AN602: Si4822/26/27/40/44 Antenna, Schematic, Layout, and Design Guidelines (Chinese)

AN602
Si4822/26/27/40/44 天 线 、 原 理 图 、 布 局 和 设 计 指 南
1. 引言
本文档提供了常规 Si4822/26/27/40/44 设计和 AM/FM/SW 天线选型指南,包括原理图、 BOM 和 PCB 布局。所有
用户均应遵守 “2. Si4822/26/27/40/44 默认波段的定义及选择 ” 和 “3. Si48422/26/27/40/44 SSOP/SOIC 原理图
和布局 ” 中的 Si4822/26/27/40/44 设计指南,并根据应用和所用设备及 “4. 用于 FM 接收的耳机天线 ” 到 “8. 用
于 SW 接收机的拉杆天线 ” 的说明进行正确的天线选型。
†
Si4826
Entry level wheel-tuned digital display
AM/FM/SW Receiver, Mono audio
†
†
Si4827
Entry level wheel-tuned digital display
AM/FM/SW Receiver, wide FM/SW
band, Mono audio
†
†
Si4840
Wheel-tuned digital display AM/FM
Receiver, Stereo audio
†
†
Si4844
Wheel-tuned digital display AM/FM/
SW Receiver, wide FM/SW band,
Stereo audio
†
†
修订版 0.3 2/13
版权所有 © 2013 Silicon Laboratories
Headphone
Whip
Ferrite Loop
Air Loop
SW Receiver
SW Antenna

†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
†
Whip
Entry level wheel-tuned digital display
AM/FM Receiver, Mono audio
AM Antenna
AM Receiver
Si4822
FM Antenna
†General
Description
Function
†Part
Number
FM Receiver
Table 1. Part Selection Guide
†
AN602
AN602
2. Si4822/26/27/40/44 默认波段的定义及选择
对于 Si4822/26/27/40/44 来说,有两种方法定义波段。一种是用滑动开关和梯形电阻来选择芯片内部的默认波段,
另一种是利用主 MCU 发送命令让芯片在所需波段工作。参见应用注释 “AN610:Si48xx ATDD 编程指南 ”,了解如何
使用 Si4822/26/27/40/44 定义波段并设置波段属性。本章节只讲述如何用滑动开关和梯形电阻去选择默认的波段。
Si4822/40 定义了 5 个 FM 波段和 5 个 AM 波段。 Si4826/27/44 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 分离度门限值选择,因此一共定义了 41 种波段组合供选择。
Si4822/26/40/44-A 支持小于 23 MHz 的 FM 波段范围和小于 1.15 MHz 的 SW 波段范围。Si4827-A/44-B 支持更宽
的 FM/SW 波段范围。参见应用注释 “AN610:Si48xx ATDD 编程指南 ” 中的详细说明。
2.1. Si4822/26/27/40/44 默认波段的定义
Si4822/26/27/40/44 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 分离度门限值。所以用
户在选择 FM 波段时,不仅要参考频率范围,还要根据去加重设置和立体声 LED 分离度要求进行选择。对于 AM 和
SW 波段,用户只需根据频率范围的需求进行选择。
Table 2. Band Sequence Definition
2
Band
Number
Band
Name
Band Frequency
Range
De-emphasis (FM)
Channel Space (AM)
Stereo LED on
Conditions
(Only for Si4840/44)
Total R to GND
(k, 1%)
Band1
FM1
87–108 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
47
Band2
FM1
87–108 MHz
75 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
57
Band3
FM1
87–108 MHz
50 µs
Separation = 6dB,
RSSI = 20
67
Band4
FM1
87–108 MHz
50 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
77
Band5
FM2
86.5–109 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
87
Band6
FM2
86.5–109 MHz
75 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
97
Band7
FM2
86.5–109 MHz
50 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
107
Band8
FM2
86.5–109 MHz
50 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
117
Band9
FM3
87.3–108.25 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
127
Band10
FM3
87.3–108.25 MHz
50 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
137
Band11
FM3
87.3–108.25 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
147
??? 0.3
AN602
Table 2. Band Sequence Definition (Continued)
Band
Number
Band
Name
Band Frequency
Range
De-emphasis (FM)
Channel Space (AM)
Stereo LED on
Conditions
(Only for Si4840/44)
Total R to GND
(k, 1%)
Band12
FM3
87.3–108.25 MHz
50 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
157
Band13
FM4
76–90 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
167
Band14
FM4
76–90 MHz
75 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
177
Band15
FM4
76–90 MHz
50 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
187
Band16
FM4
76–90 MHz
50 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
197
Band17
FM5
64–87 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
207
Band18
FM5
64–87 MHz
75 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
217
Band19
FM5
64–87 MHz
50 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
227
Band20
FM5
64–87 MHz
50 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
237
Band21
AM1
520–1710 kHz
10 kHz
247
Band22
AM2
522–1620 kHz
9 kHz
257
Band23
AM3
504–1665 kHz
9 kHz
267
Band24
AM4
520–1730 kHz
10 kHz
277
Band25
AM5
510–1750 kHz
10 kHz
287
Band26
SW1
5.6–6.4 MHz
297
Band27
SW2
5.95–6.2 MHz
307
Band28
SW3
6.8–7.6 MHz
317
Band29
SW4
7.1–7.6 MHz
327
Band30
SW5
9.2–10 MHz
337
Band31
SW6
9.2–9.9 MHz
347
Band32
SW7
11.45–12.25 MHz
357
Band33
SW8
11.6–12.2 MHz
367
??? 0.3
3
AN602
Table 2. Band Sequence Definition (Continued)
Band
Number
Band
Name
Band Frequency
Range
De-emphasis (FM)
Channel Space (AM)
Stereo LED on
Conditions
(Only for Si4840/44)
Band34
SW9
13.4–14.2 MHz
377
Band35
SW10
13.57–13.87 MHz
387
Band36
SW11
15–15.9 MHz
397
Band37
SW12
15.1–15.8 MHz
407
Band38
SW13
17.1–18 MHz
417
Band39
SW14
17.48–17.9 MHz
427
Band40
SW15
21.2–22 MHz
437
Band41
SW16
21.45–21.85 MHz
447
2.2. 默认波段的选择
请见 图 1 中的波段选择电路。波段的选择确定了波段选择引脚到 GND 的电阻值。
选择某一波段,需要保证以下两个方面:
从
BAND 到 GND 的总电阻值等于 表 2 中的指定值
从
TUNE1 到 GND 的总电阻为 500 k,容差 1%
下面是一些常用的波段及其选择电路,可供参考。
2.2.1. 典型的 12 波段应用电路
图 1 和 表 3 说明了典型 12 波段应用电路的波段和电阻值。
4
??? 0.3
Total R to GND
(k, 1%)
AN602
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)
R10
20k 1%
Si4826/27/44 only
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
40k 1%
FM5 (64MHz - 87MHz)
R28
40k 1%
FM4 (76MHz - 90MHz)
R29
120k 1%
FM1 (87MHz - 108MHz)
R33
0R 1%
R44
47k 1%
Figure 1. A Typical 12-Band Selection Circuit
??? 0.3
5
AN602
Table 3. Typical 12-Band Selection
Band
Number
Band
Name
Band Frequency
Range
De-emphasis (FM)
Channel space (AM)
Stereo LED On
Conditions (Only
for Si4840/44)
Total R to GND
(k, 1%)
Band1
FM1
87–108 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
47
Band13
FM4
76–90 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
167
Band17
FM5
64–87 MHz
75 µs
Separation = 6 dB,
RSSI = 20
207
Band21
AM1
520–1710 kHz
10 kHz
Band26
SW1
5.6–6.4 MHz
297
Band28
SW3
6.8–7.6 MHz
317
Band30
SW5
9.2–10 MHz
337
Band32
SW7
11.45–12.25 MHz
357
Band34
SW9
13.4–14.2 MHz
377
Band36
SW11
15–15.9 MHz
397
Band38
SW13
17.1–18 MHz
417
Band40
SW15
21.2–22 MHz
437
247
2.2.2. 典型欧洲 2 波段应用电路
图 2 和 表 4 说明了典型欧洲 2 波段应用电路的波段和电阻值。
Table 4. Typical European 2-Band Selection
Band
Number
Band
Name
Band Frequency
Range
De-emphasis (FM)
Channel space (AM)
Stereo LED On
Conditions (Only
for Si4840/44)
Total R to GND
(k, 1%)
Band4
FM1
87–108 MHz
50 µs
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
77
Band22
AM2
522–1620 kHz
9 kHz
6
??? 0.3
257
AN602
TUNE1
R3
243k 1%
S2
BAND
1
AM
2
3
R4
180k 1%
FM
R5
77k 1%
Figure 2. Typical 2-Band Selection Circuit for Europe
2.2.3. 典型美国 2 波段应用电路
图 3 和 表 5 说明了典型美国 2 波段应用电路的波段和电阻值。
Table 5. Typical US 2-Band Selection
Band
Number
Band
Name
Band Frequency
Range
De-emphasis (FM)
Stereo LED On
Channel space (AM) Conditions (Only for
Si4840/44)
Band2
FM1
87–108 MHz
75 µs
Band21
AM1
520–1710 kHz
10 kHz
Separation = 12 dB,
RSSI = 28
Total R to GND
(k, 1%)
57
247
TUNE1
R3
253k 1%
S2
BAND
1
2
AM
3
R4
190k 1%
FM
R5
57k 1%
Figure 3. Typical 2-Band Selection Circuit for US
??? 0.3
7
AN602
3. Si48422/26/27/40/44 SSOP/SOIC 原理图和布局
这一章节讲述实现 Si4822/26/27/40/44 最佳性能所需的典型原理图和布局。 Si4822/26/40/44 提供了两种通过调谐
器设置选择无线电波段的方法和两种通过调谐器设置设置波段属性的方法。通常,实际应用中有四种典型应用电路,
但 Si4827 提供了两种通过调谐器设置选择无线电波段的方法和两种通过主 MCU 设置波段属性的方法,因此实际应
用中有两种典型应用电路。
3.1. Si4822/26/40/44 应用电路:主 MCU 选择无线电波段并设置波段属性
图 4 显示的是使用主 MCU 选择无线电波段和设置波段属性的 Si4822/26/40/44 的应用电路。一般的作法是用连接到
主 MCU 的按键进行波段选择,MCU 检测到按键动作后发出命令给 Si4822/26/40/44,设置所需波段。主 MCU 同样
能设置波段属性,如波段最高频率和最低频率点,立体声指示门限值 (仅 Si4840/44) 、去加重、 AM 信道间隔等
等。保证 Si4822/26/40/44 正常工作的两个要点是:
1. 引脚 1 LNA_EN 不能连接上拉电阻。
2. 引脚 5 BAND 必须直接连接到电源 VCC。
C16 和 C15 是 VDD1/VDD2 电源引脚 20/21 必需的旁路电容器。将 C16 和 C15 放到尽量靠近 VDD1/VDD2 引脚 20/21
和 DBYP 引脚 22 的位置。这样可以尽可能地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,并
使所有电流返回 DBYP 引脚。
引脚 22 是专用的旁路电容引脚。 在 PCB 板上,切勿将其连接到电源 GND。
引脚 13 和引脚 14 是芯片的 GND。在 PCB 板上,这两个引脚必须很好地连接到电源 GND。
引脚 9 是芯片的 RFGND。在 PCB 板上,此引脚必须很好地连接到电源 GND。
C4 和 / 或 C7 (4.7 µF) 是引脚 23 和 / 或引脚 24 接收器模拟音频输出的耦合电容。功放的输入电阻 R(如耳机功放)
和电容 C 将按方程 1 设定高通滤波频率拐点。 C4 和 C7 的位置并不重要。
1 f c = --------------2RC
Equation 1. High-Pass Pole Calculation
C28 和 C29 (22 pF) 是晶体负载电容,当使用内部振荡器功能时,需要使用这两个电容。参考所选晶体的数据手册
以选择合适的负载电容值,且一定要考虑寄生电容的大小。C28 和 C29 要连接到相同的接地点,并且尽量保证晶体
和负载电容构成的电流环路面积最小。
仅当使用内部振荡器功能时,Y1 (32.768 kHz) 为所需的可选晶体。Y1 尽可能靠近 XTALO 引脚 18 和 XTALI 引脚 19
以减小电流环路面积。如果使用外部时钟 (32.768 kHz) 连接到 XTALI,保持 XTALO 悬空。
数字信号或参考时钟走线需远离引脚 6 和引脚 7。切勿连接引脚 6 和引脚 7。这些引脚必须悬空才能保证正常运行。
引脚 2、15、16、17 是与主 MCU 通信所必需的引脚。引脚 15 RST 推荐使用 100 k 上拉电阻 R6 和 0.1 µF 旁路
电容 C19。引脚 16 SDIO 需使用 10 k 的上拉电阻 R3。
VR1 (100 k /10%)、 R27、 C1、 C13 组成了调谐电路。 VR1 推荐使用 10% 精度的 100k。
Q1 (2SC9018) 及其周边 B6、C30、31、33、36、R31、32、34、41 组成了 SW 波段的低噪放 LNA 电路。在 Si4826/
44 控制的 AM 和 FM 模式下, LNA_EN 信号会关闭 LNA 电路。
对于 Si4822/26,请勿连接引脚 23。为保证芯片正常工作,该引脚必须悬空。
8
??? 0.3
AN602
ANT2
TUNE1
FM/SW
VR1
100k 10%
C13
C1
47u
0.1u
VCC
R27
C36
0.47u
100R
R32
10R
C34
33p
C31
33n
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
LOUT/AOUT
Si4822/26/40/44
24
ROUT/NC
23
DBYP
22
VDD2
21
20
VDD1
XTALI
19
XTALO
18
SCLK
17
16
RST
SDIO
U1
LNA_EN
IRQ
TUNE1
TUNE2
BAND
NC
NC
FMI
RFGND
NC
NC
AMI
Q1
2SC9018
13
R34
100k
C4
4.7u
C7
Si4826/44 only
4.7u
C19
0.1u
VCC
SDIO
LOUT
ROUT
(For Si4822/26, pin24 is AOUT)
(For Si4822/26, pin23 is NC)
VCC
VCC
R6
100k
C6
RESET
To host MCU
To host MCU
[1] LNA_EN
0.47u
15
33n
10p
GND
C30
B6
2.5k/100M
C5
GND
R41
120k
IRQ
VCC
270nH
R31
1k
C33
14
[1]
ANT1
MW ferrite antenna
LNA_EN
L2
C15
0.1u 4.7u
R3
10k
SCLK
Y1
32.768KHz
C28
22p
C29
22p
Optional
Figure 4. Si4822/26/40/44 Applications Circuit: MCU Select Band and Set Band Property
??? 0.3
9
AN602
3.2. Si4822/26/40/44 应用电路:主 MCU 选择默认波段并使用默认波段属性
图 5 显示的是使主 MCU 能够选择默认波段的 Si4822/26/40/44 应用电路。在此应用电路中,主 MCU 发送命令给
Si4822/26/40/44 以选择所需的默认波段。但 MCU 不能定义默认波段定义中已确定的波段属性,如 “2.1. Si4822/
26/27/40/44 默认波段的定义 ” 中所述。主 MCU 只能定义未在默认波段定义中确定的波段属性,如软静音属性等。
详细信息请见 “AN610:Si48xx ATDD 编程指南 ”。为保证 Si4822/26/40/44 正常工作,必须确保如下两点:
1. 将 10k 上拉电阻 R42 连接到引脚 1 LNA_EN。
2. 确保引脚 5 BAND 直接连接到电源 VCC。
ANT2
TUNE1
FM/SW
VR1
100k 10%
C13
C1
47u
0.1u
VCC
R27
C36
0.47u
100R
R32
10R
C34
33p
C31
33n
2
3
4
5
6
7
8
9
VCC
1
LOUT/AOUT
Si4822/26/40/44
24
ROUT/NC
23
DBYP
22
VDD2
21
VDD1
20
XTALI
19
XTALO
18
17
SCLK
U1
LNA_EN
IRQ
TUNE1
TUNE2
BAND
NC
NC
FMI
RFGND
11
10
RST
SDIO
16
13
15
Q1
2SC9018
R34
100k
GND
33n
NC
AMI
12
[1] LNA_EN
0.47u
NC
10p
14
B6
2.5k/100M
10k
C5
GND
R41
120k
C30
R42
VCC
270nH
R31
1k
C33
[1]
ANT1
MW ferrite antenna
LNA_EN
To host MCU
IRQ
L2
C4
4.7u
C7
Si4826/44 only
4.7u
VCC
RESET
To host MCU
R6
ROUT
(For Si4822/26, pin24 is AOUT)
(For Si4822/26, pin23 is NC)
VCC
VCC
C19
0.1u
LOUT
100k
C6
C15
0.1u 4.7u
R3
10k
SDIO
SCLK
Y1
32.768KHz
C28
22p
C29
22p
Optional
Figure 5. SiSi4822/26/40/44 Applications Circuit: MCU Select Default Band and Use Default Band
Property
10
??? 0.3
AN602
3.3. Si4822/26/40/44 应用电路:滑动开关选择波段和 MCU 重新设置波段属性
图 7 中是使用滑动开关选择波段且主 MCU 可重新定义波段属性的 Si4822/26/40/44 应用电路。用滑动开关和梯形电
阻选择波段的方法,可参考第 4 页 2.2. “ 默认波段的选择 ”。在这个应用电路中,用户可选择任意默认波段,然后
MCU 将根据设计要求重新定义所选波段的属性。 MCU 只能重新定义所选波段的属性,不能切换波段,比如不能从
FM 切换到 AM 或 SW 波段,也不能从 AM 或 SW 切换到 FM 波段。为保证 Si4822/26/40/44 正常工作,必须确保
以下两点:
1. 引脚 1 LNA_EN 不能连接上拉电阻。
2. 引脚 5 BAND 连接到滑动开关。
TUNE1 [1]
R36
33k 1%
R43
30k 1%
ANT2
[1] TUNE1
SW15 (21.2MHz - 22MHz)
VR1
100k 10%
FM/SW
C13
C1
47u
0.1u
R35
20k 1%
SW13 (17.1MHz - 18MHz)
VCC
R27
C36
0.47u
R32
10R
1
2
BAND [1]
ROUT/NC
DBYP
LOUT/AOUT
24
23
VDD2
22
21
VDD1
20
XTALI
19
XTALO
18
SCLK
17
SDIO
RST
U1
IRQ
R12
20k 1%
S2
Si4822/26/40/44
C4
4.7u
C7
Si4826/44 only
4.7u
R6
100k
C6
RESET
VCC
LOUT
ROUT
(For Si4822/26, pin24 is AOUT)
(For Si4822/26, pin23 is NC)
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%
VCC
VCC
C19
0.1u
To host MCU
SW11 (15MHz - 15.9MHz)
R10
20k 1%
SW9 (13.4MHz - 14.2MHz)
LNA_EN
TUNE1
3
5
6
7
8
9
10
11
12
4
TUNE2
BAND
NC
NC
FMI
RFGND
NC
NC
AMI
14
13
GND
R34
100k
16
Q1
2SC9018
GND
33n
0.47u
15
10p
C30
To host MCU
[1] LNA_EN
C5
ANT1
MW ferrite antenna
2.5k/100M
270nH
R31
1k
C33
[1]
IRQ
[1] BAND
L2
R41
120k
B6
Si4826/44 only
C34
33p
C31
33n
LNA_EN
R15
20k 1%
100R
C15
R3
SW1 (5.6MHz - 6.4MHz)
R8
50k 1%
0.1u 4.7u
AM1 (520kHz - 1710kHz)
10k
SDIO
R7
SCLK
20k 1%
Y1
FM5 (64MHz - 87MHz)
32.768KHz
C28
22p
R28
40k 1%
C29
22p
FM4 (76MHz - 90MHz)
R29
120k 1%
Optional
FM1 (87MHz - 108MHz)
R33
20k 1%
R44
47k 1%
Figure 6. Si4822/26/40/44 Applications Circuit: Slide Switch Select Band and
MCU Re-define Band Property
??? 0.3
11
AN602
3.4. Si4822/26/40/44 应用电路:滑动开关选择波段和
使用默认波段属性
图 7 为使用滑动开关选择波段的应用电路。该电路中,主 MCU 不能改变默认波段定义中已确定的波段属性,如第
2.1 节所述,它只能定义默认波段定义中未确定的波段属性,如软静音属性等。详见 “AN610:Si48xx ATDD 编程
指南 ”。为保证 Si4822/26/40/44 正常工作,必须确保如下两点:
1. 将 10 k 上拉电阻 R42 连接到引脚 1 LNA_EN。
2. 引脚 5 BAND 连接到滑动开关。
TUNE1 [1]
R36
33k 1%
R43
30k 1%
SW15 (21.2MHz - 22MHz)
ANT2
[1] TUNE1
FM/SW
R35
20k 1%
VR1
100k 10%
C13
C1
47u
0.1u
SW13 (17.1MHz - 18MHz)
VCC
R27
C36
0.47u
100R
SW11 (15MHz - 15.9MHz)
10k
1
ROUT/NC
DBYP
LOUT/AOUT
24
23
VDD2
22
21
VDD1
20
XTALI
19
SCLK
SDIO
XTALO
18
17
16
15
RST
GND
U1
BAND [1]
Si4822/26/40/44
C4
4.7u
C7
Si4826/44 only
4.7u
C19
0.1u
VCC
VCC
R6
100k
VCC
RESET
To host MCU
S2
1
2
IRQ
LNA_EN
TUNE1
3
5
6
7
8
9
10
11
12
4
TUNE2
BAND
NC
NC
FMI
RFGND
NC
NC
AMI
13
GND
Q1
2SC9018
R34
100k
R12
20k 1%
[1] LNA_EN
0.47u
14
33n
To host MCU
R10
20k 1%
SW9 (13.4MHz - 14.2MHz)
R42
C5
10p
C30
ANT1
MW ferrite antenna
2.5k/100M
270nH
R31
1k
C33
[1]
[1] BAND
L2
R41
120k
B6
IRQ
C34
33p
C31
33n
Si4826/44 only
VCC
R32
10R
LNA_EN
R15
20k 1%
C6
R3
C15
LOUT
ROUT
(For Si4822/26, pin24 is AOUT)
(For Si4822/26, pin23 is NC)
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%
0.1u 4.7u
AM1 (520kHz - 1710kHz)
10k
R7
SDIO
20k 1%
SCLK
FM5 (64MHz - 87MHz)
Y1
R28
40k 1%
32.768KHz
C28
22p
C29
22p
FM4(76MHz - 90MHz)
R29
120k 1%
FM1 (87MHz - 108MHz)
Optional
R33
20k 1%
R44
47k 1%
Figure 7. Si4822/26/40/44 Applications Circuit: Slide Switch Select Band and Use Default Band
Property
12
??? 0.3
AN602
3.5. Si4827 应用电路:主 MCU 选择无线电波段
图 8 显示了主 MCU 用于选择无线电波段的 Si4827 应用电路。在该应用中,主 MCU 将命令发送到 Si4827 以选择
所需波段。由 MCU 设置波段属性还是使用调谐器默认波段属性是由主 MCU 决定的。
由 MCU 设置波段属性意味着主 MCU 可设置波段属性,如波段上限频率点和下限频率点、去加重、AM 调谐间隔等。
使用调谐器默认波段属性意味着 MCU 无法定义这些默认波段定义中已确定的波段属性,如第 “2.1. Si4822/26/27/
40/44 默认波段的定义 ” 节所述。主 MCU 只能定义未在默认波段定义中确定的波段属性,如软静音属性等。详细
信息请见应用注释 “AN610:Si48xx ATDD 编程指南 ”。
保证 Si4827 工作正常的关键是将引脚 4 BAND 直接连接到电源 VCC。
Figure 8. Si4827 Application Circuit: Host MCU Select Band
??? 0.3
13
AN602
3.6. Si4827 应用电路:滑动开关选择波段
图 9 显示了使用滑动开关选择波段的 Si4827 应用电路。关于使用滑动开关和梯形电阻选择波段的方法,请参见
“2.2. 默认波段的选择 ” 一节。由 MCU 设置波段属性还是使用调谐器默认波段属性是由主 MCU 决定的。
由 MCU 设置波段属性时,用户可选择任意默认波段,而 MCU 将根据设计要求重新定义波段属性。 MCU 只能重新
定义所选波段的属性,它不能将 FM 波段更改为 AM 或 SW 波段,反之亦然。
使用调谐器默认波段属性时,主 MCU 不能更改默认波段定义中已确定的波段属性,如 “2.1. Si4822/26/27/40/44 默
认波段的定义 ” 一节所述,它只能定义未在默认波段定义中确定的波段属性,如软静音属性等。详细信息请见应用
注释 “AN610:Si48xx ATDD 编程指南 ”。
保证 Si4827 工作正常的关键是将引脚 4 BAND 连接到滑动开关。
Figure 9. Si4827 Application Circuit: Slide Switch Select Band
14
??? 0.3
AN602
3.7. Si4822/26/27/40/44 材料表
Table 6. Si4822/26/40/44 Applications Circuit: Host MCU Select Band and Set Band Property
Component(s)
C1,C6,C19
Value/Description
Supplier
Supply bypass capacitor, 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C5
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C34
RF coupling capacitors, 33 pF, ±5%, COG
Murata
C4,C7,C15
Capacitor 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C13
Capacitor 47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
R27
Resistor, 100 , ±5%
Venkel
R6
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R3
Resistor, 10 k, ±5%
Venkel
U1
Si4822/26/40/44 AM/FM/SW Analog Tune Digital Display Radio
Tuner
L2
Inductor 270 nH
ANT1
MW ferrite antenna 220 µH.
ANT2
Whip antenna
VR1
Silicon Laboratories
Murata
Jiaxin Electronics
Various
Variable resistor (POT), 100 k, ±10%
Changtaier
Si4826/44 Only
C36
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C33
Capacitor, 10 pF, ±5%, COG
Murata
C30-31
Capacitor, 33 nF, ±5%, COG
Murata
B6
Ferrite bead,2.5 k/100 MHz.
Murata
Q1
RF transistor, 2SC9018.
R34
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R41
Resistor, 120 k, ±5%
Venkel
R32
Resistor, 10 , ±5%
Venkel
R31
Resistor, 1 k, ±5%
Venkel
ETC
Optional
C28, C29
Y1
Crystal load capacitors, 22 pF, ±5%, COG (Optional: for crystal
oscillator option)
Murata
32.768 kHz crystal (Optional: for crystal oscillator option)
Epson
??? 0.3
15
AN602
Table 7. Si4822/26/40/44 Applications Circuit: MCU Select Default Band and Use Default Band
Property
Component(s)
C1,C6,C19
Value/Description
Supplier
Supply bypass capacitor, 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C5
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C34
RF coupling capacitors, 33 pF, ±5%, COG
Murata
C4,C7,C15
Capacitor 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C13
Capacitor 47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
R27
Resistor, 100 , ±5%
Venkel
R6
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R3, R42
Resistor, 10 k, ±5%
Venkel
U1
Si4822/26/40/44 AM/FM/SW Analog Tune Digital Display Radio
Tuner
L2
Inductor 270 nH
ANT1
MW ferrite antenna 220 µH.
ANT2
Whip antenna
VR1
Silicon Laboratories
Murata
Jiaxin Electronics
Various
Variable resistor (POT), 100 k, ±10%
Changtaier
Si4826/44 Only
C36
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C33
Capacitor, 10 pF, ±5%, COG
Murata
C30-31
Capacitor, 33 nF, ±5%, COG
Murata
B6
Ferrite bead, 2.5 k/100 MHz
Murata
Q1
RF transistor, 2SC9018.
R34
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R41
Resistor, 120 k, ±5%
Venkel
R32
Resistor, 10 , ±5%
Venkel
R31
Resistor, 1 k, ±5%
Venkel
ETC
Optional
C28, C29
Y1
16
Crystal load capacitors, 22 pF, ±5%, COG
for crystal oscillator option)
(Optional:
32.768 kHz crystal (Optional: for crystal oscillator option)
??? 0.3
Murata
Epson
AN602
Table 8. Si4822/26/40/44 Application Circuits: Slide Switch Select Band and MCU Re-define Band
Property
Component(s)
Value/Description
Supplier
C1,C6,C19
Supply bypass capacitor, 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C5
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C34
RF coupling capacitors, 33 pF, ±5%, COG
Murata
C4,C7,C15
Capacitor 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C13
Capacitor 47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
R27
Resistor, 100 , ±5%
Venkel
R6
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R3
Resistor, 10 k, ±5%
Venkel
R7,R33
Band switching resistor, 20 k, ±1%
Venkel
R28
Band switching resistor, 40 k, ±1%
Venkel
R29
Band switching resistor, 120 k, ±1%
Venkel
R44
Band switching resistor, 47 k, ±1%
Venkel
R43
Band switching resistor, 30 k, ±1%
Venkel
R36
Band switching resistor, 33 k, ±1%
Venkel
U1
Si4822/26/40/44 AM/FM/SW Analog Tune Digital Display Radio
Tuner
Silicon Laboratories
L2
Inductor 270 nH
Murata
ANT1
MW ferrite antenna 220 µH
Jiaxin Electronics
ANT2
Whip antenna
Various
VR1
Variable resistor (POT), 100 k, ±10%
Changtaier
S2
Slide switch
Shengda
Si4826/44 Only
C36
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C33
Capacitor, 10 pF, ±5%, COG
Murata
C30-31
Capacitor, 33 nF, ±5%, COG
Murata
B6
Ferrite bead, 2.5 k/100 MHz
Murata
Q1
RF transistor, 2SC9018.
ETC
R34
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R41
Resistor, 120 k, ±5%
Venkel
R32
Resistor, 10 , ±5%
Venkel
??? 0.3
17
AN602
Table 8. Si4822/26/40/44 Application Circuits: Slide Switch Select Band and MCU Re-define Band
Property (Continued)
R31
Resistor, 1 k, ±5%
Venkel
R9-12, R14-15,
R35
Band switching resistor, 20 k, ±1%
Venkel
R8
Band switching resistor, 50 k, ±1%
Venkel
Optional
C28, C29
Y1
Crystal load capacitor, 22 pF, ±5%, COG (Optional: for crystal
oscillator option)
Murata
32.768 kHz crystal (Optional: for crystal oscillator option)
Epson
Table 9. Si4822/26/40/44 Application Circuits: Slide Switch Select Band and Use Default Band
Property
Component(s)
Value/Description
Supplier
C1,C6,C19
Supply bypass capacitor, 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C5
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C34
RF coupling capacitors, 33 pF, ±5%, COG
Murata
C4,C7,C15
Capacitor 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C13
Capacitor 47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
R27
Resistor, 100 , ±5%
Venkel
R6
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R3, R42
Resistor, 10 k, ±5%
Venkel
R7,R33
Band switching resistor, 20 k, ±1%
Venkel
R28
Band switching resistor, 40 k, ±1%
Venkel
R29
Band switching resistor, 120 k, ±1%
Venkel
R44
Band switching resistor, 47 k, ±1%
Venkel
R43
Band switching resistor, 30 k, ±1%
Venkel
R36
Band switching resistor, 33 k, ±1%
Venkel
U1
Si4822/26/40/44 AM/FM/SW Analog Tune Digital Display Radio
Tuner
Silicon Laboratories
L2
Inductor 270 nH
Murata
ANT1
MW ferrite antenna 220 µH
Jiaxin Electronics
ANT2
Whip antenna
Various
18
??? 0.3
AN602
Table 9. Si4822/26/40/44 Application Circuits: Slide Switch Select Band and Use Default Band
Property (Continued)
Component(s)
Value/Description
Supplier
VR1
Variable resistor (POT), 100 k, ±10%
Changtaier
S2
Slide switch
Shengda
Si4826/44 Only
C36
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C33
Capacitor, 10 pF, ±5%, COG
Murata
C30-31
Capacitor, 33 nF, ±5%, COG
Murata
B6
Ferrite bead, 2.5 k/100 MHz
Murata
Q1
RF transistor, 2SC9018
ETC
R34
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R41
Resistor, 120 k, ±5%
Venkel
R32
Resistor, 10 , ±5%
Venkel
R31
Resistor, 1 k, ±5%
Venkel
R9-12, R14-15,
R35
Band switching resistor, 20 k, ±1%
Venkel
R8
Band switching resistor, 50 k, ±1%
Venkel
Optional
C28, C29
Y1
Crystal load capacitor, 22 pF, ±5%, COG (Optional: for crystal
oscillator option)
Murata
32.768 kHz crystal (Optional: for crystal oscillator option)
Epson
??? 0.3
19
AN602
Table 10. Si4827 Application Circuit: MCU Select Band
Component(s)
C1,C6,C19
Value/Description
Supplier
Supply bypass capacitor, 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
RF coupling capacitors, 33 pF, ±5%, COG
Murata
C7,C15
Capacitor 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C13
Capacitor 47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
R27
Resistor, 100 , ±5%
Venkel
R6 R34
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R3
Resistor, 10 k, ±5%
Venkel
U1
Si4827-A AM/FM/SW Analog Tune Digital Display Radio Tuner
L2
Inductor 270 nH
C5,C36
C34
ANT1
MW ferrite antenna 220 µH
ANT2
Whip antenna
Silicon Laboratories
Murata
Jiaxin Electronics
Various
VR1
Variable resistor (POT), 100 k, ±10%
Changtaier
C33
Capacitor, 10 pF, ±5%, COG
Murata
C30-31
Capacitor, 33 nF, ±5%, COG
Murata
B6
Ferrite bead,2.5k/100 MHz
Murata
Q1
RF transistor, 2SC9018
ETC
R41
Resistor, 120 k, ±5%
Venkel
R32
Resistor, 10 , ±5%
Venkel
R31
Resistor, 1 k, ±5%
Venkel
Optional
C28, C29
Y1
20
Crystal load capacitors, 22 pF, ±5%, COG (Optional: for crystal
oscillator option)
Murata
32.768 kHz crystal (Optional: for crystal oscillator option)
Epson
??? 0.3
AN602
Table 11. Si4827 Application Circuit: Slide Switch Select Band
Component(s)
C1,C6,C19
Value/Description
Supplier
Supply bypass capacitor, 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
Capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
RF coupling capacitors, 33 pF, ±5%, COG
Murata
C7,C15
Capacitor 4.7 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
C13
Capacitor 47 µF, ±20%, Z5U/X7R
Murata
R27
Resistor, 100 , ±5%
Venkel
R6 R34
Resistor, 100 k, ±5%
Venkel
R3
Resistor, 10 k, ±5%
Venkel
U1
Si4827-A AM/FM/SW Analog Tune Digital Display Radio Tuner
L2
Inductor 270 nH
C5,C36
C34
ANT1
MW ferrite antenna 220 µH
ANT2
Whip antenna
Silicon Laboratories
Murata
Jiaxin Electronics
Various
VR1
Variable resistor (POT), 100 k, ±10%
C33
Capacitor, 10 pF, ±5%, COG
Murata
C30-31
Capacitor, 33 nF, ±5%, COG
Murata
B6
Ferrite bead, 2.5 k/100 MHz
Murata
Q1
RF transistor, 2SC9018
ETC
R41
Resistor, 120 k, ±5%
Venkel
R32
Resistor, 10 , ±5%
Venkel
R31
Resistor, 1 k, ±5%
Venkel
Changtaier
Optional
C28, C29
Y1
Crystal load capacitors, 22 pF, ±5%, COG (Optional: for crystal
oscillator option)
Murata
32.768 kHz crystal (Optional: for crystal oscillator option)
Epson
??? 0.3
21
AN602
3.8. Si4822/26/27/40/44 PCB 布局指南
Si4822/26/27/40/44
GND
使用单面 PCB
采用大面积平面布线
电源走线
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
保持
AM 铁氧体磁棒天线远离调谐芯片至少 5 cm (推荐)
保持
AM 铁氧体磁棒天线远离 MCU、音频功放和其它能够对 AM 产生干扰的电路
VDD1/VDD2 旁路电容 C6、 C15 尽可能靠近电源 (引脚 20/21)和 DBYP (引脚 22)。
DBYP (引脚 22)不能与 GND 板相连。
晶体尽可能靠近 XTALO (引脚 18)和 XTALI (引脚 19),且使 XTALO 走线和 XTALI 走线的电路面积尽量小。
将所有的 GND(包括 RFGND)引脚连接到芯片下面的 GND 平面。在芯片下及其周围尽可能形成大面积 GND 平面。
为保证正常运行,引脚 6 和引脚 7 悬空,不能布线。
确保 Tune1 和 Tune2 平行布线且方向一致,并远离引脚 6 和引脚 7。
C1、 C13 尽可能靠近引脚 3 TUNE1。
对于 Si4822/26,请勿布线引脚 23。为保证芯片正常工作,该引脚必须悬空。
设计 Si4822/26/27 PCB 布局时尽量多参考 Si4840/44 PCB 布局示例。
Figure 10. Si4840/44 PCB Layout Example
22
??? 0.3
AN602
4. 用于 FM 接收的耳机天线
Si4822/26/27/40/44 FM 接收机器件通过 FMI 引脚支持耳机天线接口。长度为 1.1~1.45 m 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 m)。
4.1. 耳机天线的设计
典型的耳机线须包含有三根或更多的导线。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,而耳机的公共音频线可作为音频返回通路和 FM 天线。耳机中的其它导线可以用于麦克风音频、
开关或者其它功能。在部分应用电路中, FM 天线是电缆中的独立导线。图 11 所示为典型应用电路。
Figure 11. Typical Headphone Antenna Application
??? 0.3
23
AN602
4.2. 耳机天线原理图
Figure 12. Headphone Antenna Schematic
耳机天线的应用至少需要器件 LMATCH、 C4、 F1 和 F2。 ESD 保护管和耳机功放也是调谐电路所需要的系统器件。
选择电感 LMATCH 可以在整个 FM 波段上获得最大的电压增益。 LMATCH 在 100 MHz 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,在 FMI 输入上起到隔直的作用。必须选择足够大的电容器以减少损耗, LNA 输入电容为
4~6 pF。推荐值为 100 pF 到 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。连接到 FMIP 之外的天线导
线都要加磁珠,如左右音频线、麦克风音频线、开关线等。图 12 中的节点为左右音频线。磁珠应选用 100 MHz 时
阻抗为 2.5 k 或者更大的磁珠,比如 Murata BLM18BD252SN1。100 MHz 时的高阻值磁珠可以最大化 RSHUNT 和
RP。参考 “AN383:Si47xx 天线、原理图和布局指南 ” 附录 A 中关于 RSHUNT、 RP 等的完整说明。
如果设计要求超出了耳机功放和 Si4822/26/40/44 的 ESD 级别,推荐使用 ESD 二极管 D1、D2 和 D3。请使用寄生
电容不超过 1 pF 的二极管,如 California Micro Devices CM1210。二极管的结电容值应最小化以减小 CSHUNT 和
CP。如果 D1 和 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。当然,这样
会削弱 ESD 保护设备的效果。D3 的位置不能改变,所以该二极管的结电容要小于 1 pF。请注意,每个二极管封装
里都包括两个二极管,分别保护正负极 ESD 冲击。
C9、 C10 (125 uF)为交流耦合电容,在音频功放没有共模输出电压且音频输出直流电压相对于 GND 上下波动时
需要。
R5、 R6 为可选的放电电阻,在耳机线拔出后,用来使交流耦合电容放电。
24
??? 0.3
AN602
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,减少传到天线的数字噪声。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。
此原理图使用了 National Semiconductor LM4910 耳机功放。如 LM4910 数据表中所述, LM4910 耳机功放需使用
被动元件 R1~R4、C7、C8。左右音频功放放大倍数分别为 -R4/R2 和 -R3/R1。可以通过改变电阻 R3 和 R4 的阻值
无源放大倍数。根据耳机本身具有的电声增益,通常推荐设置耳机功放的放大倍数为 0.6~1.0。LM4910 接口必须使
用交流耦合电容 C7、 C8。这些电容和电阻 R1、 R2 组成高通滤波器,设置音频功放的低频率门限。左右音频功放
的高通滤波器拐点频率计算如下:
1
1
f CRIGHT = ----------------------------------- , f CLEFT = ---------------------------------2  R1  C7
2  R2  C8
使用指定 BOM 器件,可以计算出,耳机功放的拐点频率为大约 20 Hz。
C1 是音频功放的电源旁路电容。通过引脚 3 的逻辑 0 电平也可以关断 LM4910。低电平门限值为 0.4 V,高电平门
限值为 1.5 V。
图 12 中所示典型应用原理图的材料清单请见 表 12。请注意,对于电阻电容的供应商,用户可自行选择。
4.3. 耳机天线材料清单
Table 12. Headphone Antenna Bill of Materials
Designator
Description
LMATCH
IND, 0603, SM, 270 nH, MURATA, LQW18ANR27J00D
C4
AC coupling cap, SM, 0402, X7R, 100 pF
D1, D2, D3
IC, SM, ESD DIODE, SOT23-3, California Micro Devices, CM1210-01ST
U3
IC, SM, HEADPHONE AMP, National Semiconductor, LM4910MA
R1, R2, R3, R4
RES, SM, 0603, 20 k
C7, C8
CAP, SM, 0603, 0.39UF, X7R
C5, C6
CAP, SM, 0402, C0G, 100 pF
R5, R6
RES, SM, 0603, 100 k
F1, F2
FERRITE BEAD, SM, 0603, 2.5 k, Murata, BLM18BD252SN1D
C1
CAP, SM, 0402, X7R, 0.1 µF
R7
RES, SM, 0402, 10 k
??? 0.3
25
AN602
4.4. 耳机天线布局
为最小化电感和电容耦合,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。
LMATCH 应放在靠近耳机插座的位置以避免芯片产生音频电流。
为了最小化 CSHUNT 和 CP,磁珠 F1 和 F2 应尽可能靠近耳机插座。
ESD 二极管 D1、 D2 和 D3 应尽可能靠近耳机插座,最大化 ESD 保护效果。如果 D1、 D2 的结电容大于 1 pF,需
要将其放置在磁珠 FB1/FB2 和耳机功放之间来减小 CSHUNT。
收音机芯片应尽可能靠近耳机插座,减少天线走线电容 CPCBANT。保持走线尽可能短而窄且尽可能远离参考平面,
将走线限制为微波带状线路拓扑 (只在顶层或底层走线) ,减少该走线上的过孔,并减少走线层上的地线填充。请
注意,减少电容会增加特性阻抗。不需要设计 50  的传输线。
为了减少传到天线的数字噪声 , 高频旁路电容 C5、C6 可以放置在耳机功放音频输出引脚附近的左右音频线上。推荐值
为 100 pF 或更高。但是用户在选用电容时,要确认耳机功放是否有足够的驱动能力,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 到 1.45 m。
使用匹配电感
LMATCH,提升整个 FM 波段信号强度。
选用
100 MHz 时 Q 值不小于 15 且直流阻抗很小的匹配电感 LMATCH 。
电感
LMATCH 靠近耳机插座,并远离潜在噪音源,以降低电容和电感耦合。
芯片尽可能靠近耳机插座,减少天线的走线长度。最小化走线长度可减小
CP,并降低由噪音源造成的电感
和电容耦合至天线的可能性。为得到最佳的设备性能,必须遵循该建议。
F1、 F2 应选用 100 MHz 时阻抗为 2.5 k 或者阻抗更大的磁珠,以最大化 RSHUNT 和 RP。
磁珠
磁珠
F1、 F2 尽可能靠近耳机插座。
应选用结电容值小的
ESD
ESD 二极管 D1~D3。
二极管 D1~D3 尽可能靠近耳机插座,最大化 ESD 保护效果。
可选的高频旁路电容应靠近耳机功放的左右音频输出引脚,减少传到天线的数字噪声。
26
??? 0.3
AN602
5. 用于 FM 接收器的拉杆天线
拉杆天线是典型的单极天线。
5.1. FM 拉杆天线的设计
拉杆天线是一种单极天线,有一根垂直安装的一端靠近接地平面的坚硬而有弹性的线。
拉杆天线有很多类型,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 13 所示为可伸缩
的拉杆天线。
Figure 13. Telescopic Whip Antennas
拉杆天线是电容性的,它的等效电容取决于天线的长度 (最长约 56cm )。长度为 56 cm 时,对于美国 FM 波段,
拉杆天线的电容为 18 到 32 pF。在美国 FM (98 MHz) 波段的中心点天线电容大概为 22 pF。
5.2. FM 拉杆天线原理图
Figure 14. FM Whip Antenna Schematic
L1 (56 nH) 是匹配电感。在 FM 波段, L1 和天线阻抗和 FMI 阻抗产生谐振。
C5 (1 nF) 是交流耦合电容,连接到芯片的 FMI 引脚。
由于拉杆天线是暴露在外的,所以需要使用 U3 作为 ESD 保护二极管。二极管的寄生电容应小于 1 pF,如 California
Micro Device CM1213。
??? 0.3
27
AN602
5.3. FM 拉杆天线材料清单
Table 13. FM Whip Antenna Bill of Materials
Designator
Description
WIP_ANTENNA
Whip Antenna
L1
Tuning Inductor, 0603, SM, 56 nH,
MURATA, LQW18AN56nJ00D
C5
AC coupling capacitor,
1 nF, 10%, COG
U3
IC, SM, ESD DIODE, SOT23-3, California
Micro Devices, CM1213-01ST
5.4. FM 拉杆天线布局
芯片尽可能靠近拉杆天线。这样可减小设备和拉杆天线间的走线长度,减少寄生电容,并降低噪声耦合的可能性。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 尽量靠近 FMI 引脚。ESD 保护二极管 U3 尽
量靠近天线输入插座,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。
选用
100 MHz 时 Q 值不小于 15 且直流阻抗很小的匹配电感 L1。
电感
L1 取值时,应满足在 FM 频率 (64 MHz) 到 FM 频率 (109 MHz) 之内,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,以减少电容和电感耦合。
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。这样可减少寄生电容,从而降低由噪声源
造成的耦合至天线的可能性,以便得到最佳的设备性能。
ESD 保护二极管 U3 应靠近天线座,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
28
C5 应靠近 FMI 引脚。
??? 0.3
AN602
6. 用于 AM 接收的铁氧体磁棒天线
AM 接收器有两种天线供选择: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,也可以连接
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 (如延伸缆线末端),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
图 15 所示为铁氧体磁棒天线。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。
Figure 15. Standard and Miniature Ferrite Loop Antennas
在 Si4822/26/27/40/44 AM 接收机中,铁氧体磁棒天线的电感值通常为 180 到 450 µH。
表 14 列出了 Si4822/26/27/40/44 AM 接收机推荐使用的铁氧体磁棒天线及其参数。
Table 14. Recommended Ferrite Loop Antenna
Part #
Diameter
Length
Turns
Ui
Type
Application
SL8X50MW70T
8 mm
50 mm
70
400
Mn-Zn
Desktop Radios
SL4X30MW100T
4 mm
30 mm
100
300
Ni-Zn
Portable Radios (MP3,
Cell, 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
Desktop Radios
下面为铁氧体磁棒天线的供应商信息:
Jiaxin Electronics
Shenzhen Sales Office
邮箱:[email protected]
网站:www.firstantenna.com
??? 0.3
29
AN602
6.2. 铁氧体磁棒天线的原理图
Figure 16. AM Ferrite Loop Antenna Schematic
C1 (0.47 µF)为交流耦合电容,连接到芯片的 AMI 引脚。
若有裸露在外面的连接至 AMI 引脚的部分,则 D1 为可选的 ESD 保护二极管。
6.3. 铁氧体磁棒天线材料清单
Table 15. Ferrite Loop Antenna Bill of Materials
30
Designator
Description
Note
ANT1
Ferrite loop antenna, 180~450 µH
C1
AC coupling capacitor, 0.47 µF, 10%, Z5U/X7R
D1
ESD diode, IC, SM, SOT23-3,
California Micro Devices, CM1213-01ST
??? 0.3
Optional; only needed if there is any
exposed pad going to the AMI pin.
AN602
6.4. 铁氧体磁棒天线布局
芯片尽可能靠近铁氧体磁棒天线的馈线。这样可减小芯片和铁氧体磁棒天线间的走线长度,减少寄生电容,并降低
噪音源耦合至布线的可能性。
AM 天线的位置非常重要,因为 AM 很容易被 AM 波段内的噪音源干扰。时钟信号、开关电源和 MCU 等数字活动都
可能成为噪音干扰源。若 AM 输入要使用铁氧体磁棒天线,则铁氧体磁棒天线的放置对减少电感耦合有重要作用。
铁氧体磁棒天线要尽可能远离干扰源。特别要注意使铁氧体磁棒天线远离 PCB 上的信号线以及芯片的 I/O 信号线。
不要在铁氧体磁棒天线下或其周围布任何信号线。数字布线应布置在接地平面范围内,以实现最佳性能。若无法如
此布置,则将数字布线布置在芯片的反面。这样可以减小平面和天线间的电容性耦合。
为了能准确地调台,呈现在 AMI 输入端的总电容要尽量小,且不能超过特定上限值。可接受的总电容值取决于从
AMI 输入端看到的电感值。 AM 输入端的可接受电容计算公式如 公式 2 所示。
1
C Total = ------------------------------------------------ 2f max  2 L effective
Equation 2. Expected Total Capacitance at AMI
其中:
CTotal = AMI 输入端的总电容值
Leffective = AMI 输入端的有效电感值
fmax = AM 波段中最高的频点
如果设备使用铁氧体磁棒天线,总电容值包括 AMI 输入引脚的有效电容值、PCB 板的电容值和铁氧体磁棒天线的电
容值。这种情况下 AMI 端的电感值主要为铁氧体磁棒天线的电感值。如果设备使用空心环形天线,总电容值包括
AMI 输入引脚的有效电容值、 PCB 板上的电容值、变压器的电容值和空心环形天线的电容值。这种情况也要考虑到
电路的所有因素。AMI 输入端的输入电容为 8 pF。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 10 kHz,根据 公式 2 中的公式算出总电容值为 28 pF。
6.5. 铁氧体磁棒天线设计检查明细
芯片尽可能靠近铁氧体磁棒天线的馈线,减少寄生电容,并降低噪声耦合的可能性。
铁氧体磁棒天线远离任何干扰源,甚至要远离芯片的
I/O 信号线。确保 AM 天线尽量远离开关频率在 AM 波
段 (504–1750 kHz) 的电路。
保持
AM 磁棒天线远离调谐芯片至少 5 cm (推荐)。
若天线裸露可使用可选组件
ESD
D1。
二极管 D1 应选用最小电容。
如果铁氧体磁棒天线固定在
PCB 板上,请勿在铁氧体磁棒天线下布置任何接地平面。推荐 GND 和天线的
距离为 1/4 英寸或者磁棒的宽度。
使用交流耦合电容
C1 连接铁氧体磁棒天线连接器和 AMI 输入端之间的走线,减小走线和连接点之间的电容。
??? 0.3
31
AN602
7. 用于 AM 的空心环形天线
空心环形天线是一种外部 AM 天线 (尺寸大),通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 17 为空心环形天线。
Figure 17. Air Loop Antenna
空心环形天线和铁氧体磁棒天线不同,它没有磁棒,所以等效电感较小。典型的电感值为 10 到 20 uH。为了配合空
心环形天线的使用,需要用变压器来将其电感值范围增加到 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。简单的计算公式如下:
2
L equivalent = N L AIRLOOP
Equation 3.
对于 10 到 20 µH 的空心环形天线,常用的变压器的匝数比为 1:5 到 1:7,这样可以将电感值范围增加到 180 至
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。
所有这些可确保降低变压器的损耗。
还建议使用环形磁芯变压器或者带屏蔽罩的变压器,这样可以减少干扰源的噪音。表 16 列举了一些推荐使用的变压
器。
32
??? 0.3
AN602
Table 16. Recommended Transformers
Transformer 1
Transformer 2
Transformer 3
Vendor
Jiaxin Electronics
UMEC
UMEC
Part Number
SL9x5x4MWTF1
TG-UTB01527S
TG-UTB01526
Type
Surface Mount
Surface Mount
Through Hole
Primary Coil Turns (L1)
12T
10T
10T
Secondary Coil Turns (L2)
70T
55T
58T
Wire Gauge
ULSA / 0.07 mm x 3
n/a
n/a
Inductance (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
下面为变压器的供应商信息:
供应商 #1:
Jiaxin Electronics
Shenzhen Sales Office
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
??? 0.3
33
AN602
7.2.
空心环形天线原理图
Figure 18. AM Air Loop Antenna Schematic
C1 (0.47 µF)为交流耦合电容,连接到芯片的 AMI 引脚。
由于天线是暴露在外的,所以必须使用 ESD 保护二极管 D1。
7.3. 空心环型天线材料清单
Table 17. Air Loop Antenna Bill of Materials
Designator
Description
LOOP_ANTENNA
Air loop antenna
T1
Transformer, 1:6 turns ratio
C1
AC coupling capacitor, 0.47 µF, 10%, Z5U/X7R
D1
ESD diode, IC, SM, SOT23-3,
California Micro Devices, CM1213-01ST
7.4. 空心环形天线布局
芯片和变压器应尽可能靠近空心环形天线的馈线。这样可减小芯片和天线间的走线长度,减少寄生电容,并降低噪
声耦合的可能性。
Si4822/26/27/40/44 使用空心环形天线和变压器时,需要确保变压器远离干扰源以减少电感耦合。保持变压器远离
PCB 板上的信号线和 Si4822/26/27/40/44 的 I/O 信号线。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。
变压器尽可能远离任何干扰源,甚至远离芯片上的信号线。确保
AM 天线远离开关频率在 AM 波段 (504–
1750 kHz) 的电路。
使用交流耦合电容
ESD
34
C1 连接变压器和 AMI 输入端之间的走线,减小走线和连接点之间的电容。
二极管 D1 应选用最小电容。
??? 0.3
AN602
8. 用于 SW 接收机的拉杆天线
SW 接收通常使用和 FM 一样的拉杆天线。
8.1. SW 拉杆天线的设计
拉杆天线是一种单极天线,有一根垂直安装的一端靠近接地平面的坚硬而有弹性的线。
图 19 所示为可伸缩的拉杆天线。
Figure 19. Telescopic Whip Antenna for SW
8.2. SW 拉杆天线原理图
Figure 20. SW Whip Antenna Schematic
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 (33 nF) 是交流耦合电容,放置在拉杆天线与 LNA 输入端之间。
C33 (0.47 µF) 是交流耦合电容,连接到 AMI 引脚。
R31、 R41 是晶体管的偏置电阻。
??? 0.3
35
AN602
8.3. SW 拉杆天线材料清单
Table 18. SW Whip Antenna Bill of Materials
Designator
Description
WHIP_ANTENNA
Whip Antenna
Q1
Low noise RF transistor, 2SC9018
C30
AC coupling capacitor,
33 nF, 10%, COG
C33
Coupling capacitor, 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R
R31
Resistor, 1 k, ±5%
R41
Resistor, 200 k, ±5%
8.4. SW 拉杆天线布局
2SC9018 芯片应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,并降低噪声源耦合
至布线的可能性。
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。
三极管
Q1 靠近拉杆天线,并远离可能存在的噪声源,以减少电容和电感耦合。
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。这样可减少寄生电容,从而降低由噪声源
造成的耦合至天线的可能性,以便得到最佳的设备性能。
C33 尽量靠近 AMI 引脚。
交流耦合电容
36
??? 0.3
AN602
文档更改列表
修订版 0.2 至修订版 0.3

更新 “1. 简介 ”

更新“2.Si4822/26/27/40/44 默认波段的定义和选择”
添加 “3.5 Si4827 应用电路:主 MCU 选择无线电
波段 ”
 添加 “3.6 Si4827 应用电路:滑动开关选择无线电
波段 ”
 添加 “Table10.Si44827 应用电路:主 MCU 选择无
线电波段 ”
 添加 “Table11.Si4827 应用电路:滑动开关选择无线
电波段 ”

??? 0.3
37
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. A "Life Support System" is any product or system intended to support or sustain life and/or health, which, if it fails, can be reasonably expected
to result in significant personal injury or death. Silicon Laboratories products are generally not intended for military applications. Silicon Laboratories products shall under no
circumstances be used in weapons of mass destruction including (but not limited to) nuclear, biological or chemical weapons, or missiles capable of delivering such weapons.
Trademark Information
Silicon Laboratories Inc., Silicon Laboratories, Silicon Labs, SiLabs and the Silicon Labs logo, CMEMS®, EFM, EFM32, EFR, Energy Micro, Energy Micro logo and combinations
thereof, "the world’s most energy friendly microcontrollers", Ember®, EZLink®, EZMac®, EZRadio®, EZRadioPRO®, DSPLL®, ISOmodem ®, Precision32®, ProSLIC®, SiPHY®,
USBXpress® and others are trademarks or registered trademarks of Silicon Laboratories Inc. ARM, CORTEX, Cortex-M3 and THUMB are trademarks or registered trademarks of
ARM Holdings. Keil is a registered trademark of ARM Limited. All other products or brand names mentioned herein are trademarks of their respective holders.
Silicon Laboratories Inc.
400 West Cesar Chavez
Austin, TX 78701
USA
http://www.silabs.com
Similar pages