+ XTALI 19 18 17 14 13 Si482x-A C4 For Si4824 only 4.7u VCC VCC R6 100k C6 C15 0.1u 4u7 AOUT SW4(11.45MHz - 12.25MHz) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 R11 20k 1% SW3(9.2MHz - 10.0MHz) R14 20k 1% SW2(6.8MHz - 7.6MHz) R9 20k 1% VCC C19 0.1u VCC 1 U1 GND R34 100k SW5 (13.4MHz - 14.2MHz) R12 20k 1% [1] LNA_EN 16 Q1 2SC9018 NC AMI 0.47u GND 33n 10p 15 2.5k/100M C5 ANT1 MW ferrite antenna R41 120k C30 B6 C33 12 270nH R31 1k [1] SW6 (15MHz - 15.9MHz) R10 20k 1% L2 C31 33n LNA_EN SW7 (17.1MHz - 18MHz) R15 20k 1% SW1 (5.6MHz - 6.4MHz) R8 S4 volume+ S3 volume- 50k 1% Y1 AM1 (520kHz - 1710kHz) R7 32.768KHz C2 22p 20k 1% C3 22p FM3 (64MHz - 87MHz) R28 40k 1% R37 56k R38 56k optional FM2 (76MHz - 90MHz) R29 120k 1% FM1 (87MHz - 108MHz) R33 20k 1% R44 47k 1% 图 10. Si4820/24 32个级别Volume控制应用电路 如图11所示， Si483x-B/Si4820/24在上电时，会根据检测到的第16脚和第17脚的电平状态，确定刚上电时默认输出 音量级别。第16脚和第17脚都加下拉电阻， Si483x-B在上电时，会检测到16脚和17脚的电平都为低，设默认音量为 最大值，输出电平为80 mVrms (FM波段) 或60mVrms (AM波段)。第16脚和第17脚上拉或下拉电阻的4种不同组合设 置4种不同的默认音量：最大音量、最大音量-6 dB、最大音量-12 dB、最大音量-18 dB。比如在图9中，第16脚和第 17脚都加上拉电阻, 设置默认音量为最大音量-18 dB. ??? 0.2 17 AN555 图 11. Si483x-B/Si4820/24 Volume控制模式默认音量选择 3.5. 存储用户设置功能应用电路 Si483x-B/Si4820/24嵌入了高可靠性存储器 (HRM)，芯片可以记住关机前用户对volume和bass/treble的设置，重新 开机时，可以自动恢复上一次关机前的volume和bass/treble的设置。要应用这种功能，只需要给芯片第20脚 (VDD1) 一直供电，比如将它直接连接到电池。 在连续的开机、关机操作过程中，芯片HRM里存储的用户设置数据可能被破坏，如果芯片在上电时发现HRM存储的 数据被破坏了，将使用默认的volume和bass/treble设置。为了保证HRM数据完整性，要求在关机过程中，在芯片的 VDD2电压降到1.65 V之前，复位脚 (RSTB) 电压必须先降到0.3*VDD以下。以Si483x-B为例，在图10所示电路中， 推荐使用双刀双掷的电源开关S1可解决这一问题，关机时，第15脚 (RSTB) 被S1立刻短路到GND。 给VDD1一直供电和让RSTB连接到双刀双掷的电源开关S1上，还可以提高芯片关机前和开机后调台的一致性。芯片 会记住关机前调台的频点，在下次开机后先确认PVR位置没有可察觉的改变，就恢复关机前所调的频点。 18 ??? 0.2 5 N 5 N Q & )RU6LRQO\ N0 % /1$B(1 >@ & Q 5 5 S & 4 6& 5 N 5 N 9&& 5 N X & & X 567 >@ / Q+ N 5 & S & X $17 0:IHUULWHDQWHQQD 6 )0, ??? 0.2 RSWLRQDO & S .+] < 5 5 X X & & %$1' >@ 9&& 9&& $0, *1' 1& *1' 1& 567 5)*1' 92/75(%/( 1& ;7$/ 92/%$66 & X & X & S 1& %$1' 9'' 781( 9'' 781( '%<3 67(5(2 67$7,21 5287 /287 X & ;7$/, 95 N 5 5 9%$7 6L[% 8 X X X9 & 9&& 6 5287 /287 & X >@ /1$B(1 5 5 5 N 5 5 567 >@ & & ' 6WHUHRLQGLFDWRU ' 7XQLQJLQGLFDWRU >@ 781( 9&& 9&& 9&& 9&& $17 9%$7 %$1' >@ )RU6LRQO\ 6 781( >@ 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N 5 N )00+]0+] )00+]0+] )00+]0+] $0N+]N+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] 6:0+]0+] AN555 图 12. Si483x-B 存储用户设置功能应用电路 19 YROXPH YROXPH 6 AN555 3.6. Si483x-B/Si4820/24 材料清单 3.6.1. Si483x-B/Si4820/24 基本Volume模式应用电路BOM 表 6. Si483x-B 基本Volume模式应用电路BOM 器件编号 供应商 C4,C7,C15 电容 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C13 电容 47 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata 电源旁路电容， 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C36 电源旁路电容， 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C34 RF耦合电容, 33 pF, ±5%, COG Murata 电感, 270 nH. Murata LED偏置电阻, 200 , ±5% Venkel C1,C6,C19 L2 R5,R21 VR1 D1,D3 可变电阻 (POT), 100 k , ±10% Changtaier 用户自行选择 调台和立体声指示LED U1 Si483x-B AM/FM/SW 模拟调谐模拟显示收音机芯片 R6 电阻, 100 k, ±5% Venkel R27 电阻, 100 , ±5% Venkel R28 波段选择电阻, 40 k, ±1% Venkel R44 波段选择电阻, 47 k, ±1% Venkel R36 波段选择电阻, 33 k, ±1% Venkel R43 波段选择电阻, 30 k, ±1% Venkel R7,R33 波段选择电阻, 20 k, ±1% Venkel R29 波段选择电阻, 120 k, ±1% Venkel S2 C2, C3 Y1 20 物料描述 Silicon Laboratories Shengda 波段开关 晶振负载电容, 22 pF, ±5%, COG(可选器件) Venkel 32.768 kHz 晶振 (可选器件) Epson ANT2 拉杆天线 ANT1 MW 铁氧体磁棒天线 220 µH. 用户自行选择 Jiaxin Electronics ??? 0.2 AN555 表 7. Si4820/24 基本Volume模式应用电路 BOM 物料描述 器件编号 供应商 C4,C7,C15 电容 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C13 电容 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C1,C6,C19 电源旁路电容 , 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C36 电源旁路电容 , 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C34 RF 耦合电容 , 33 pF, ±5%, COG Murata 电感 270 nH Murata L2 VR1 可变电阻 (POT), 100 k, ±10% Changtaier U1 Si4820/24 AM/FM/SW 模拟调谐模拟显示收音机芯片 R6 电阻 , 100 k, ±5% Venkel R27 电阻 , 100 , ±5% Venkel R28 波段选择电阻 , 40 k, ±1% Venkel R44 波段选择电阻 , 47 k, ±1% Venkel R36 波段选择电阻 , 33 k, ±1% Venkel R43 波段选择电阻 , 30 k, ±1% Venkel R7,R33 波段选择电阻 , 20 k, ±1% Venkel R29 波段选择电阻 , 120 k, ±1% Venkel S2 C2, C3 Y1 波段开关 Silicon Laboratories Shengda 晶振负载电容 , 22 pF, ±5%, COG （可选器件 ) Venkel 32.768 kHz 晶振 (可选器件) Epson ANT2 拉杆天线 ANT1 MW 铁氧体磁棒天线 220 µH. 用户自行选择 Jiaxin Electronics ??? 0.2 21 AN555 表 8. Si4835-B/Si4824 附加BOM (8个SW波段) 物料描述 器件编号 供应商 C36 电容, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C33 电容, 10 pF, ±5%, COG Murata C30-31 电容, 33 nF, ±5%, COG Murata B6 磁珠, 2.5 k/100 MHz. Murata Q1 RF晶体管, 2SC9018. ETC R34 电阻, 100 k, ±5% Venkel R41 电阻, 120 k, ±5% Venkel R32 电阻, 10 , ±5% Venkel R31 电阻, 1 k, ±5% Venkel R9-12,R14-15,R35 波段选择电阻, 20 k, ±1% Venkel 波段选择电阻, 50 k, ±1% Venkel R8 3.6.2. 9个级别的Bass/Treble控制应用电路附加BOM 表 9. Si483x-B 9个级别的Bass/Treble控制应用电路附加BOM 物料描述 器件编号 R1-2 电阻, 56 k, ±5% S3-4 按钮 供应商 Venkel 用户自行选择 3.6.3. 3个级别 Bass/Treble控制应用电路附加BOM 表 10. Si483x-B 3个级别 Bass/Treble控制应用电路附加BOM 物料描述 器件编号 R37-38 S5 22 供应商 Venkel 电阻, 56 k, ±5% Shengda 滑动开关 ??? 0.2 AN555 3.6.4. 32个级别Volume 控制应用电路附加BOM 表 11. Si483x-B 32个级别Volume控制应用电路附加BOM 物料描述 器件编号 R1-2 电阻, 56 k, ±5% S3-4 按钮 供应商 Venkel 用户自行选择 表 12. Si4820/24 32个级别Volume控制应用电路附加BOM 物料描述 器件编号 R37-38 S3-4 电阻, 56 k, ±5% 供应商 Venkel 用户自行选择 按钮 3.6.5. 存储用户设置功能应用电路附加BOM 表 13. Si483x-B 存储用户设置功能应用电路附加BOM 物料描述 器件编号 R1-2 电阻, 56 k, ±5% S3-4 按钮 S1 供应商 Venkel 用户自行选择 双刀双掷 （2P2T）滑动开关 Shengda R16 电阻, 200 R, ±5% C40 电源旁路电解电容, 100 µF, 4 V C39 电源旁路电容, 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R Venkel 用户自行选择 ??? 0.2 Murata 23 AN555 3.7. Si483x-B/Si4820/24 PCB设计指引 通常可使用单面PCB 大面积铺地GND 电源用粗走线 器件使用0402封装或者更大尺寸均可 线宽通常为10 mil 线间距通常为20 mil 器件间距通常为15 mil 推荐 AM 磁棒天线远离收音机芯片至少 5cm AM 磁棒天线远离 MCU, 音频功放，和其它能够对 AM 产生干扰的电路至少 5cm 芯片电源VDD1/VDD2的旁路电容C6, C15尽可能靠近第20/21脚(VDD1/VDD2) 和第22脚(DBYP)。 第22脚(DBYP)不能与GND相连。 晶振尽可能靠近第18脚(XTALO)和第19脚(XTALI)。 芯片所有的需接地脚 (包括RFGND) 直接连接到芯片下面的GND平面。在芯片下及其周围尽可能形成大面积GND平 面。 第6脚和第7脚悬空，不能布线。 芯片TUNE1和TUNE2脚的走线需平行布线且远离第6脚和第7脚。 C1,C13尽可能靠近第2脚 (TUNE1)。 对于 Si4820/24, 为保证芯片正常工作， 第 23 脚必须悬空 . 尽量多地参照下图所示的Si483x PCB设计实例进行PCB设计。 图 13. Si483x-B PCB设计实例 24 ??? 0.2 AN555 4. 用于FM接收的耳机天线 Si483x-B/Si4820/24 FM接收机支持耳机天线。长度为1.1~1.45米的耳机天线可以应用在FM接收机中，因为这个天 线长度大概是FM的1/2波长 （FM波长大概为3米）。 4.1. 耳机天线设计 典型的耳机线包括3 根 （2 根音频线和 1 根公共线）或者更多的导线。收音机芯片输出的左右声道信号，经过耳机功 放驱动后，连接到耳机的左右声道音频线上，而耳机的公共线可用于音频返回通路和FM天线。耳机中的其它导线可 以用于麦克风，开关或者其它功能。在某些应用中，FM天线是耳机线中一根独立的导线。图14所示为典型耳机天线 的应用电路。 图 14. 典型耳机天线的应用电路 ??? 0.2 25 AN555 4.2. 耳机天线原理图 图 15. 耳机天线原理图 耳机天线的应用至少需要器件LMATCH， C4， F1，和 F2。 ESD保护管和耳机功放一般也是收音芯片电路所需要的 器件。 LMATCH 为匹配电感，选择正确的电感值，可以在整个FM波段上获得最大的电压增益。LMATCH 在100MHz的Q值 应不小于15且其直流阻抗尽量小。 C4 为交流耦合电容，起到隔直的作用。 LNA输入电容为4~6 pF，为尽可能减少由C4引起的损耗， C4取值要尽可能 大，推荐值为100 pF ~1 nF。 磁珠F1和F2放在耳机功放和耳机之间，提供低阻抗的音频通路和高阻抗的RF通路。除了FMI和用作天线的耳机公共 线，其它的耳机导线连接处都要加磁珠，如左右音频线，麦克风音频线，开关线等。如图 15 所示的例子中，左右音 频 线 的 连 接 点 处 都 加 了 磁 珠。磁 珠 应 选 用 100MHz 时 阻 抗 为 2.5 k 或 者 阻 抗 更 大 的 磁 珠，比 如 Murata 的 BLM18BD252SN1。 100 MHz 时的高阻值磁珠可以最大化 RSHUNT 和 RP。参考 "AN383：Si47xx Antenna, Schematic, Layout, and Design Guidelines" 附录A “FM Receive Headphone Antenna Interface Model”，可详细了 解RSHUNT, RP等的详细解释。 如果设备的ESD要求超出了耳机功放和Si483x/Si4820/24的ESD级别，推荐使用ESD保护二极管D1、D2和D3。ESD 保管二极管的结电容最好小于1pF，比如 California Micro Devices的CM1210，此二极管的较小的结电容值可以最小 化CSHUNT和CP。如果D1和D2的结电容大于1pF, 需要将其放置在磁珠F1/F2和耳机功放之间来减小CSHUNT，当 然，这样会减小ESD保护的效率。 D3的位置不能改变，所以该二极管的结电容要小于1 pF。每个ESD保护二极管封 装里都包括两个二极管，分别保护正负ESD冲击。 C9、 C10 （125 uF）为交流耦合电容，起到隔直的作用。 R5、 R6 为可选的放电电阻，在耳机拔出后，用来使交流耦合电容C9， C10放电。 26 ??? 0.2 AN555 C5、 C6 为可选的高频旁路电容，放置在耳机功放输出的左右音频线上，减少串到天线的数字噪声，其推荐值为 100 pF或者更大。设计者在选用该电容值时，要确认耳机功放有足够的驱动能力，允许输出端并接这样的电容。 上述原理图使用了National Semiconductor 的耳机功放 LM4910，LM4910器件规格书中推荐使用R1~R4、C7、C8。 左右音频声道放大器放大倍数为R3/R1和R4/R2，可以通过改变电阻R3和R4的阻值改变放大倍数。根据耳机本身的 电声增益，通常推荐设置耳机功放的放大倍数为0.6~1.0。交流耦合电容C7、C8和电阻R1、R2分别组成高通滤波器， 设置音频放大器的低频率门限。左右音频放大电路的高通滤波器拐点频率计算如下： 1 1 f CRI GHT = ------------------------------- f CLEFT = ------------------------------2 R1 C7 2 R2 C8 公式 2. 使用图13中的器件，耳机功放的拐点频率大概为20 Hz。 C1 是LM4910的电源旁路电容。加低电平给第3脚时，可以关断LM4910。LM4910第3脚的低电平门限值为0.4 V，高 电平门限值为1.5 V。 图15对应的BOM如表14所示。电阻电容的供应商，用户可自行选择。 4.3. 耳机天线电路原理图BOM 表 14. 耳机天线物料BOM 器件 物料描述 LMATCH 贴片电感 , 0603, 270 nH, MURATA, LQW18ANR27J00D C4 交流耦合电容 , 0402, X7R, 100 pF D1, D2, D3 ESD 保护二极管 , SOT23-3, California Micro Devices, CM1210-01ST U3 耳机功放 , National Semiconductor, LM4910MA R1, R2, R3, R4 贴片电阻 , 0603, 20 k C7, C8 贴片电容 , 0.39UF, X7R C5, C6 贴片电容 , 0402, C0G, 100 pF R5, R6 贴片电阻 , 0603, 100 k F1, F2 磁珠 , 0603, 2.5 k, Murata, BLM18BD252SN1D C1 贴片电容 , 0402, X7R, 0.1 µF R7 贴片电阻 , 0402, 10 k ??? 0.2 27 AN555 4.4. 耳机天线 Layout 电感 LMATCH和耳机插座J24应靠近放置，同时远离噪声源，比如时钟、数字电路等。 为了最小化CSHUNT和CP，磁珠F1、 F2尽可能靠近耳机插座。 为了最大化ESD管的保护效率，二极管D1, D2和D3尽可能的靠近耳机插座。如果D1、 D2的结电容大于1 pF, 需要将 其放置在磁珠F1/F2和耳机功放之间来减小CSHUNT。 收音机芯片尽可能的靠近耳机插座，减少芯片到耳机插座间的走线长度，并使走线宽度窄，尽可能的远离GND平面， 减小走线的电容 CPCBANT。另外也要减少该走线上的过孔，只在顶层或底层走线。该走线附近不应铺铜，也不需 要一定设计成50 的传输线。 为了减少串到天线的数字噪声, 高频旁路电容C5、C6 可以放置在耳机功放输出的左右音频线上。推荐值为100 pF或 者更大。但是设计者在选用电容时，要确认耳机功放有足够的驱动能力，允许输出端并接这样的电容。 4.5. 耳机天线设计检查明细 天线长度应为 1.1 ~1.45米。 使用匹配电感 LMATCH ，提升整个FM波段信号强度。 匹配电感 LMATCH Q值不小于15，且直流阻抗尽可能小。 匹配电感 LMATCH 靠近耳机插座，并远离干扰源。 芯片尽可能的靠近耳机插座，减少芯片到耳机插座间的走线长度。这样可以减小 CPCBANT 和噪声源对天线的 干扰，以便得到最佳的FM接受性能。 磁珠 F1、 F2 应选用100 MHz时阻抗为2.5 k或者阻抗更大的磁珠，可以最大化 RSHUNT和RP。 磁珠 F1、 F2 尽可能靠近耳机插座。 ESD二极管 D1~D3 应选用结电容值小的二极管。 ESD二极管 D1~D3 尽可能靠近耳机插座，最大化ESD保护效率。 可选的高频旁路电容放置在耳机功放输出的左右音频线上，减少串到天线的数字噪声。 28 ??? 0.2 AN555 5. 用于FM接收的拉杆天线 拉杆天线是典型的单极天线。 5.1. FM 拉杆天线设计 拉杆天线是一种单极天线。 拉杆天线包括不可伸缩的金属拉杆天线、可伸缩的金属拉杆天线和橡胶拉杆天线。图16所示为可伸缩的拉杆天线。 图 16. 可伸缩的拉杆天线 拉杆天线是容性的，它的等效电容取决于天线的长度 （最长大概为 56 cm）。长度为 56 cm 时，对于美国 FM 波段， 拉杆天线的电容为 18 pF ~ 32 pF。在波段的中心点 （98 MHz），天线电容大概为 22 pF。 5.2. FM 拉杆天线原理图 图 17. FM 拉杆天线原理图 L1 （56nH）是匹配电感。在FM波段， L1和天线阻抗和FMI阻抗产生谐振。 C5 （1nF）是交流耦合电容，连接到芯片的FMI脚。 U3 是 ESD 保护二极管。由于拉杆天线是暴露在外的，所以需要使用 U3。二极管的结电容值应小于 1 pF，比如 California Micro Device 的 CM1213. ??? 0.2 29 AN555 5.3. FM 拉杆天线原理图BOM 表 15. FM 拉杆天线BOM 器件 物料描述 WIP_ANTENNA 拉杆天线 L1 匹配电感, 0603, SM, 56 nH, MURATA, LQW18AN56nJ00D C5 交流耦合电容, 1 nF, 10%, COG U3 ESD保护二极管, SOT23-3, California Micro Devices, CM1213-01ST 5.4. FM 拉杆天线 Layout 收音机芯片尽可能靠近拉杆天线，以减小芯片和拉杆天线间的走线长度，减少寄生电容和耦合进天线的噪声。电感 L1靠近天线连接座，并且远离可能存在的噪声源。交流耦合电容C5靠近FMI。 ESD保护二极管U3靠近天线座，以提 高ESD保护的效率。 5.5. FM 拉杆天线设计检查明细 为得到最佳接收性能，拉杆天线长度尽可能长。 匹配电感L1选用100 MHz时Q值不小于15且直流阻抗很小的电感。 电感 L1 取值时，应满足在整个FM波段内，谐振增益达到最大。 电感 L1 靠近拉杆天线，并远离可能存在的噪声源。 收音机芯片尽可能靠近拉杆天线，减小芯片和拉杆天线间的走线长度，减少寄生电容和耦合进天线的噪声。 ESD保护二极管U3靠近天线座，以提高ESD保护的效率。 ESD保护二极管U3电容值应尽可能小。 交流耦合电容C5靠近芯片FMI脚。 30 ??? 0.2 AN555 6. 用于AM接收的铁氧体磁棒天线 AM接收机有两种天线供选择：铁氧体磁棒天线和空心环形天线。铁氧体磁棒天线可以放置在设备内部，也可以放置 在设备外部。当铁氧体磁棒天线放置在设备内部时，很容易接收到设备内部的噪声。当铁氧体磁棒天线放置在设备 外部时，不容易接收到设备内的噪声，有可能得到更好的AM接收性能。 6.1. 铁氧体磁棒天线设计 如下图所示铁氧体磁棒天线。左图是标准尺寸的铁氧体磁棒天线，常用在空间较大的设备中，如桌面收音机等。右 图是小型的铁氧体磁棒天线，常用在空间较小的设备中，如手机等。如果空间允许，建议使用标准尺寸的铁氧体磁 棒天线，因为它具有更好的灵敏度。 图 18. 标准的和小型的铁氧体磁棒天线 在Si483x-B/Si4820/24 AM接收机中，铁氧体磁棒天线的电感值通常为180~450 µH。 表16列举了Si483x-B/Si4820/24 AM接收机推荐使用的铁氧体磁棒天线及其参数。 表 16. 推荐使用的铁氧体磁棒天线 器件型号 直径 长度 匝数 导磁率 类型 应用 SL8X50MW70T 8 mm 50 mm 70 400 Mn-Zn 桌面收音机 SL4X30MW100T 4 mm 30 mm 100 300 Ni-Zn 便携式收音机 (MP3, 手机, GPS) SL3X30MW105T 3 mm 30 mm 105 300 Ni-Zn SL3X25MW100T 3 mm 25 mm 110 300 Ni-An SL5X7X100MW70T 5 x 7 mm 100 mm 70 400 Mn-Zn 桌面收音机 下面为铁氧体磁棒天线的供应商信息： Jiaxin Electronics （佳信电子） Shenzhen Sales Office （深圳销售部） 邮箱: [email protected] 网站: www.firstantenna.com ??? 0.2 31 AN555 6.2. 铁氧体磁棒天线原理图 图 19. AM铁氧体磁棒天线原理图 C1 （0.47 µF）为交流耦合电容，连接到芯片的AMI脚。 D1 为可选的ESD保护二极管。 6.3. 铁氧体磁棒天线电路原理图BOM 表 17. 铁氧体磁棒天线BOM 器件 物料描述 ANT1 铁氧体磁棒天线, 180~450 µH C1 交流耦合电容, 0.47 µF, 10%, Z5U/X7R D1* ESD 保护二极管, SOT23-3, California Micro Devices, CM1213-01ST *注： 可选器件，如果天线连接到AMI脚有裸露在机壳外面的部分，可以选择使用ESD保护二极管 32 ??? 0.2 AN555 6.4. 铁氧体磁棒天线 Layout 芯片尽可能靠近铁氧体磁棒天线的馈线，以减小芯片和铁氧体磁棒天线间的走线长度，减少寄生电容和耦合进天线 的噪声。 AM天线的位置非常重要，因为AM很容易被时钟、开关电源和MCU的数字信号干扰。铁氧体磁棒天线尽可能远离干 扰源，特别要远离PCB上的信号线和收音机芯片的I/O线。不要在铁氧体磁棒天线下或其周围布任何信号线。数字信 号线最好用GND参考面包围，或将数字信号线布在PCB板的另一层上，这样可以减小对天线的容性耦合。 为了能准确的调台，呈现在AMI端的总电容要尽量小，不能超过一个上限值。这个上限值取决于从AMI端看到的电感 值。计算公式如方程式2所示。 公式 3. 允许的呈现在AMI端的总电容值 这里: CTotal = 在AMI端的总电容值 Leffective = 在AMI 端的有效电感值 fmax = AM波段中最高的频点 如果设备使用铁氧体磁棒天线， CTotal是AMI端的总电容值，它包括芯片AMI脚输入电容、磁棒天线的电容值和PCB 板的寄生电容值；Leffective是AMI 端的有效电感值，主要是来自天线的电感值。如果设备使用空心环形天线， CTotal 包括芯片AMI脚输入电容、空心环形天线的电容值，变压器的电容值和PCB板上的电容值；Leffective 也要考虑到所有 这些电路的因素。芯片AMI脚的输入电容为8pF。如果AM接收使用铁氧体磁棒天线，其电感值为300 µH，AM波段的 最大频率是1750 kHz，信道间隔为10kHz，根据方程式2算出CTotal = 29 pF。 6.5. 铁氧体磁棒天线设计检查明细 收音机芯片尽可能靠近铁氧体磁棒天线的馈线，减少寄生电容和耦合进天线的噪声。 铁氧体磁棒天线远离任何干扰源、收音机芯片的I/O线和任何干扰AM波段的电路。 推荐铁氧体磁棒天线远离收音机芯片至少5cm。 如果从天线连接到AMI脚有裸露在机壳外面的，可以选择使用ESD保护二极管D1 ESD保护二极管D1的结电容值应尽可能小。 如果铁氧体磁棒天线固定在PCB板上，在铁氧体磁棒天线下不能铺地。推荐GND和天线的距离为1/4 inch 或者 磁棒的宽度。 交流耦合电容C1用来连接铁氧体磁棒天线馈点和AMI脚之间的走线，可减小走线长度和其分布电容。 ??? 0.2 33 AN555 7. 用于AM接收的空心环形天线 空心环形天线是用于AM接收机的一种外部天线 （尺寸大）。常用于家庭音频设备。由于放置在设备外面，不容易被 系统噪声影响。其灵敏度高于铁氧体磁棒天线。 7.1. 空心环形天线设计 图20所示为空心环形天线。 图 20. 空心环形天线 空心环形天线和铁氧体磁棒天线不同，由于没有磁棒，所以等效电感较小，典型的电感值为10~20 µH。为了配合空 心环形天线的使用，需要用变压器来增加其电感值到180~450 µH。 T1就是用于增加电感值的变压器，可增加电感值到180~450 µH的范围。用下面的方程式来计算等效电感。 对于10~20 µH的空心环形天线，常用的变压器的匝数比N为1:5~1:7，这样可以增加电感量到180~450 µH。 变压器选型时，需要选择高Q值的、耦合系数尽可能接近1的变压器，并使用多股绞线，这样可以降低趋附效应和降 低变压器的损耗。 还建议使用环形磁芯变压器或者带屏蔽罩的变压器，这样可以减少外界噪声的干扰。 表18列举了推荐使用的变压器。 表 18. 推荐使用的变压器 34 Transfomer 1 Transformer 2 Transformer 3 供应商 Jiaxin Electronics UMEC UMEC 器件型号 SL9x5x4MWTF1 TG-UTB01527S TG-UTB01526 封装类型 Surface Mount Surface Mount Through Hole 初级线圈(L1) 12T 10T 10T 次级线圈(L2) 70T 55T 58T 线圈规格 ULSA / 0.07 mm x 3 n/a n/a 电感量 (L2) 380 µH ±10% @ 796 kHz 184 µH min, 245 µH typ @ 100 kHz 179 µH min, 263 µH typ @ 100 kHz Q 130 50 75 ??? 0.2 AN555 下面为变压器的供应商信息： 供应商1: Jiaxin Electronics （佳信电子） Shenzhen Sales Office （深圳销售部） 邮箱: [email protected] 网站: www.firstantenna.com 供应商2: UMEC USA, Inc. 网站: www.umec-usa.com www.umec.com.tw 7.2. 空心环形天线原理图 图 21. AM 空心环形天线原理图 C1 （0.47µF）为交流耦合电容，连接到芯片的AMI脚。 D1 为ESD保护二极管，天线是裸露的，所以需要使用D1。 7.3. 空心环形天线 电路原理图BOM 表 19. 空心环形天线BOM 器件 物料描述 LOOP_ANTENNA 空心环形天线 T1 变压器, 匝数比N为1:6 C1 交流耦合电容, 0.47 µF, 10%, Z5U/X7R D1 ESD保护二极管, SOT23-3, California Micro Devices, CM1213-01ST ??? 0.2 35 AN555 7.4. 空心环形天线 收音机芯片和变压器尽可能靠近空心环形天线的馈线点，以减小芯片和天线间的走线长度，减少寄生电容和耦合进 天线的噪声。 Si483x/Si4820/24 用到空心环形天线和变压器时，需要将变压器远离干扰源，远离 PCB 板上的信号线和 Si483x/ Si4820/24的I/O线。不要在变压器下或其周围布任何信号线。最好使用带屏蔽罩的变压器。 7.5. 空心环形天线设计检查明细 选用带屏蔽罩的变压器或者环形磁芯变压器，减少外界噪声的干扰。 选用高Q值的、耦合系数尽可能接近1的变压器。 选用多股绞线的变压器。 变压器尽可能远离干扰源，特别要远离PCB板上的信号线，收音机芯片的I/O线和任何干扰AM波段的电路。 交流耦合电容C1用来连接变压器和AMI脚之间的走线，减小走线的长度和分布电容。 ESD保护二极管D1的结电容值应尽可能小。 36 ??? 0.2 AN555 8. 用于SW接收的拉杆天线 SW 接收通常使用和FM接收一样的拉杆天线。 8.1. SW 拉杆天线 设计 拉杆天线是一种单极天线。 拉杆天线包括不可伸缩的金属拉杆天线、可伸缩的金属拉杆天线和橡胶拉杆天线。图22所示为可伸缩的拉杆天线。 图 22. 用于SW接收的可伸缩的拉杆天线 8.2. SW 拉杆天线原理图 图 23. SW拉杆天线原理图 Q1 （2SC9018）是低噪声RF晶体管，它组成了SW的LNA电路，放大由拉杆天线进来的短波信号。 C30 （33nF）是交流耦合电容，放置在拉杆天线和LNA的输入之间。 C33 （0.47 µF）是交流耦合电容，连接到芯片的AMI脚。 R31, R41 是晶体管Q1的直流偏置电阻。 ??? 0.2 37 AN555 8.3. SW 拉杆天线材料清单 表 20. SW 拉杆天线材料清单 器件 物料描述 WHIP_ANTENNA 拉杆天线 Q1 低噪声RF晶体管, 2SC9018 C30 交流耦合电容, 33 nF, 10%, COG C33 耦合电容, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R R31 电阻, 1 k, ±5% R41 电阻, 200 k, ±5% 8.4. SW 拉杆天线 Layout 芯片尽可能靠近拉杆天线的馈线，以减小芯片和天线间的走线长度，减少寄生电容和耦合进天线的噪声。 8.5. SW拉杆天线设计检查明细 为得到最佳接收性能，拉杆天线长度尽可能长。 Q1靠近拉杆天线，远离噪声源。 38 收音机芯片尽可能靠近拉杆天线，减小芯片和拉杆天线间的走线长度，减少寄生电容和耦合进天线的噪声。 交流耦合电容C33尽可能靠近芯片AMI脚。 ??? 0.2 AN555 注： ??? 0.2 39 Smart. Connected. Energy-Friendly Products Quality Support and Community www.silabs.com/products www.silabs.com/quality community.silabs.com Disclaimer Silicon Laboratories intends to provide customers with the latest, accurate, and in-depth documentation of all peripherals and modules available for system and software implementers using or intending to use the Silicon Laboratories products. Characterization data, available modules and peripherals, memory sizes and memory addresses refer to each specific device, and "Typical" parameters provided can and do vary in different applications. Application examples described herein are for illustrative purposes only. Silicon Laboratories reserves the right to make changes without further notice and limitation to product information, specifications, and descriptions herein, and does not give warranties as to the accuracy or completeness of the included information. Silicon Laboratories shall have no liability for the consequences of use of the information supplied herein. This document does not imply or express copyright licenses granted hereunder to design or fabricate any integrated circuits. The products must not be used within any Life Support System without the specific written consent of Silicon Laboratories. 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