개요: MAX1470 수퍼헤테로다인 수신기의 연결 방법에 대해 자주 제기되는 질문과 답을 모아 놓았다.
MAX1470 315MHz 저전력 +3V 수퍼헤테로다인 수신기에 대해
자주 제기되는 질문
나의 MAX1470 애플리케이션에 가장 잘 맞는 크리스털을 선택하는 방법은?
가장 중요한 것은 보드 상의 XTAL1 및 XTAL2 사이에 있는 커패시턴스의 용량이 얼마인가를 알아내고 그 커패시턴스에서발진하도록 설계된 크리스털을 사용하는 데 있다. 예를 들어, MAX1470 평가 키트에서는 XTAL1과 XTAL2 사이의 커패시턴스가약 5pF이다. 따라서 5pF 부하에서 발진하도록 설계된 크리스털을 사용하면, 추가적인 커패시턴스는 불필요하므로 직렬 커패시터들은 "단락"시켜놓으면 된다. 이보다 더 높은 주파수에서 동작하도록 설계된 크리스털을 사용하게 되면 크리스털이 더 높은 주파수로 발진하게 되고,따라서 크리스털의 주파수를 바로잡기 위해서 커패시턴스를 추가해야 한다. 일반적으로 크리스털 주파수를 내리기 위해서는 병렬 커패시턴스를사용하고 주파수를 높이기 위해서는 직렬 커패시턴스를 사용하는 것이 관례이다. 궁극적으로 가장 좋은 검사 방법은 필터 단 이후의IF 주파수를 스펙트럼 분석기 상에서 관찰하는 것이다. IF가 10.7MHz로부터 얼마나 벗어나 있는가에 따라 얼마만큼의 커패시턴스를추가할지를 결정하면 된다. 이 추가되는 커패시턴스에 의해 회로의 무전원 상태에서의 기동시간과 셧다운 전류가 달라진다는 점도유념해야 한다. 응용노트 "MAX1470수퍼헤테로다인 수신기를 위한 크리스털 오실레이터의 선택 방법"를 참고하도록 한다.
MAX1470 크리스털의 경우 직렬 등가 저항(ESR) 최대값이 70Ω으로 되어 있는데 반드시 지켜야 하는지? 지금 견본을 급히 입수해야 하는데 현재까지 입수 가능한 공급원에서는 150Ω 이하의 것은 제공할 수 없다고 하고... 이러한 부품도 동작에 문제가 없는지?
제어 루프의 설계는 그 정도의 높은 ESR도 받아들일 수 있도록 되어 있다. ESR이 높을 경우 전류 소비가 약간 증가하고하드웨어 회로 기동 시간이 늘어나게 된다(이는 MAX1470의 경우 문제가 되지 않는데, 이는 오실레이터 회로가 셧다운 모드에서도연속적으로 동작하기 때문이다). 결론적으로는 장기적 관점으로 볼 때 ESR이 낮은 경우가 더 좋다.
MAX1470의 기동 시간이 250μsec으로 나와 있다. 여기에는 어떤 시간 항목들이들어 있는지?
250μsec의 기동 시간은 PWRDN 신호의 상승 에지에서 유효 데이터까지의 시간이고, 전원 사이클링 시간은 약 100msec이다.이 시간에 대해서 최소 감도로부터의 영향은 없으며 PLL 주파수 고정에 필요한 시간이 포함되어 있다. PLL 고정 시간은 실제로는100μsec 범위를 넘는다. 무전원 상태에서의 기동시간은 최대 10ms까지 걸릴 수 있음을 주목해야 한다. 이는 크리스털
기동 시간 및 회로 내의 풀링 커패시터 등에 의한 것이다. 이것이 PWRDN 기능에서도 크리스털은 계속 동작하도록 한 주된
이유이다.
사실, 이 시간 안에는 베이스밴드 회로가 데이터를 슬라이스하는 시간이 포함되어 있지 않다. 베이스밴드 회로가 움직이는 시간은 시정수 및 전원 사이클링 주파수에 따라 달라진다. MAX1470이 PWRDN 모드에 있을 때 데이터 슬라이서 입력은 R1 및
C4로부터 끊어져 커패시터가 방전되는 것을 막는다. 재기동 시간 간격이 너무 길 경우 커패시터로부터 방전이 일어날 수 있으므로 기동시간이 늘어나게 된다.
PWRDN 핀(핀 27)은 내장 풀업 또는 풀다운 회로가 장착되어 있는지?
셧다운 핀에 대해서는 풀업이나 풀다운이 내장되어 있지 않다. 따라서 풀업 또는 풀다운 저항을 하나 달아서 고 임피던스 상황에서의 제어가 가능하도록 하는 것이 좋다. 이 경우 전류 흐름이 크지 않도록 큰 값의 저항을 사용하도록 하자.
일반적인 응용 회로에서 탱크 회로 부품의 값은 315MHz에서 27nH 및 4.7pF이다.간단히 계산해 보면 탱크가 315MHz에서 공진하기 위해서는 이 값들이 더 커야 할 것 같다. 맞는지?
맞는 말이다. 이 계산에는 구성 회로 내에 기생 분포되어 있는 인덕턴스 5nH와 분포 커패시턴스 4.0pF가 고려되어 있다. 이 값들은 Maxim 평가 키트에 기반한 것으로, 레이아웃에 따라 달라지게 된다.
서로 다른 주파수에 대해 LNA 입력 임피던스는 어떻게 해야 하는지? 데이터시트를 보면315MHz의 값을 50-j200으로 표현해 놓았다.
LNA 입력은 50Ω 저항이 2.5pF 커패시터와 직렬로 있는 것으로 모델링할 수 있다. 따라서 433에서의 s11은 50-j145이다.
크리스털을 사용하지 않고 신호 생성기를 써서 구동하려고 하는데 이 경우 OSC 입력 핀은 어느 것으로 해야 하는지?
핀 28(XTAL2)을 사용하도록 한다. 이 경우 1nF의 블로킹 커패시터를 사용하고 핀 1(XTAL1)을 GND와 AC단락하기 위해 1nF 커패시터를 하나 더 사용하도록 한다.
MAX1470의 셧다운 전류가 1.25㎂로 되어 있다. 여기에 포함되어 있는 성분은?
1.25㎂의 전류에는 크리스털이 포함되어 있으나, 추가적인 풀링 커패시터에 의한 것은 포함되지 않는다. 크리스털 풀링이 일어날 경우 이 전류값이 늘어나게 된다. 그림 1을 참고할 것.
그림 1.
MAX1470의 데이터 필터/데이터 슬라이서 회로는 가변 DC 오프셋을 갖는 PWM형 신호에대해 잘 동작하는지, 아니면 DC 오프셋이 없는 맨체스터 인코딩에 더 잘 맞는지?
일반적인 회로 구성에 의하면 DC 오프셋이 없는 쪽이 더 적합하다. 그러나 그렇다고 해서 이 IC가 가변 DC 오프셋이 있는경우에 사용할 수 없다는 뜻은 아니다. 슬라이싱 경계값을 다르게 설정해야 할 수는 있다.
Rx 신호가 없는 상황에서 데이터 슬라이서가 잡음을 잡음과 비교하고 오류 출력을 내는 문제가 있다. 이 잡음을 막을 방법은 없는지?
불행하게도 이것은 정상적인 현상이다. 핀 20에 풀업 저항을 추가하여 슬라이서의 오프셋을 강제로 설정하면 된다. 그러나 이경우 감도가 떨어지게 된다. 또 하나의 해결책은 송신기에 프리앰블 신호를 추가하여 수신기가 잡음과 신호를 구별할 수 있도록하는 것이다. 이렇게 하면 마이크로프로세서가 수신기 출력을 주기적으로 샘플링하여 유효 신호 여부를 검증하게 된다.
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