NJM2593 ミキサ付き 50MHz 入力 450kHzＦＭ ＩＦ検波ＩＣ ■ 概 要 ■外 形 NJM2593 は、1.8V から動作する低消費電流タイプの微弱特定小電力用 FM IF 検波 IC で、IF 周波数を 450kHz(標準)としています。 発振器、ミキサ、IF リミッタアンプ、クワドラチャ検波、フィルタ アンプ、FSK コンパレータに加え、RSSI とキャリアセンス用 RSSI コン パレータを内蔵しています。 NJM2593V ■ 特 徴 ● 低電圧動作 1.8V∼9V ● 低消費電流 1.2mA （V＋=2.0V、ローカル信号外部入力時） ● ミキサ入力信号 最大入力周波数 50MHz (参考値) ● ミキサ入力抵抗 4.5kΩ (標準) ● ＩＦ入力周波数 450kHz (標準) ● クワドラチャ検波回路用移相器 セラミックディスクリミネータまたはＬＣ共振回路 コンデンサは外付けで設計自由度を拡大 ● ＦＳＫリファレンス用クイックチャージ回路内蔵 ● キャリアセンス用 RSSI コンパレータ内蔵（出力はオープンコレクタ） ● バイポーラ構造 ● 外形 SSOP20 ■ ブロック図 MIX IN GND 20 19 SENSE RSSI CARRIER FSK CHARGE LPF LEVEL OUT SENSE OUT SW OUT 18 17 16 15 14 12 11 + - RSSI COMP FSK COMP BUFFER AF OUT 13 + + - MIXER LPF IN RSSI FILTER AMP CHARGE QUAD DET + - OSC IF AMP Ver.2014-12-22 1 2 3 4 5 6 OSC (B) OSC (E) MIX OUT V+ IF IN DEC 7 8 9 IF FSK FSK VREF1 VREF2 OUT 10 QUAD IN -1- NJM2593 ■ 絶対最大定格 (Ta=25℃) 項 目 記号 定 格 単 位 電 源 電 圧 V+ 10.0 V 消 費 電 力 Pd 300 mW 動 作 温 度 範 囲 Topr -40∼+85 °C 保 存 温 度 範 囲 Tstg -40∼+125 °C 記 号 条 ■ 推奨動作電圧範囲 (Ta=25℃) 項 動 作 目 電 源 電 圧 件 V+ 最小 標準 最大 単位 1.8 2.0 9.0 V ■ 電気的特性 (Ta=25℃, V+=2.0V, fmix=21.7MHz, flo=21.25MHz, fif=450kHz, fmod=600Hz, fdev=±2kHz, 標準測定回路) 項 消 目 費 ミ キ サ 記 号 電 変 換 利 得 最小 標準 最大 単位 - 1.2 1.5 mA 17 20 23 dB IP3 - 95 - dBuV 流 Iccq １ Gmix ミキサインターセプトポイント 条 件 無信号時 ローカル信号外部入力時 VinMIX=60dBuVEMF 3 ピンを 0.1uF+1.8kΩ終端 ミ キ サ 入 力 抵 抗 R in M - 4.5 - kΩ ミ キ サ 入 力 容 量 C in M - 2.0 - pF ミ キ サ 出 力 抵 抗 R oM - 1.8 - kΩ 信 号 対 雑 音 比 １ S/N1 - 60 - dB 信 号 対 雑 音 比 ２ S/N2 40 60 70 dB 信 号 対 雑 音 比 ３ S/N3 20 30 40 dB - 22 - dBuVEMF - 50 - dB - 1.8 - kΩ 0.35 0.5 0.65 V -3ｄ B リ ミ ッ テ ィ ン グ 感 度 Ａ Ｍ 除 去 比 Vin(lim) IF 入力 AMR Ｉ Ｆ ア ン プ 入 力 抵 抗 RinIF Ｒ Vrssi -2- Ｓ Ｓ Ｉ 出 力 電 圧 ミキサ入力 VinMIX=60dBuVEMF IF 入力 VinIF=60dBuVEMF IF 入力 VinIF=25dBuVEMF IF 入力 VinIF=60dBuVEMF,AM=30% IF 入力 VinIF=40dBuVEMF Ver.2014-12-22 NJM2593 項 復 調 V od 波 形 整形 出力 デュー テ ィ 比 DR 急 Ich 充 力 放 レ 記 号 ル 速 出 目 電 ベ 電 流 条 件 IF 入力 VinIF=60dBuVEMF IF 入力 VinIF=60dBuVEMF FSK REF=GND LPFOUT=0.4V 最小 標準 最大 単位 70 80 90 mVrms 40 50 60 % 35 65 110 uA キャリアセンス端子 H レベルリーク IcryH VCARRIER SENSE=V+ - 0.0 - uA キャリアセンス端子 L レベル電圧 VcryL ICARRIER SENSE=100uA - 0.1 0.4 V センスレベル端子バイアス電流 I l e ve l VCARRIER SENSE=0.8V - 0.0 - uA FSKOUT 端 子 H レ ベ ル リ ー ク 電 流 IfskH VFSK OUT=V+ - 0.0 - uA FSKOUT 端 子 L レ ベ ル 電 圧 VfskL ICARRIER SENSE=100uA - 0.1 0.4 V Ver.2014-12-22 -3- NJM2593 ■ 測定回路図 ●測定回路図１(ミキサ変換利得を除く) ｢電気的特性｣を測定する為の基本測定回路です。｢電気的特性｣の項目に合わせてスイッチを切り替えます。 SENSE RSSI CARRIER FSK LEVEL OUT SENSE OUT AF OUT CHARGE SWITCH V+ 1000p 100k 1000p 0.01u Lo Hi 100k 68k 68k 560p 3300p 68k RF IN 21.7MHz 51 20 19 18 17 16 15 14 12 + + - MIXER 13 + - RSSI COMP FSK COMP BUFFER 11 FILTER AMP RSSI CHARGE QUAD DET + - OSC IF AMP 1 2 3 1000p 4 5 7 8 9 10 C1 10u LO IN 21.25MHz 6 + V 1000p OPEN 0.1u 0.1u + 10u V 51 IF FILTER CD R1 51 B IF IN A 10u 450kHz IF SW ●測定回路図２（ミキサ変換利得の場合） 3 番ピンにコンデンサ、抵抗を接続します。 SENSE RSSI CARRIER FSK LEVEL OUT SENSE OUT AF OUT CHARGE SWITCH V+ 1000p 21.7MHz 100k 1000p RF IN 0.01u Lo Hi 100k 68k 68k 560p 68k 3300p 51 20 19 18 17 16 15 14 + + - MIXER 13 11 + - RSSI COMP FSK COMP BUFFER 12 RSSI FILTER AMP CHARGE QUAD DET + - OSC IF AMP 1 1000p 2 3 0.1u 4 51 MIX OUT 6 7 10u 0.1u 10 B A IF SW + 10u 1.8k IF FILTER 9 C1 0.1u 51 -4- 8 + V 1000p LO IN 21.25MHz 5 V CD R1 IF IN 450kHz 10u Ver.2014-12-22 NJM2593 外付け部品情報 ＣＤ ：セラミックディスクリミネータ CDBCB450KCAY70-R0（村田製作所） IF FILTER：セラミックフィルタ CFWCA450KGFA-R0（村田製作所） 測定条件 指定無き場合は、Vcc=2.0V、温度=25℃です。 諸条件は、 『電気的特性』に各項目ごとに記載されています。 『特性例』内の『条件１』 『条件２』は次の通りです。 ①『条件１』IF 入力の場合です。 『測定回路』内の IF SW 位置は A 側、入力信号条件は次の通りです。 ・IF IN（5 ピン）端子 入力周波数 fif=450kHz、入力レベル VinIF=60dBuVEMF、変調周波数 fmod=600Hz、 周波数偏移 fdev=±2kHz ②『条件２』ミキサ入力の場合です。 『測定回路』内の IF SW 位置は B 側、入力信号条件は次の通りで す。 ・MIX IN 端子（20 ピン） ミキサ入力周波数 fmix=21.7MHz、ミキサ入力レベル Vmix=60dBuVEMF、変調周波数 fmod=600Hz 周波数偏移 fdev=±2kHz ・OSC_(B)端子（1 ピン） ローカル入力周波数 fosc=21.25MHz、ローカル入力レベル Vosc=105dBuVEMF NJM2593 専用のディスクリミネータも用意しております。いつくかの性能で最適化を図っています。 品番・会社名 ：CDBKB450KCAY75-R0 （村田製作所） 尚、詳細仕様並びに 455kHz 対応品につきましては、部品供給元にお問い合わせ下さい。 Ver.2014-12-22 -5- NJM2593 ■端子等価回路 (V+=2.0V) 端子 端子名 １ OSC_(B) 内部等価回路 端子電圧 備考 V+ 1.98V 20k 1 2 ２ 80u OSC_(E) 1.28V V+ 100k ３ MIX_OUT 1.18V 20p 1.1k 3 100u ４ ５ V+ ― ― V+ IF_IN 50k 900 ベース・エミッタ端子です。 水晶発振子を接続してコルピッツ 型局部発振回路を形成します。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ドがあります。 ミキサ出力端子です。 セラミックフィルタを接続しま す。標準出力インピーダンスは 2k Ωです。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ド、シリーズに ESD 保護抵抗（300 Ω）があります。 電源端子です。 1.96V FM リミッタアンプ入力端子です。 セラミックフィルタを接続しま す。標準入力インピーダンスは 1.8kΩです。対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオードがあります。 1.96V デカップリング端子です。デカッ プリングコンデンサを接続しま す。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ドがあります 0.46V FSK コンパレータの基準電圧入力 端子です。コンデンサを接続しま す。急速充放電回路により 7 番ピ ン電位を急速に 11 番ピン電位と 同電位にすることが出来ます。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ド、シリーズに ESD 保護抵抗（300 Ω）があります。 900 5 6 ６ DEC V+ ７ -6- FSK_VREF1 7 Ver.2014-12-22 NJM2593 端子 端子名 内部等価回路 端子電圧 0.44V FSK VREF1 端子（7 ピン）に接続し て、FSK コンパレータ基準電圧（電 圧値は固定）に使用出来ます。こ の場合 7 ピンのコンデンサは不要 です。ゼロ連続データに効果的で す。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ド、シリーズに ESD 保護抵抗（300 Ω）があります。 1.14V FM リミッタアンプの出力端子で す。QUAD IN 端子（10 ピン）との 間に移相器用コンデンサを接続し ます。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ド、シリーズに ESD 保護抵抗（300 Ω）があります。 1.99V クワドラチャ検波回路の移相入力 端子です。移相器用コイルまたは ディスクリミネータを接続しま す。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ドがあります。 0.44V FM 復調出力端子です。 ローパスフィルタ（RC フィルタ） を接続します。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ド、シリーズに ESD 保護抵抗（300 Ω）があります。 V+ ８ FSK_VREF2 8 V+ ９ IF_OUT 備考 9 40u V+ 10 １０ 400 400 QUAD_IN V+ １１ AF_OUT 11 18u Ver.2014-12-22 -7- NJM2593 端子 端子名 内部等価回路 端子電圧 0.45V ローパスフィルタアンプの入力端 子です。LPF OUT 端子（13 ピン） との間に RC フィルタを構成しま す。11 番ピンよりバイアスされま す。対 V+、対 GND に ESD 保護ダイ オード、シリーズに ESD 保護抵抗 （300Ω）があります。 0.45V フィルタアンプ用バッファ端子で す。対 V+、対 GND に ESD 保護ダイ オードがあります。 -- 急速充放電回路の制御端子です。 Hi:急速充電回路動作状態 Lo:急速充電回路停止状態 絶対定格を超過しない限り別電源 でも使用出来ます。 対 GND に ESD 保護ダイオードがあ ります。 -- 波形整形出力端子です。FSK コン パレータは波形整形回路です フィルタアンプの出力信号を反転 させ、更に波形整形された信号が 出力されます。オープンコレクタ 出力です。IF 入力信号が fif＋⊿ で L、fif−⊿で H となります。絶 対定格を超過しない限り別電源で も使用出来ます。 対 GND に ESD 保護ダイオードがあ ります。 -- キャリアセンス出力端子です。 RSSI コンパレータの High/Low 信 号が出力されます。オープンコレ クタ出力です。絶対定格を超過し ない限り別電源でも使用出来ま す。 対 GND に ESD 保護ダイオードがあ ります。 V+ １２ 6u LPF_IN 12 13 １３ LPF_OUT V+ １４ CHARGE_SW 300k 14 V+ 6u 15 １５ FSK_OUT 3u 16 １６ -8- CARRIER SENSE 備考 Ver.2014-12-22 NJM2593 端子 端子名 内部等価回路 端子電圧 V+ １７ RSSI_OUT 0.02V 17 50k 備考 RSSI 出力端子です。IF アンプの入 力信号レベルに対数比例した DC 電圧が得られます。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ド、シリーズに ESD 保護抵抗（300 Ω）があります。 V+ １８ SENSE LEVEL １９ GND ２０ 18 MIX_IN 5k 5k 20 20p -- SENSE LEVEL 入力端子です。 RSSI コ ン パ レ ー タ の CARRIER SENSE 検出レベルを設定します。 対 V+、対 GND に ESD 保護ダイオー ド、シリーズに ESD 保護抵抗（300 Ω）があります。 ― GND 端子です。 1.03V ミキサの入力端子で、外部 RF 信号 を入力します。最大入力信号周波 数は 50MHz、入力インピーダンス は 、 RinM ＝ 4.5k Ω 、 CinM ＝ 2pF(21.7MHz 時)です。 対 V+に ESD 保護ダイオードがあり ます。 注意: 1. ESD 保護ダイオードが、以下の端子と V+の間に挿入されています。 端子番号：1,2,3,5,6,7,8,9,10,11,12,13,17,18,20 2. ESD 保護ダイオードが、以下の端子と GND の間に挿入されています。 端子番号：1,2,3,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 Ver.2014-12-22 -9- NJM2593 ■ 発振回路例 ● 水晶発振子を使う場合 RSSI CARRIER FSK OUT SENSE OUT V 1st IF 20 19 18 CHARGE SWITCH V+ + 17 16 15 14 + - MIXER Lo Hi 13 + 11 + - RSSI COMP FSK COMP FILTER AMP NJM2593 RSSI BUFFER 12 CHARGE QUAD DET + - OSC IF AMP 1 2 3 4 5 6 7 V+ 8 9 10 + CDEC CREF DET Tank V+ IF Filter ● 外部オシレータを使用する場合 RSSI CARRIER FSK OUT SENSE OUT V 1st IF 20 19 18 + V 17 16 CHARGE SWITCH + 15 14 + - MIXER Lo Hi 13 + 11 + - RSSI COMP FSK COMP FILTER AMP NJM2593 RSSI BUFFER 12 CHARGE QUAD DET + - OSC IF AMP 1 2 3 4 5 V+ 6 7 CDEC 8 9 CREF DET Tank External Oscillator - 10 - 10 + V+ IF Filter Ver.2014-12-22 NJM2593 ■ 評価ボード 性能評価用ボードを用意しております。NJM2593 の各種性能評価にお使い頂けます。尚、本ボードはパタンレイア ウト、部品レイアウトを推奨するものではありません。また、回路定数は『測定回路図』に準じております。本測 定条件以外の条件で使用する場合は、回路定数の見直しが必要です。 ● 回路図 SENSE RSSI CARRIER FSK CHARGE AF LEVEL OUT SENSE OUT SW OUT Hi R6 100k RF IN R11 51 V+ C6 R5 100k 0.01u 19 18 17 16 15 14 13 + + - MIXER R2 68k R3 68k 12 C8 3300p 11 + - RSSI COMP FSK COMP BUFFER R4 68k C7 560p C9 1000p C10 1000p 20 Lo FILTER AMP RSSI CHARGE QUAD DET + - OSC IF AMP 1 LO IN 2 C1 NC 1000p 3 C3 4 5 + V 1000p C13 10u R8 51 7 C4 0.1u 8 + C12 NC 10u C2 0.1u B IF FILTER 6 A C2 Position 9 10 C5 22p + V CD R9 51 IF IN R1 3.3k この性能評価ボードは、出荷時、外部 RF 信号入力（MIX IN 入力）時の特性評価用に設定されています。 IF IN 入力時の特性評価を行う場合は、チップコンデンサ C2 の位置を C2 Position の A に変更して下さい。 具体的な C2 の位置は、次頁『基板レイアウト図、部品面』では次のようになります。 C2 実線位置：ポジションＢ、外部 RF 信号入力（MIX IN 入力）用 C2 破線位置：ポジションＡ、IF IN 入力用 外付け部品情報 CD ：セラミックディスクリミネータ CDBKB450KCAY75-R0（村田製作所） IF FILTER ：セラミックフィルタ CFWCA450KGFA-R0（村田製作所） Ver.2014-12-22 - 11 - NJM2593 ●基板レイアウト図 LO IN RF IN 部品面 R8 R11 C1 SENSE LEVEL C9 C2 C2 IC1 NJM2593 C6 C4 C7 C5 C12 RSSI OUT R2 R4 IF IN R9 C1 0 C8 R3 R6 R1 CD CARRIER SENSE R5 SW NJM2593 グランド面 V+ AF OUT FSK OUT C3 CF C13 C12 搭載部品情報 C1,C3,C9,C10=1000pF C2,C4=0.1uF C5=18pF C6=0.01uF C7=560p C8=3300pF C12,C13=10uF R1=3.3kΩ R2,R3,R4=68kΩ R5,R6=100kΩ R8,R9,R11=51Ω CF=CFWCA450KGFA-R0（村田製作所） CD= CDBKB450KCAY75-R0（村田製作所） - 12 - Ver.2014-12-22 NJM2593 ■ 特性例 （指定無き場合は、Vcc=2.0V、温度=25℃） ミキサ変換利得 対 電源電圧 消費電流 対 電源電圧(無信号時) 条件：MIX OUT 端子を1.8kΩ+0.1uF終端 条件１（IF入力） 30 1.5 変換利得[dB] 消費電流 [mA] 25 1.0 0.5 20 Fmix=21.7MHz 15 10 5 0 0.0 0 2 4 6 電源電圧 [V] 8 0 10 2 4 6 電源電圧[V] 8 10 FSKデューティー比 対 電源電圧 検波出力 対 電源電圧 条件１（IF入力） 条件１（IF入力） 60 150 デューティー比 [%] 検波出力 [mVrms] 125 100 75 50 55 CHARGE SW=OFF 50 CHARGE SW=ON 45 25 40 0 0 2 4 6 電源電圧 [V] 8 0 10 S/N 対 電源電圧 4 6 電源電圧 [V] 8 10 -3dBリミッティング感度 対 電源電圧 条件2（MIX入力） 条件１（IF入力） 80 30 リミッティング感度 [dBuEMF] 70 60 S/N[dB] 2 50 40 30 20 10 25 20 15 10 5 0 0 0 Ver.2014-12-22 2 4 6 電源電圧 [V] 8 10 0 2 4 6 電源電圧 [V] 8 10 - 13 - NJM2593 ローカルレベル 対 変換利得 ミキサ変換利得 周波数特性 条件：MIX OUT 端子を1.8kΩ+0.1uF終端 30 25 25 20 20 変換利得[dB] 変換利得[dB] 条件：MIX OUT 端子を1.8kΩ+0.1uF終端 30 15 10 Fmix=21MHz 15 10 Fmix=50MHz 5 5 0 0 10 100 60 1000 70 80 離調度 110 120 Sカーブ 条件１（IF入力） 条件１（IF入力） 1200 0 1000 出力電圧 [mV] -5 離調度 [dB] 100 ローカル入力レベル[dBuVEMF] ミキサ入力周波数[MHz] 5 90 -10 -15 800 600 400 -20 200 -25 0 -30 435 440 445 450 455 460 IF離調周波数 [kHz] 465 430 440 450 460 IF周波数 [kHz] 470 コンパレータ出力端子電圧特性 条件１（IF入力）、SENSE LEVEL=0.8V RSSIコンパレータ出力電圧 [V] 2.4 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0.0 0 - 14 - 0.4 0.8 1.2 1.6 RSSI出力電圧 [V] 2 Ver.2014-12-22 NJM2593 S+N・AMR 対 ミキサ入力レベル S+N・AMR 対 IF入力レベル 条件2（MIX入力、AM=30%） 10 10 0 条件1（IF入力,AM=30%） 0 S+N S+N -10 S+N、AMR [dB] S+N、AMR [dB] -10 -20 -30 AMR -40 -50 -20 -30 -40 AMR -50 -60 -60 N N -70 -70 -80 -80 -20 0 20 40 60 80 100 入力レベル [dBuVEMF] -20 120 20 40 60 80 100 入力レベル [dBuVEMF] 120 RSSI出力電圧 対 ＩＦ入力レベル RSSI出力電圧 対 ミキサ入力レベル 条件2（MIX入力） 条件１（IF入力） 2.0 2.0 1.8 1.8 Vcc=2.0V Vcc=2.0V 1.6 RSSI出力電圧[V] 1.6 RSSI出力電圧[V] 0 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 -20 0 20 40 60 80 100 RF入力レベル[dBuVEMF] 120 -20 0 20 40 60 80 100 IF入力レベル[dBuVEMF] 120 ミキサ変換利得 温度特性 条件：MIX OUT 端子を1.8kΩ+0.1uF終端 30 変換利得 [dB] 25 20 Fmix=21.7MHz 15 10 5 0 -40 Ver.2014-12-22 -20 0 20 40 温度 [℃] 60 80 100 - 15 - NJM2593 RSSI出力電圧 温度特性 RSSI出力電圧 温度特性 条件2（MIX入力） 条件１（IF入力） 2.5 2.5 2.0 70ｄBuVEMF RSSI出力電圧[V] RSSI出力電圧[V] 2.0 60ｄBuVEMF 1.5 50ｄBuVEMF 40ｄBuVEMF 1.0 30ｄBuVEMF 0.5 1.5 70ｄBuVEMF 60ｄBuVEMF 1.0 50ｄBuVEMF 40ｄBuVEMF 0.5 20ｄBuVEMF 30ｄBuVEMF 20ｄBuVEMF 0.0 0.0 -40 -20 0 20 40 温度[℃] 60 80 100 -40 -20 0 20 40 温度[℃] 60 80 100 ＜注意事項＞ このデータブックの掲載内容の正確さには 万全を期しておりますが、掲載内容について 何らかの法的な保証を行うものではありませ ん。とくに応用回路については、製品の代表 的な応用例を説明するためのものです。また、 工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴 うものではなく、第三者の権利を侵害しない ことを保証するものでもありません。 - 16 - Ver.2014-12-22