Микросхема RTC6715 представляет собой интегральный радиоприемник FM, предназначенный для демодуляции частотно-модулированных аналоговых сигналов диапазона 5.8 ГГц. Чип включает в себя малошумящий усилитель (low noise amplifier, смеситель, усилитель промежуточной частоты (IF amplifier), демодулятор FM, систему АРУ (AGC), демодуляторы звука, УНЧ и шумоподавитель. На выводе RSSI по уровню напряжения можно непосредственно контролировать уровень радиосигнала. RTC6715 может демодулировать видеосигнал, передаваемый с модуляцией FM, а также стереозвук, поставляемый RTC6705, и разделять желаемые сигналы на выделенных внешних выходах. Поддерживаются режимы Stereo и Mono аудио.
Рабочая частота приема RTC6715 может устанавливаться программированием через SPI, или с помощью выбора уровней на 6 выделенных выводах. Регуляторные требования стандартов CE и FCC легко соблюдаются при использовании RTC6715 в схеме, где печатаная плата устройства закрыта экраном.
Основные функциональные особенности RTC6715:
• Одно напряжение питания 3.3V • Демодулятор FM диапазона 5.8 ГГц с двумя демодуляторами поднесущих на 6 МГц / 6.5 МГц • Высокая чувствительность: -85dBm • Простой выбор 24 фиксированных каналов с помощью 6 цифровых входов, чем устраняется необходимость подключения внешнего микроконтроллера • Индикатор уровня радиосигнала (Radio Signal Strength Indicator, RSSI) • Приглушения звука (hard mute) с помощью шумоподавителя • Чип изготовлен по технологии CMOS с интегрированным генератором, управляемым напряжением (VCO) и ФАПЧ (PLL) • 48-выводный не содержащий свинец корпус QFN, соответствующий требованиям RoHS
Области применения:
• Передача по радио звука и видео (AV Sender) • Системы FPV для управления дронами • Видеонаблюдение • Мониторинг детей • Беспроводная камера • Беспроводная передача звука • Беспроводные головные наушники
Рис. 1. Цоколевка корпуса и упрощенная блок-схема RTC6715.
Таблица 1. Описание выводов.
№
Имя
I/O
Функция
1
VDDLNA5
Питание
+3.3V RX LNA5G
2
RFIN_5G
Аналоговый вход
Вход RF сигнала 5 ГГц LNA
3
RFGND
Analog GND
Земля RF
4
CS0
Цифровой вход
Упрощенный выбор канала (с внутренней верхней подтяжкой(1))
SPIDATA
Цифровой вход
Вход данных SPI(1)
5
CS1
Цифровой вход
Упрощенный выбор канала (с внутренней верхней подтяжкой(1))
SPILE
Цифровой вход
Разрешение работы шины SPI (SPI bus latch enable input(1))
6
CS2
Цифровой вход
Упрощенный выбор канала (с внутренней верхней подтяжкой(1))
SPICLK
Цифровой вход
Сигнал тактов SPI
7
SPI_SE
Цифровой вход
Выбор режима выводов CSx: упрощенный выбор канала или SPI
8
BX
Цифровой вход
В режиме упрощенного выбора канала BX используется для выбора альтернативного диапазона(1). В режиме SPI вывод BX не используется.
9
VDDESD
Питание
+3.3V
10
XTAL1
Аналоговый вход
Подключение внешнего кварцевого резонатора
11
XTAL2
Аналоговый вход
Подключение внешнего кварцевого резонатора
12
VDDSYN
Цифровая земля
+3.3V для синтезатора частоты RF
13
NC
Никуда не подключено
14
VDDRFVCO
Питание
+3.3V для генератора, управляемого напряжением (5GHz VCO)
15
VDD3D3
Питание
+3.3V для цифрового регулятора +1.8V
16
REG1D8
Аналоговый выход
Регулятор +1.8V для питания цифрового блока
17
VDDBS
Питание
+3.3V для смещения
18
IFPDC_C
Аналоговый выход
Индикатор уровня принимаемого сигнала (RSSI)
19
VDDIF
Питание
+3.3V для IFAAF
20
IFIN
Аналоговый вход
Входы IFA_AF
21
AGC_C
Аналоговый вход/выход
Выход выпрямителя АРУ (AGC)
22
VDDCP_6
Питание
+3.3V для 6 МГц charge pump и VCO
23
VDD33_6
Питание
+3.3V для 6 МГц усилителя звука
24
VT_6
Аналоговый выход
Audio demo out для 6 МГц VCO
25
AUIN_6
Аналоговый вход
Вход усилителя звука для цепи 6 МГц
26
AUOUT6
Аналоговый выход
Выход усилителя звука для цепи 6 МГц
27
FMIN_6
Аналоговый вход
Вход звука 6 МГц FM
28
AUOUT_65
Аналоговый выход
Выход усилителя звука для цепи 6.5 МГц
29
AUIN_65
Аналоговый вход
Вход усилителя звука для цепи 6.5 МГц
30
VT_65
Аналоговый выход
Audio demo out для 6.5 МГц VCO
31
VDD33_65
Питание
+3.3V для усилителя звука 6.5 МГц
32
FMIN_65
Аналоговый вход
Вход звука 6.5 МГц FM
33
VDDCP_65
Цифровой вход
+3.3V для 6.5 МГц charge pump и VCO
34
BBOUT2
Аналоговый выход
Выход буфера демодулятора FM (FMDeMod)
35
VAMPIN
Аналоговый вход
Вход видеоусилителя (Video Amp)
36
NC
Никуда не подключено
37
VDD1
Питание
+3.3V
38
NC
Никуда не подключено
39
VAMPOUT
Аналоговый выход
Выход видеоусилителя
40
VDDVAMP
Питание
+3.3V для видеоусилителя
41
VDD480VCO
Питание
+3.3V для VCO демодулятора FM
42
VDDIFA
Питание
+3.3V для RX IFA
43
IFOUT
Аналоговый выход
Выход УПЧ
44
VDD
Питание
+3.3V VDD
45
NC
Никуда не подключено
46
RFGND
Аналоговая земля
Земля RF
47
NC
Никуда не подключено
48
S
Цифровой вход
Выбор диапазона A/B (1). 0: диапазон A, 1: диапазон B.
Примечание (1): цифровые выводы, BX, SPI_SE и SPIDATA/CS0, SPILE/CS1 и SPICLK/CS2 имеют встроенную в кристалл верхнюю подтяжку (pull-high).
Таблица 2. Предельные допустимые значения параметров.
Симв.
Параметр
Значения
Ед.
Tstr
Диапазон температур хранения
-65 .. +150
°C
Totr
Диапазон рабочих температур
-40 .. +85
Vdd
Напряжение питания
-0.5 .. +5
V
Vlog
Уровень логики управляющих сигналов
-0.5 .. +5
VRX
Вход RX
-2 .. +2
Максимальные значения, приведенные в таблице 2, никогда не должны превышаться. Не допускается работа устройства в условиях превышения этих параметров.
Таблица 3. Электрические характеристики.
Симв.
Параметр
Условия
min
typ
MAX
Ед.
Tj
Диапазон температур
-40
25
85
°C
VDD33
Напряжение питания
3.1
3.3
3.5
V
I_module
Потребление тока в тестовой схеме при передаче сигнала цветных полос
TT 25°C, 3.3V
195
mA
Icc
Потребление тока
146
Fref
Рабочая частота генератора
8
МГц
V_IH
Уровень лог. 1 для входных сигналов цифрового интерфейса
V_IO=3V
0.7 x V_IO
V_IO + 0.3
V
V_IL
Уровень лог. 0 для входных сигналов цифрового интерфейса
Audio SNR (соотношение сигнал/шум образцового дизайна) с применением pre-emphasis/de-emphasis
Fmod: тон 1 кГц, на выходе звука 2V от пика до пика Нагрузка: > 1 кОм
56
dB
[Интерфейс SPI]
В режиме SPI (SPI_SE = 1) для конфигурирования частоты и внутренних регистров используется 3-проводный интерфейс SPI. Поток данных состоит из 25 бит, в которые входят 4 бита адреса, 1 управляющий бит для чтения/записи и 20 бит данных. Данные передаются младшим битом (LSB) вперед.
Во время цикла записи (R/W = 1) чип анализирует сигнал данных SPIDATA по фронту нарастания уровня SPICLK. Считанные чипом данные временно сохраняются во внутреннем регистре сдвига. По фронту нарастания уровня SPILE данные регистра сдвига защелкиваются в определенный регистр, соответствующий переданному адресу.
Во время цикла чтения (R/W = 0) адрес и бит управления чтением/записью анализируются по фронту нарастания уровня SPICLK, однако биты данные посылаются по спаду уровня SPICLK.
Импульсы SPICLK могут продолжаться и после бита данных D19, они будут просто игнорироваться чипом RTC6715. Поэтому можно для отправки данных использовать аппаратный SPI, который может посылать только байты и 16-битные или 32-битные слова.
На следующей осциллограмме передается стандартный кадр SPI из 32 бит, где полезными являются только первые 25, которые реально воспринимаются чипом RTC6715. Остальные 7 импульсов тактов игнорируются.
Для чтения такой подход уже не сработает, поэтому придется использовать метод программного управления портами GPIO (bitbang) для формирования кадра чтения.
Таблица 5. Интервалы времени 3-проводного SPI.
Параметр
min
typ
MAX
Ед.
t1
20
-
-
нс
t2
20
-
-
t3
30
-
-
t4
30
-
-
t5
100
-
-
t6
20
-
-
t7
100
-
-
Примечание: по фронту нарастания SPICLK один бит данных пересылается в регистр сдвига. Уровень SPILE должен быть лог. 0, когда данные передаются в регистр сдвига.
[Режим упрощенного выбора канала]
Когда вывод 7 (SPI_SE) установлен в лог. 0, чип работает в режиме упрощенного выбора канала, при этом уровни логики на выводах корпуса 4 (SPIDATA/CS0), 5 (SPILE/CS1), 6 (SPICLK/CS2)，48 (S) и 8 (BX) используются для выбора канала (см. таблицу 6).
Таблица 6. Выбор канала с помощью сигналов CX0, CX1, CX2, S и BX.
5GHz Band
SPI_SE
Band
BX
S
CS[2:0]
000
001
010
011
100
101
110
111
0
A
0
0
5865M
5845M
5825M
5805M
5785M
5765M
5745M
5725M
0
B
0
1
5733M
5752M
5771M
5790M
5809M
5828M
5847M
5866M
0
E
1
X
5705M
5685M
5665M
5645M
5885M
5905M
5925M
5945M
1
SPI
X
X
Управляющие сигналы 3-проводного SPI
[Режим SPI]
Когда вывод 7 (SPI_SE) установлен в лог. 1 (+3.3V), чип работает в режиме SPI, и выводы корпуса 4 (SPIDATA/CS0), 5 (SPILE/CS1) и 6 (SPICLK/CS2) используются как сигналы 3-проводного последовательного интерфейса программирования.
Адрес 0x00: Synthesizer Register A
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
-
SYN_RF_R_REG[14:0]
5G Default
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
SYN_RF_R_REG [14:0]: значение по умолчанию 5.8 ГГц (0010H). R-counter divider ratio control для RF-синтезатора.
Значение регистра по умолчанию для 5865 МГц: 0x02A05.
Алгоритм расчета (упрощенный, используемый в прошивках):
Для настройки синтезатора используется прямое цифровое преобразование по формуле: Значение_регистра = ( (Частота - 479) / 2 )
Шаги расчета для 5865 МГц:
1. Рассчитываем значение гетеродина с учетом промежуточной частоты:
F_lo = Частота - 479 = 5865 - 479 = 5386 МГц
Делим результат на 2:
F_lo_half = 5386 / 2 = 2693
2. Разбиваем полученное число на компоненты N и A:
N = F_lo_half / 32 (целочисленное деление) A = F_lo_half % 32 (остаток от деления) N = 2693 / 32 = 84 (так как 84 * 32 = 2688) A = 2693 % 32 = 5 (так как 2688 + 5 = 2693)
3. Формируем значение для регистра Synthesizer B (з
начение кодируется по формуле: (N << 7) | A):
N = 84 → в двоичном виде 1010100 A = 5 → в двоичном виде 0000101 (84 << 7) = 10101000000000 (сдвиг на 7 бит влево) (84 << 7) | 5 = 10101000000000 | 0000101 = 10101000000101 10101000000101 в двоичной = 0x2A05 в шестнадцатеричной
Итог: Для настройки на частоту 5865 МГц в регистр 0x01 (Synthesizer Register B) необходимо записать значение 0x02A05.
Примечание о физической формуле синтезатора:
Исходное упоминание формулы FLO = 2*(N*32+A)*(Fosc/R) верно для описания физического принципа работы PLL-синтезатора RTC6715, где:
Fosc — частота кварца (обычно 8 МГц или 12 МГц) R — коэффициент деления опорной частоты
Однако на практике для упрощения программирования используется приведенный выше алгоритм с магическим числом 479, который автоматически учитывает и частоту кварца, и коэффициент умножения, и значение R, избавляя разработчика от сложных расчетов.
Адрес 0x02: Synthesizer Register C
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
AGC_6M[2:0]
AGC_6M5[2:0]
CC_VCO[1:0]
CP_5GLO[2:0]
CP_FT[2:0]
SC_CTL
MOUT[1:0]
PRES_FT[2:0]
Default
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
Значения полей:
Default: FFE44H
AGC_6M[2:0]
Управление АРУ демодулятора звука 6M
AGC_6M5[2:0]
Управление АРУ демодулятора звука 6M5
CC_VCO[1:0]
Управление током VCO
CP_5GLO[2:0]
Управление током буфера 5G VCO
CP_FT[2:0]
Управление током charge pump (от 50uA до 6mA, default=100uA)
SC_CTL
CP current test control
MOUT[1:0]
Многофункциональный выбор выхода (выход делителя RF R, выход прескалера RF, lock in detect)
PRES_FT [2:0]
Управление током tail прескалера (20 ~ 140uA)
Адрес 0x03: Synthesizer Register D
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
-
SYN_C3[2:0]
SYN_CZ[2:0]
SYN_RZ[7:0]
Default
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
Значения полей:
Default: 03980H
SYN_C3[2:0]
Loop filter C3 control
SYN_CZ[2:0]
Loop filter CZ control
SYN_RZ[7:0]
Loop filter RZ control
Адрес 0x04: VCO Switch-Cap Control Register
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
RFVCO_EX_CAP[4:0]
VCO480_EX_CAP[4:0]
VCO6M_EX_CAP[4:0]
VCO6M5_EX_CAP[4:0]
Default
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
Значения полей:
Default: 7ABEFH
RFVCO_EX_CAP[4:0]
Для подстройки RF VCO
480VCO_EX_CAP[4:0]
Для подстройки IF VCO
6MVCO_EX_CAP[4:0]
Для подстройки 6M VCO
6M5VCO_EX_CAP[4:0]
Для подстройки 6M5 VCO
Адрес 0x05: DFC Control Register
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
EN_RECAL
R[5:0]
OK_RF
OK_IF
OK_6M
OK_6M5
VCODFC_OVP[2:0]
DFC480_OVP[2:0]
AUDFC_OVP[2:0]
Default
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
Значения полей:
Default: 7E1D2H
EN_RECAL
R[5:0]
Управление опорной частотой DFC, установлено значение по умолчанию 63
OK_RF
Точная настройка RF VCO
OK_IF
Точная настройка IF VCO
OK_6M
Точная настройка 6M VCO
OK_6M5
Точная настройка 6M5 VCO
VCODFC_OVP[2:0]
Установка RF VCO
DFC480_OVP[2:0]
Установка IF VCO
AUDFC_OVP[2:0]
Установка 6M/6M5 VCO
Адрес 0x06: 6M Audio Demodulator Control Register
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
6M_ICP[5:0]
6M_C3[2:0]
6M_CZ [2:0]
6M_RZ[7:0]
Default
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
Значения полей:
Default: 82408H
6M_ICP[5:0]
Управление током 6M Charge-Pump
6M_C3[2:0]
Подстройка 6M Loop Filter
6M_CZ[2:0]
6M_RZ[7:0]
Адрес 0x07: 6M5 Audio Demodulator Control Register
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
6M5_ICP[5:0]
6M5_C3[2:0]
6M5_CZ [2:0]
6M5_RZ[7:0]
Default
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
Значения полей:
Default: 82408H
6M5_ICP[5:0]
Управление током 6M5 Charge-Pump
6M5_C3[2:0]
Подстройка 6M5 Loop Filter
6M5_CZ[2:0]
6M5_RZ[7:0]
Адрес 0x08: Receiver Control Register 1
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
-
зарезервировано
CP_MIXER[2:0]
IFA_GN[2:0]
VAMP_GN[7:0]
Default
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
Значения полей:
Default: 0FF80H
CP_MIXER[2:0]
Управление током смесителя RF
IFA_GN[2:0]
Управление усилением IFABF
VAMP_GN[7:0]
Управление усилением 2 видео
Адрес 0x09: Receiver Control Register 2
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
IFAF_GN[2:0]
REGBS_VADJ[2:0]
REGIF_VADJ[2:0]
BC[2:0]
RSSI_SQUELCH_D[7:0]
Default
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
Значения полей:
Default: B2007H
IFAF_GN[2:0]
Управление усилением IFAAF
REGBS_VADJ[2:0]
Подстройка опорного напряжения регулятора BS
REGIF_VADJ[2:0]
Подстройка опорного напряжения регулятора IF
BC[2:0]
Подстройка BC
RSSI_SQUELCH_D[7:0]
Управление RSSI и шумоподавителя
Адрес 0x0A: Power Down Control Register
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
Имя
PD_VCLAMP
PD_VAMP
PD_IF_DEMOD
PD_IFAF
PD_RSSI_SQUELCH
PD_REGBS
PD_REGIF
PD_BC
PD_DIV4
PD_5GVCO
5G Default
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
Биты
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
PD_SYN
PD_AU6M
PD_6M
PD_AU6M5
PD_6M5
PD_REG1D8
PD_IFABF
PD_MIXER
PD_DIV80
PD_PLL1D8
5G Default
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
Значения полей:
5GHz Default: 10C13H
PD_VCLAMP
Управление выключением питания Video clamp
PD_VAMP
Управление выключением питания видеоусилителя
PD_IF_DEMOD
Управление выключением питания демодулятора ПЧ
PD_IFAF
Управление выключением питания IFAF
PD_RSSI_SQUELCH
Управление выключением питания RSSI и шумоподавителя
PD_REGBS
Управление выключением питания BS
PD_REGIF
Управление выключением питания регулятора IF
PD_BC
Управление выключением питания BC
PD_DIV4
Управление выключением питания делителя на 4
PD_5GVCO
Управление выключением питания 5G VCO
PD_SYN
Управление выключением питания SYN
PD_AU6M
Управление выключением питания 6M модулятора звука
PD_6M
Управление выключением питания 6M
PD_AU6M5
Управление выключением питания 6M5 модулятора звука
PD_6M5
Управление выключением питания 6M5
PD_REG1D8
Управление выключением питания регулятора 1.8V
PD_IFABF
Управление выключением питания IFABF
PD_MIXER
Управление выключением питания смесителя RF
PD_DIV80
Управление выключением питания делителя на 80
PD_PLL1D8
Управление выключением питания регулятора PLL 1.8V
Адреса 0x0B .. 0x0E: зарезервированы
Адрес 0x0F: State Register
Биты
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Имя
-
STATE[2:0]
Default
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Состояния:
STATE[2:0]
Имя состояния
Описание
000
RESET
Состояние сброса
001
PWRON_CAL
Состояние включения питания
010
STBY
Состояние приостановки (standby)
011
VCO_CAL
Состояние VCO
100 .. 111
Зарезервировано
Рис. 3. Корпус QFN 7X7 мм, 48 выводов.
[Настройка на произвольную частоту]
В проекте [2] есть функция prog_freg, она позволяет запрограммировать RTC6715 на любую частоту диапазона 5.8 ГГц. На входе функция принимает значение в МГц.
