Si4840/44-A10 广播模拟调谐数字显示调幅 / 调频 / 短波无线电接收芯片 特征 支持全球 FM 波段 (64–109 MHz) 支持全球 AM 波段 (504–1750 kHz) 支持 SW 波段 (Si4844 独有 )(2.3– 28.5 MHz) 可选择支持所有 AM/FM 区域波段 2 线控制接口 单声道 / 立体声，及有效台指示 数字音量支持 低音 / 高音支持 无需手动调整的最小 BOM 组件 卓越的真实世界性能 自动频率控制 (AFC) 依据 EN55020 标准 2.0 to 3.6 V 电源电压 (T = 25 °C), 可用两节 AAA 电池供电 支持广泛的铁氧体棒和空气环天线 24 引脚的 SSOP 外形封装 依据 RoHS 标准 订购信息 : See page 19. 应用 便携式收音机 立体声收音机 小型 / 微型系统 收录机 时钟收音机 消费类电子产品的模块 娱乐系统 玩具，灯具及任何需要 AM/FM 无线 电的应用 迷你影响 iPod/iPhone 底座系统 描述 Si4840/44 是第一代模拟调谐数字显示 CMOS 调幅/调频/短波无线电接收器集成 电路，集成了从天线输入到音频输出的完整接收器功能。芯片保持了模拟调谐功能 的同时，与主机 MCU 一起工作，在 LED 上可以显示频率、立体声 / 单声道等信息。 借助 Silicon Lab 已证实并享有专利的数字低中频接收器架构， Si4840/44 提供 了卓越的射频性能和抗干扰能力。集成于 Si4840/44 中的优越控制算法提供了方便 和可靠的控制接口，同时消除了传统解决方案中手动调谐外部元件的缺点。 功能框图 引脚分配 Si4840/44-A10 (SSOP) LNA_EN 1 24 LOUT IRQ 2 23 ROUT TUNE1 3 22 DBYP TUNE2 4 21 VDD2 BAND 5 20 VDD1 NC 6 19 XTALI NC 7 18 XTALO FMI 8 17 SCLK RFGND 9 16 SDIO NC 10 15 RST NC 11 14 GND AMI 12 13 GND Si484x Si4830/34 ADC AMI AM ANT RFGND LNA ADC FM ANT FMI DAC LOUT DAC ROUT DSP AGC 0/90 TUNE1/2 该产品的功能和 / 或架构涵盖于以下一个 或多个专利，以及国内外正申请和发布的 其他专利中 : 7,127,217; 7,272,373; 7,272,375; 7,321,324; 7,355,476; 7,426,376; 7,471,940; 7,339,503; 7,339,504. ADC AFC Rev. 1.0 8/11 BAND RST XTAL OSC IRQ REG SDIO 2.0~3.6V VDD1/2 CONTROL INTERFACE SCLK XTALI Copyright © 2011 by Silicon Laboratories Si4840/44-A10 Si4840/44-A10 2 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 目录表 Section Page 1. 电器规范 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2. 典型应用电路图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3. 材料清单 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 4. 功能描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 4.1 概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 4.2 FM 接收器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.3 AM 接收器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.4 SW 接收器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.5 频率调谐 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.6 波段选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.7 低音和高音 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.8 音量控制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.9 立体声处理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.10 立体声数模转换 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 4.11 软静音 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 4.12 参考时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.13 记忆状态 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.14 命令编程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 5. 命令及属性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 6. 引脚描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 6.1 Si4840/44-A10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 7. 订购指南 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 8. 封装外形 : Si4840/44-A10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 9. PCB 封装格式 : Si4840/44-A10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 10. 封装标识 （顶部标识） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 10.1 Si4840/44-A10 顶部标识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 11. 附加的参考资源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 版本更新变更列表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 联系信息 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Rev. 1.0 3 Si4840/44-A10 1. 电器规范 表 1. 推荐工作环境 1,2 参数 符号 电源电压 3 电源上电时间 测试环境 最小值 典型值 最大值 单位 VDD 2 — 3.6 V VDDRISE 10 — — µs 备注 : 1. 除非另有说明，数据表中的典型值适用于 VDD = 3.3 V 和 25 °C 环境。 2. 数据表中所有最小值和最大值规范适用于工作于最小工作电压为 VDD = 2.7 V 的条件。 3. 当 VDD 电压值降到 2.0 V 时，最小 VDD 值下的操作由器件特性保证。当电压值低于 2.3 V 时，可能无法完成初始化。 表 2. 直流特性 (VDD = 2.7 to 3.6 V, TA = –15 to 85 °C) 参数 符号 测试环境 最小值 典型值 最大值 单位 — 21.0 — mA — 21.5 — mA IAM — 17.0 — mA IDDPD — 10 — µA FM 模式 电源电流 1 IFM 电源电流 2 IFM Low SNR level AM/SW 模式 电源电流 1 电源和接口 VDD 断电电流 备注 : 1. 详细参数由器件特性规范保证。 2. 在弱信号环境下，低噪声自动切换到更高电流模式以达到最佳灵敏度。 4 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 表 3. 复位时序特性 (VDD = 2.7 to 3.6 V, TA = –15 to 85 °C) 参数 符号 tSRST RST 脉冲宽度 最小值 100 典型值 — 最大值 — 单位 µs tSRST RST 70% 30% 图 1. 复位时序 Rev. 1.0 5 Si4840/44-A10 表 4. 2- 线控制接口特性 1,2,3 (VDD = 2.7 to 3.6 V, TA = –15 to 85 °C) 参数 SCLK 频率 符号 fSCLK 测试环境 最小值 0 典型值 — 最大值 400 单位 kHz SCLK 为低的时间 tLOW 1.3 — — µs SCLK 为高的时间 tHIGH 0.6 — — µs SCLK 输入到 SDIO 下降沿建立时间 (START) tSU:STA 0.6 — — µs SCLK 输入到 SDIO 下降沿保持时间 (START) tHD:STA 0.6 — — µs SDIO 输入到 SCLK 上升沿建立时间 tSU:DAT 100 — — ns SDIO输入到SCLK下降沿保持时间4,5 tHD:DAT 0 — 900 ns SCLK 输入到 SDIO 上升沿建立时间 (STOP) tSU:STO 0.6 — — µs STOP 到 START 时间 tBUF 1.3 — — µs SDIO 输出下降的时间 tf:OUT — 250 ns — 300 ns Cb 20 + 0.1 ----------1pF SDIO 输入 , SCLK 上升 / 下降时间 tf:IN tr:IN Cb 20 + 0.1 ----------1pF SCLK, SDIO 容性负载 Cb — — 50 pF 输入滤波器脉冲抑制 tSP — — 50 ns 备注 : 注意： 1. VD = 0 V, SCLK 与 SDIO 为低阻抗 2. 2- 线控制模式时，用户必须确保 2- 线启动条件 （SCLK 高电平时 SDIO 的下降沿）不会在 /RST 升沿前 300ns 发生。 3. 2- 线 控制模式时，用户必须确保在整个 /RST 上升沿期间 SCLK 高电平，且保持高电平直到第一次启动条件满足后。 4. Si484x 从 SCLK VIn 门限值开始延迟 SDIO 最少 300ns，遵守最低 tHD:DAT 规范。 5. fSCLK = 400 kHz 时，最大 tHD:DAT 值才得以达到。低于 400kHz 频率时，只要其他所有参数达到标准 tHD:DAT 可能被违背。 6 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 SCLK SDIO tSU:STA tHD:STA tLOW START tr:IN tHIGH tr:IN tf:IN tSP tSU:STO tBUF 70% 30% 70% 30% tf:IN, tf:OUT tHD:DAT tSU:DAT STOP START 图 2. 2- 线控制接口读写参数图 SCLK A6-A0, R/W SDIO START ADDRESS + R/W D7-D0 ACK DATA D7-D0 ACK DATA ACK STOP 图 3. 2- 线控制接口读写时序图 Rev. 1.0 7 Si4840/44-A10 表 5. FM 接收机特性 1,2 (VDD = 2.7 to 3.6 V, TA = –15 to 85 °C) 最小 值 典型值 最大 值 单位 64 — 109 MHz — 2.2 — µV EMF LNA 输入阻抗 4,5 — 4 — k LNA 输入电容 4,5 — 5 — pF — 50 — dB — 105 — dBµV EMF 参数 输入频率 符号 测试环境 fRF 带有耳机网路的灵敏度 3 (S+N)/N = 26 dB m = 0.3 AM 抑制 4,5,6,7 输入 IP34,8 邻道选择性 4 ±200 kHz — 50 — dB 相间信道选择性 4 ±400 kHz — 65 — dB 音频输出电压 5,6,7,12 — 80 — mVRMS 单声道音频 S/N5,6,7,9,10 — 55 — dB 立体声音频 S/N3,4,5,7,9,10 — 55 — dB 音频频率响应低频量 4 –3 dB — — 30 Hz 音频频率响应高频量 4 –3 dB 15 — — kHz 立体声分离 5,11 — 40 — dB 音频失真 5,6,11 — 0.1 0.5 % 音频输出负载电阻 4,10 RL 单端 10 — — k 音频输出负载电容 4,10 CL 单端 — — 50 pF — — 110 ms 上电 / 频段切换时间 4 备注 : 1. 在 “AN603: Si4840/44-DEMO 板测式程序 ” 中可获得附加测试信息。 所有测试时音量最大 . 测试条件： RF = 98.1 MHz. 2. 为了确保接收机正常运行和其性能，按照 “AN602: Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南 ”， Silicon Laboratories 将为合格用户评估原理图和布局。 3. 频率范围：64~109 MHz. 4. 芯片特性由器件规范特性保证。 5. VEMF = 1 mV. 6. 除非另有说明，否则 FMOD = 1 kHz, MONO, L = R。 7. f = 22.5 kHz. 8. |f2 – f1| > 2 MHz, f0 = 2 x f1 – f2. 9. BAF = 300 Hz to 15 kHz, A 加权 10. 在 LOUT 和 ROUT 引脚测量 11. f = 75 kHz. 12. 在数字音量模式下测试 . 8 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 表 6. AM/SW 接收机性能 1, 2 (VDD = 2.7 to 3.6 V, TA = –15 to 85 °C) 参数 符号 测试环境 fRF 中波 (AM) 504 — 1750 kHz 短波 (SW) 2.3 — 28.5 MHz (S+N)/N = 26 dB — 30 — µV EMF THD < 8% — 300 — mVRMS ∆VDD = 100 mVRMS, 100 Hz — 40 — dB 音频输出电压 3,6,8 — 60 — mVRMS 音频 S/N3,4,6 — 55 — dB 音频失真 3,6 — 0.1 0.5 % 天线电感 5,7 180 — 450 µH — — 110 ms 输入频率 灵敏度 3,4,5 大信号电压处理 5 电源抵制比 5 上电 / 频段切换时间 5 最小值 典型值 最大值 从下电开始 单位 备注 : 1. 在 “AN603: Si4840/44-DEMO 板测试程序 ” 中可获得附加测试信息。所有测试时音量最大 . 测试条件：RF = 520 kHz. 2. 为了确保正常运行和接收机性能，按照 “AN602: Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南 ” Silicon Laboratories 将为 合格用户评估原理图和布局。 3. FMOD = 1 kHz, 30% 调制， 2 kHz 信道滤波。 4. BAF = 300 Hz to 15 kHz, A 加权 . 5. 由器件特性规范保证。 6. VIN = 5 mVrms. 7. 天线和电路板上的寄生电容必须 < 10 pF 以在较高电感水平实现满调谐范围。 8. 在数字音量模式下测试 . 表 7. 参考时钟和晶振特性 (VDD = 2.7 to 3.6 V, TA = –15 to 85 °C) 参数 符号 测试环境 最小值 典型值 最大值 单位 XTALI 支持的参考时钟频率 — 32.768 — kHz XTALI 的参考时钟频率误差 –100 — 100 ppm — 32.768 — kHz –100 — 100 ppm — — 3.5 pF 参考时钟 晶振 晶体振荡器频率 晶体频率误差 板电容 Rev. 1.0 9 Si4840/44-A10 表 8. 热条件 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 热阻抗 * JA — 80 — °C/W 环境温度 TA –15 25 85 °C 结温 TJ — — 92 °C * 备注：热阻抗假设裸露的引脚焊接至多层 PCB 的顶层焊盘上。 表 9. 绝对最大额定值 1,2 参数 符号 值 单位 VDD –0.5 to 5.8 V IIN 10 mA 工作温度 TOP –40 to 95 °C 贮藏温度 TSTG –55 to 150 °C 0.4 VPK 电源电压 输入电流 3 射频输入电 备注 : 1. 如果超过上述绝对最大额定值可能会发生设备的永久性损坏。功能操作仅限于本数据手册操作部分规定的条件。长时间 超过所推荐工作条件可能影响设备的可靠性。 2. Si4840/44-A10 器件是一种高性能射频集成电路，某些引脚具有 < 2 kV HBM 的 ESD 额定值。这些器件的操作和组装应只 在 ESD 保护下完成。 3. 输入引脚为 RST, SDIO, SCLK, XTALO, XTALI, BAND, TUNE2, TUNE1, IRQ, and LNA_EN。 4. 射频输入引脚，FMI 和 AMI。 10 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 2. 典型应用电路图 TUNE1 B1 TUNE1 2.5k/100M FMI (Si4844 only) R2 253k S1 VR1 100k BAND 1 2 AM BAND IRQ FM 1 LNA_EN 3 2 IRQ TUNE2 TUNE1 4 5 6 NC R3 180k To host MCU LNA_EN BAND 8 9 7 NC FMI RFGND 10 NC 11 AMI AMI 0.47u 12 C5 NC ANT1 AM antenna 3 U1 C5 R4 67k LOUT Optional 24 ROUT 23 VDD2 DBYP 22 21 XTALI VDD1 20 19 XTALO 18 SCLK 17 16 RST 15 GND GND T1 14 13 RFGND SDIO AMI 0.47u ANT2 LOUT C4 Optional: AM air loop antenna C1 0.1u ROUT 0.1u VDD VDD To host MCU RESET SDIO 2.0 TO 3.6V 2.0 TO 3.6V SCLK Y1 32.768KHz C3 22p C2 22p Optional 备注 : 1. 2. 3. 4. 将 C4 置于靠近 VDD2 和 DBYP 引脚处。 所有地线直接连接到 PCB 接地面板上。 引脚 6 和引脚 7 设置为悬空。 为了确保正常运行和接收机性能，按照 “AN602: Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南 ”，Silicon Laboratories 将为合 格用户评估原理图和布局。 5. 引脚 8 连接至 FM 天线接口，引脚 12 连接至 AM 在线接口。 6. 将 Si484x 尽可能地近置于天线插孔处，同时尽可能使 FMI 和 AMI 的走线尽量短。 Rev. 1.0 11 Si4840/44-A10 3. 材料清单 表 10. Si4840/44-A10 的材料清单 组件 值 / 描述 供应商 C1 复位电容 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C4 电源旁路电容 , 0.1 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata C5 耦合电容 , 0.47 µF, ±20%, Z5U/X7R Murata B1 VR1 U1 ANT1 电感 2.5 k/100 MHz Murata 可变电阻 (POT), 100 k, ±10% Kennon Si484x 模拟调谐数字显示无线电调谐器 铁氧体电感 ,180–450 μH Silicon Laboratories Jiaxin 可选组件 C2, C3 Y1 ANT2 12 晶体负载电容 , 22 pF, ±5%, COG ( 可选：晶体振荡器选项 ) Venkel 32.768 kHz 晶体 ( 可选：晶体振荡器选项 ) Epson or equivalent various 环形天线 , 10-20 μH S1 波段开关 Any, depends on customer R2 电阻 , 253 k, ±1%, Venkel R3 电阻 , 180 k, ±1% Venkel R4 电阻 , 67 k, ±1% Venkel Rev. 1.0 Si4840/44-A10 4. 功能描述 Si484x Si4830/34 ADC AMI AM ANT RFGND LNA FMI LOUT DAC ROUT DSP ADC FM ANT DAC AGC 0/90 TUNE1/2 ADC BAND RST XTAL OSC IRQ REG SDIO 2.0~3.6V VDD1/2 CONTROL INTERFACE SCLK XTALI AFC 图 4. Si4840/44-A10 功能框图 重值， AM 调整步阶， AM 软静音电平 / 率，低音 / 高音 既可以使用 MCU 来进行配置，也可以采用外界硬件设备 来完成。FM 调谐器的参考时钟既可以使用外接晶振，也 可以使用主控 MCU 提供的在容忍范围内的值。 4.1. 概述 Si4840/44-A10 是第一款模拟调谐 , 数字显示的 CMOS AM/FM/SW 数字无线接收芯片，其集成了从天线接收到 音频输出的完成过程。外接一个带有 LCD/LED 驱动的 MCU，通过在前端使用一个电位器来进行模拟调谐， Si4840/44-A10 在带宽和波段属性的选择上也很灵活，可 Si4840/44-A10 可以将 AM/FM/SW 的频率，低音 / 高音和 以使主控 MCU 用于多个项目，从而将低开发成本。四种 单声道 / 立体声等信息输出到 LCD/LED 上显示出来。利 调谐偏好选择可以满足不同调谐偏好的需求。 用 Silicon Laboratories 专 有 的 数 字 低 中 频 技 术， Si4840/44秉承了卓越的射频性能，和AM, FM及SW波段 的抗干扰性能。并且芯片的数字核心部分提供了在所有 环境下很好的音频特性，消除了变化信号中的瞬间干扰， 毛刺以及持续的大噪声。集成于 Si4840/44 的卓越的算 法，提供了简单可靠的控制接口，同时消除手调外部组件 的传统解决方案。 正如 Silicon Labs 其他的产品一样，Si4840/44-A10 也同 样有着无与伦比的集成度和在 PCB 版图中占有最小的空 间，大大节省外围设备的开销。高集成度和设计于其中的 简化测试系统，使得芯片的质量和制作工艺得以提高。此 款接收芯片有着非常低的功耗，依靠两节AAA电池供电， 就可得到高性能的性能优势，将带数字显示的数字调节 的无线技术带进先前应用广泛的模拟调节的无线市场。 Si4840/44-A10 芯片在使用中拥有着良好的灵活性。频带 范围为 FM/AM/SW 的频带，单声道和立体声阈值，去加 Rev. 1.0 13 Si4840/44-A10 4.2. FM 接收器 4.4. SW 接收器 Si4840/44-A10 内部集成了一个低噪声放大器，可以支持 全球频率调制广播频段 （64 到 109MHz）。预加重和去 加重是用于 FM 广播器中，通过抵制高频干扰噪声来增加 FM接收器信噪比。在发送FM信号的时候，预加重滤波器 来增强音频信号中的高频成分。所有的 FM 接收器中都集 成了去加重滤波器，用来滤除高频成分，重新产生一个平 坦的频率响应。其中的两个时间常量可以做不同的调整。 去 加 重 的 时 间 常 量 可 以 再 50-75us 之 间 选 择。参 考 “AN602:Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南。” Si4844支持2.3到28.5MHz，以5kHz为增长步阶的短波接 收。 Si4844 支持大部分的短波特性，如使用最少的分立 元件和无需出厂校验等。 Si4844 可以使用 FM 接收天线 来捕获短波信号。参考 “AN610:Si4840/44 编程指南 ” 和 “AN602：Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南 ” 可获取更多信息。 Si4840/44-A10 还具有先进的立体声混合性能，采用自适 应噪声抑制的手段。当信号质量下降 Si4840/44-A10 逐渐 将立体声的左右声道的音频信号结合成单声道音频信 号，在不同环境下维持音频信号的最佳特性。Si4840/44A10 可以将立体声信息输出给带有 LCD/LED 驱动的 MCU， MCU 根据这个信息驱动 LCD/LED 显示立体声指示图标，以 此客户很容易分辨出立体声信号质量的好坏。立体声指 示图标点亮的门限值依据 RSSI 和立体声左右声道分离 度，这两个指标是立体声音质的主要因素。判定标准按照 如下两种情况：RSSI 高于 20dB，且左右声道分离度高于 6dB ；或者 RSSI 高于 28dB，且左右声道分离度高于 12dB。 这个门限值可以由主控 MCU 或外接电阻值来配置。参考 “AN602:Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南 ”。 想要使用 MCU 来配置值大小的用户也可参考 “AN610:Si4840/44 编程指南 ”。 4.3. AM 接收器 Si4840/44-A10 的高集成度，支持全球 AM （从 504 到 1750kHz）波段的接收，使用 Silicon Lab 特有的需要最 小数量的外围设备和无需手工对其调整的数字低中频架 构，可将 AM 波段分成五个子波段进行接收。这项专有的 结构，允许高精度滤波，提供卓越的可选择性和在 AM 波 段信号发生最小畸变的高信噪比。与 FM 接收器相似， Si4840/44-A10 优化的灵敏度和对强干扰的抵制，可以使 弱信号接收效果更好。 为了提供最大的灵活性，接收机支持从 180-450uH 的环氧 铁棒接收天线。空气环形天线可通过使用变压器来增加 有效地电感。使用 1:5 匝数比的转换电感，电感系数会增 加 25 倍，可以满足典型的电感值在 10uH 到 20uH 之 4.5. 频率调谐 通过调整连接在 Si4840/44-A10 芯片 TUNE1 和 TUNE2 引脚之间的电位器，可以找到最有效的信道。 为了调整方便， Si4840/44-A10 可将调整的信息输出给 MCU 驱动 LCD/LED 显示。当射频信号调整到一个有效地 电台，信号质量达到一个阈值的时候，显示的图标会亮。 四个调台感觉可以选择，用户可以在准确的信道上或者 较大的范围内选择最佳性能 （声音，立体声 / 单声道影 响）。参考 “AN610：Si4840/44 编程指南 ” 获得更多 信息。 4.6. 波段选择 Si4840/44-A10 支持全球范围的 AM 频段下的五个子频 段，美国 / 欧洲 / 日本 / 中国的 FM 频段的五个子频段， SW频段的16个子频段。Si4840/44-A10无论是在MCU端 还是在调整端都提供了灵活的频段和频段属性的配置， 从而使 MCU 可以控制多个工程。获得频段选择的更多信 息，参照 “AN602：Si484x-A 天线，原理图，布局和设 计指南 ” 和 “AN610：Si4840/44 编程指南 ”。 4.7. 低音和高音 Si4840/44-A10 进一步提供卓越的低音 / 高音音调控制。 Si4840/44-A10 可以设置成默认的正常值，或者通过主 MCU的I2C兼容的两线模式进行编程修改。FM具有9个级 别的低音 / 高音效果，AM 和 SW 有 7 个级别的低音 / 高音 效果。要获得更多信息，参考 “AN610：Si4840/44 编程 指南 ”。 4.8. 音量控制 Si4840/44-A10 不仅允许用户使用传统的 PVR 转轮通过 外接扬声器放大器进行音量控制，也可以通过主 MCU 编程 间的， AM 空气环天线的需求。 9, 10 kHz 的调谐步进， 实现数字音量控制。 Si4840/44-A10 可以编程为 单独 用在不同的地方，可以选在使用外接电阻调节或者选择 Si4840/44-A10 可以编程为单独的低音 / 高音模式或数字 使用主控 MCU 来调节，根据调整的不同需要，AM 软静音 音量控制模式，也可以编程为数字音量控制和低音 / 高音 电平可以通过主控 MCU 来进行编程调整。参考 “AN610: 控制皆有的模式。参照 “AN602：Si484x-A 天线，原理 Si4840/44 编程指南 ” 和 “AN602: Si484x-A 天线，原理 图，布局和设计指南 ” 和 “AN610：Si4840/44 编程指 南 ” 获得更多信息。 图，布局和设计指南 ” 可获取更多信息。 14 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 4.11. 软静音 FM解调输出的立体声复用(MPX)信号。MPX标准于1961 年制定，且全球通用。如今的 MPX 信号由左 + 右 (L+R) 音频，左 - 右 (L-R) 音频，和 19kHz 的导频组成。 软静音特性可以削减音频输出并且在小信号环境下最小 化可闻噪声。先进的算法可以得到更好的模拟调整需求。 软静音特性由信噪比这个指标触发。激活软静音的信噪 比阈值和软静音削减电平和衰减率一样，是可以编程改 变的。 Modulation Level 4.9. 立体声处理 Mono Audio Left + Right 0 4.12. 参考时钟 Stereo Pilot 15 19 23 Stereo Audio Left - Right 38 Si4840/44-A10 支持 RCLK 输入（给 XTALI 引脚），如表 7 中所列。参考时钟可以与主 MCU 共享，节省外围晶振。 RDS/ RBDS 53 当接入外围晶振和电容时，板载晶体振荡器可以激发 32.768kHz 的时钟频率。参照 “AN602:Si484x-A 天线， 原理图，布局和设计指南 ” 获得更多信息。 57 Frequency (kHz) 4.13. 记忆状态 图 5. MPX 信号频谱 4.9.1. 立体声解码器 Si4840/44-A10 集成了立体声解码器，可以采用 DSP 技术 对 MPX 信号自动解码。 0-15 kHz (L+R) 信号是单声道 FM调谐器的输出。立体声信号是由(L+R)，(L-R)和19kHz 的导频信号组成。导频信号时用于恢复信号 (L-R) 的参 考。输出的左右声道是通过 (L+R) 和 (L-R) 信号的加和减 分别得到。 4.9.2. 立体声 - 单声道混合 在不同的接收环境下，当信号质量下降到 保持最优信号 保真度的时候，采用自适应噪声抵制逐渐合并立体声的 左右声道为单声道 (L+R) 音频信号。将信号从立体声向单 声道信号转换的过程中同时检测以下三个指标：接收信号 强度指示，信噪比和多径干扰。指标显示了最低信号质量 优先和信号的适当混合。 这三个指标都有可编程的立体声 / 单声道阈值和捕获 / 释 放速率。如果某个指标降到了单声道阈值一下，信号从立 体声转换成完全的单声道信号。如果三个指标都在各自 立体声阈值之上，信号将不会发生转换。如果某个指标下 降到单声道和立体声阈值之间则信号的立体声 – 单声 道混合水平将以相关的捕获，释放速率转换至与该指标 成比例的值上。 Si4840/44-A10 可通过简单的 PCB 设计实现记忆功能，记 忆包括 FM/AM/SW 关 机 之 前 的 频 率 状 态。参 照 “AN602:Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南 ” 获 得更多信息。 4.14. 命令编程 为了节省开发周期并且最好地方便用户应用，Si4840/44A10 提供一个简单而强大的软件接口来对接收器进行编 程。对器件编程包括命令，参数，属性和返回值。用户写 出命令字和相关参数，芯片来执行接收到的命令来完成 一个动作。命令所能控制的动作包括芯片的上电，断电， 或者得到当前调谐的频率。参数特定于一个给定的命令 来改变命令执行的过程。属性是一个特殊命令参数用于 修改芯片的默认值，和芯片上电后的大体配置。例如属性 一般为去加重的水平，接收信号强度指示的阈值和软静 音削减的阈值。返回值包含了用户的信息，以及在命令和 相关参数执行后的响应。所有的命令都提供包含一个字 节用于存储状更新信息，用于指示中断和清除状态信息。 要获得更多信息，请参考 “AN610:Si4840/44 编程指南 ”。 4.10. 立体声数模转换 高保真的立体声数模转换，将模拟音频信号加于 LOUT 和 ROUT 引脚上。音频输出可设为静音。 Rev. 1.0 15 Si4840/44-A10 5. 命令及属性 表 11 FM 接收器命令表 命令 名称 描述 0xE0 ATDD_GET_STATUS 0xE1 ATDD_POWER_UP 设备上电，波段选择和波段属性设置 0xE2 ATDD_AUDIO_MODE 音频输出模式：获得 / 设置音频模式 0x10 GET_REV 0x11 POWER_DOWN 设备断电 0x12 SET_PROPERTY 设置某一属性的值 0x13 GET_PROPERTY 获得某一属性值 获得调谐后的频率，波段和设备的状态 返回设备的版本信息 备注 : Si4840/44-A10 有 自 己 的 电 源 管 理 和获取命令的状态，这和之前的 si47xx 是不同的。为了区分，我们使用 “ATDD_POWER_UP” 和 “ATDD_GET_STATUS ” 表示 ATDD 特有的命令，而不使用 si47xx 的 “POWER_UP” 和 “STATUS” 命 令。 表 12 Si4840/44-A10 FM 接收器属性表 属性 名称 0x1100 FM_DEEMPHASIS 0x1300 FM_SOFT_MUTE_RATE 0x1301 描述 默认值 设置去加重时间常数。默认值为 75uS 0x0002 设置进入和退出软静音时的衰减率 0x0040 FM_SOFT_MUTE_SLOPE 配置软静音以衰减 dB 为单位时，每 dB 信噪比在软静音信噪 比门限下的衰减速率。默认值是 2 0x0002 0x1302 FM_SOFT_MUTE_ MAX_ATTENUATION 设置在软静音时的最大衰减。设置 0 来禁用软静音。默认值 为 16dB。 0x0010 0x1303 FM_SOFT_MUTE_ SNR_THRESHOLD 设置进入软静音时信噪比的阈值。默认值为 4dB。 0x0004 0x1207 FM_STEREO_IND _BLEND_THRESHOLD 设置混合立体声指示的阈值。默认值所选依频带而定 ( 0x9F 或 0xB2) 0x1800 FM_BLEND_RSSI_ STEREO_THRESHOLD 0x0031 设置立体声混合时接收信号强度指示的阈值。（阈值上为全 立体声，阈值下为混合立体声）。设为 0 时，强制设置为立 体声。设为 127 时，强制设置为单声道。默认值为 49dBuV。 0x1801 FM_BLEND_RSSI_ MONO_THRESHOLD 0x4000 RX_VOLUME 0x4001 RX_HARD_MUTE 0x4002 0x4003 16 0x9F 0xB2 设置单声道混合时接收信号强度指示的阈值 （在阈值以下为 单声道，阈值以上为混合立体声）。设为 0 时，强制设置为 立体声。设为 127 时强制设置为单声道。默认值依频段而定 （8 或 7）。 0x0008 0x0007 设置输出音量。 0x003F 音频输出静音， L 和 R 音频输出可分别静音。 0x0000 RX_BASS_TREBLE 输出低音 / 高音设置 0x0004 RX_ACTUAL_VOLUME 获取实际输出音量。 0x003F Rev. 1.0 Si4840/44-A10 表 13 Si4840/44-A10 AM/SW 接收器命令表 命令 名称 描述 0xE0 ATDD_GET_STATUS 0xE1 ATDD_POWER_UP 设备上电，波段选择和波段属性设置 0xE2 ATDD_AUDIO_MODE 音频输出模式：获得 / 设置音频模式 0x10 GET_REV 0x11 POWER_DOWN 设备断电 0x12 SET_PROPERTY 设置某一属性的值 0x13 GET_PROPERTY 获得某一属性值 获取调谐频率，波段和设备状态 返回设备的版本信息 注 意：Si4840/44-A10 有 自 己 的 电 源 管 理 和 获 取 命令的状态，这和之前的 si47xx 是不同的。为了区分，我们使用 “ATDD_POWER_UP” 和“ ATDD_GET_STATUS”表示ATDD特有的命令，而不使用Si47xx的 “的POWER_UP” 和 “STATUS” 命令。 表 14 Si4840/44-A10 AM/SW 接收机属性表 属性 名称 0x4000 RX_VOLUME 0x4001 RX_HARD_MUTE 0x4002 描述 默认值 设置输出音量 0x003F 音频输出静音， L 和 R 音频输出可分别静音。 0x0000 RX_BASS_TREBLE 输出低音 / 高音设置 0x0003 0x4003 RX_ACTUAL_VOLUME 获取实际输出音量。 0x003F 0x3300 AM_SOFT_MUTE_RATE 设置进入和退出软静音时的衰减率 0x0040 0x3301 AM_SOFT_MUTE_SLOPE 配置软静音以衰减 dB 为单位时，每 dB 信噪比在软静音信 噪比门限下的衰减速率。 0x0002 0x3302 AM_SOFT_MUTE_ MAX_ATTENUATION 设置在软静音时的最大衰减。设置 0 来禁用软静音。 0x0010 0x3303 AM_SOFT_MUTE_ SNR_THRESHOLD 设置进入软静音时信噪比的阈值。 0x0008 Rev. 1.0 17 Si4840/44-A10 6. 引脚描述 6.1. Si4840/44-A10 18 LNA_EN 1 24 LOUT IRQ 2 23 ROUT TUNE1 3 22 DBYP TUNE2 4 21 VDD2 BAND 5 20 VDD1 NC 6 19 XTALI NC 7 18 XTALO FMI 8 17 SCLK RFGND 9 16 SDIO NC 10 15 RST NC 11 14 GND AMI 12 13 GND 引脚号 1 引脚名 LNA_EN 引脚描述 2 IRQ 中断请求 3 TUNE1 频率调整 4 TUNE2 频率调整 5 BAND 波段选择，去加重 / 立体声分离选择 6,7 NC 悬空 8 FMI FM 射频输入， FMI 引脚应该与 FM 天线连接 9 RFGND 10, 11 NC 未用，此引脚需要接地 12 AMI AM 射频输入， AMI 脚应该与 AM 天线连接 13, 14 GND 地，在 PCB 板上，此引脚应该接地 15 /RST 芯片复位 （低电平有效） 16 SDIO 串行数据输入 / 输出 17 SCLK 串行时钟输入 18 XTALO 外接晶振输出 19 XTALI 外接晶振输入 20 VDD1 电源输入 1，可直接与电池相连 21 VDD2 电源输入 2，可直接与电池相连 22 DBYP 电源输入旁路 23 ROUT 模拟输出模式下的右声道输出 24 LOUT 模拟输出模式下的左声道输出 使能 SW 外部 LNA RF 地，在 PCB 板上，此引脚应该接地 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 7. 订购指南 芯片代号 芯片描述 封装格式 工作温度 / 电压范围 Si4840-A10-GU AM/FM 广播天线接收器 24 引脚无铅 SSOP 封装 –15 to 85 °C 2.0 to 3.6 V Si4844-A10-GU AM/FM/SW 广播天线接收器 24 引脚无铅 SSOP 封装 –15 to 85 °C 2.0 to 3.6 V 注意：在设备号后面 “(R)” 是为了标明组件选项。芯片工作在 25 °C 环境下，当电源电压下降至 2.0 V 时某些指标会有所下 降。 Rev. 1.0 19 Si4840/44-A10 8. 封装外形 : Si4840/44-A10 Si4840/44-A10 采用标准 24 脚 SSOP 封装形式，表 15 中列出下图所示的封装尺寸。 图 6. 24 脚 SSOP 封装 表 15. 封装尺寸 尺寸范围 A A1 b c D E E1 e L θ aaa bbb ccc ddd 备注 : 1. 2. 3. 4. 20 最小值 — 0.10 0.20 0.10 正常值 — — — — 8.65 BSC 6.00 BSC 3.90 BSC 0.635 BSC — — 0.20 0.18 0.10 0.10 0.40 0° 最大值 1.75 0.25 0.30 0.25 1.27 8° 所有数据单位均为毫米，除非特殊说明。 度量及偏差依据美国国家标准化组织 Y14.5M-1994 规定。 以上芯片外形图依据电子工程设计发展联合会议指定固体外观 MO-137,AE 修订。 采用的卡回流曲线依据电子工程设计发展联合会议 /IPC 信息技术有限公司 J-STD020 小尺寸元器件说明。 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 9. PCB 封装格式 : Si4840/44-A10 图 7“PCB 封装格式 ” 说明了 Si4840/44-A10-GU SSOP 器件管脚的 PCB 焊接资料。表 16 列出了焊接图上的所有 尺寸值。 图 7. PCB 封装格式 表 16 PCB 封装格式尺寸 尺寸标示 C 最小值 5.20 E 最大值 5.40 0.635 BSC X1 0.35 0.45 Y1 1.55 1.75 备注 : 1. 表中的尺寸的度量单位是 mm 2. 表中的标示是基于 IPC-7351 用户手册 阻焊层设计： 3. 此款芯片的所有焊盘都是无焊锡覆盖界定的焊盘 （NSMD）。阻焊层到金属焊盘的最 小间隙为 60um。 模板设计： 4. 激光切割，不锈钢针脚和采用梯形墙的电抛光模板技术，保证了良好的焊接特性。 5. 模板最度应为 0.125mm。 6. 模版孔径和焊盘的孔径大小比例应该为 1:1 芯片组装： 7. 建议使用免清洗型 3 类焊盘。 8. 推荐采用 JEDEC/IPC J-STD-020 标准中规定的适合上体积芯片的回流温度曲线。 Rev. 1.0 21 Si4840/44-A10 10. 封装标识 （顶部标识） 10.1. Si4840/44-A10 顶部标识 4840A10GU YYWWTTTTTT 4844A10GU YYWWTTTTTT 标识方式 : YAG Laser 第一行标识 : 设备标识 4840A10GU = Si4840-A10 4844A10GU = Si4844-A10 第二行标识 : YY = 年份 WW = 工作周 TTTTTT = 机器码 由封装厂指定 22 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 11. 附加的参考资源 要获得更多信息，请联系当地销售代理索取以下应用副本 : EN55020 一致性测试结果 AN602: Si484x-A 天线，原理图，布局和设计指南 AN603: Si4840/44 板测试程序 Si4840/44-DEMO 板用户指导 AN610: Si4840/44 编程指南 Rev. 1.0 23 Si4840/44-A10 注： 24 Rev. 1.0 Si4840/44-A10 版本更新变更列表 版本 0.4 到版本 1.0 的更改 更新系统框图 更新表 3“ 复位时序特性 ” 和图 1“ 复位时序 ” 更新表 5, ”FM 接收器特性 ” 更新表 8,“ 热条件 ” 更新表 9,“ 绝对最大额定值 ” 更新第 2 节 ,“ 典型应用原理图 ” 更新第 3 节，“ 材料清单 ” 更新第 4.7 节，“ 低音和高音 ” 删除之前的第 4.10 节 “ 信号强度限定 ” 更新第 4.13 节， ” 记忆状态 ” 更新第 4.14 节 , ” 命令编程 ” 更新表 13, ”Si4840/44-A10 AM/SW 接收器命令表 ” 更新表 16, ”PCB 封装格式尺寸 ” Rev. 1.0 25 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. 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