TRASMETTITORE TX-FM 434/868

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1 TRASMETTITORE TX-FM 434/88 Il TX-FM 434/88 è un modulo di trasmissione di dati digitali funzionante contemporaneamente nelle bande 434 e 88 MHz, con modulazione FSK e antenna esterna per applicazioni Low Power Device. Pin-out Connessioni Pin 1 Tx Dati Ingresso dati, con resistenza di ingresso di 50 KΩ minimi Pin 2 GND Connessione di riferimento di massa per l ingresso dati (1) Pin 9 Uscita RF Uscita verso l antenna, impedenza 50 Ω Pin 11 GND Connessione di riferimento di massa per l antenna (1) Pin 13 Vcc Connessione della tensione di alimentazione NOTA 1: Tutte le connessioni GND devono essere collegate esternamente ad un unico piano di massa. Caratteristiche Tecniche Min Tipico Max Unità Note Tensione di alimentazione (Vs) 2,1 3,0 4,0 V (2) (3) Corrente Assorbita ma Fig 2 Corrente Assorbita (Attivazione PLL) 4 5 ma Fig 2 Corrente Assorbita (Power Down) <1 µa Fig 2 Frequenza Portante 1 434, , ,170 MHz Deviazione Frequenza 1 ±20 KHz Frequenza Portante 2 88,20 88,300 88,340 MHz Deviazione Frequenza 2 ±40 KHz Potenza di uscita RF dbm (2) Emissioni RF spurie in antenna -40 dbm (2) Impedenza di uscita RF 50 Ω Frequenza di modulazione 0, KHz Livello logico d ingresso basso 0 0,2 0,5 V (4) Livello logico d ingresso alto 1,5 3,0 5,5 V (4) Tempo di accensione 2,7 2, 2,5 ms (5) () Temperatura di lavoro C (7) Dimensioni 33,0 x 14,1 x 2,5 mm Pag 1 di 10

2 NOTA 2: I valori sono stati ottenuti con il sistema di test mostrato in Fig.1 e alimentazione massima di 4,0V. NOTA 3: I valori minimi e massimi indicati sono determinati dalla tolleranza di costruzione del dispositivo. NOTA 4: Compatibile anche ai livelli di tensione delle famiglie logiche TTL. NOTA 5: Con massima tensione in ingresso dati uguale alla tensione di alimentazione. NOTA : Tempo di accensione del dispositivo dal primo fronte di salita sul pin di ingresso dati, durante questo intervallo i dati non vengono perciò trasmessi. NOTA 7: Il range delle temperature si riferisce al contenimento delle derive termiche entro le specifiche di funzionamento, il dispositivo ha un range di funzionamento assoluto di 40 C +125 C. Le caratteristiche tecniche sono state ottenute utilizzando il seguente sistema di test: Figura 1 - Sistema di test utilizzato Tempistiche del dispositivo Il dispositivo presenta le seguenti tempistiche di attivazione e disattivazione: Figura 2 - Diagramma temporale di attivazione e disattivazione della trasmissione RF Le tempistiche sono diverse a seconda della tensione di alimentazione utilizzata. Si noti come l ingresso dati debba avere la stessa ampiezza della tensione di alimentazione. Pag 2 di 10

3 In tabella 1 sono riportate le tempistiche di attivazione e disattivazione (vedi Fig. 2) in funzione della tensione di alimentazione: Tensione di alimentazione T1 (8) T2 T3 T4 2,1 V 150 µs 2,7 ms 21,0 ms 37 ms 3,0 V 75 µs 2, ms 21,5 ms 41 ms 4,0 V 47 µs 2,5 ms 22,0 ms 49 ms Tabella 1 - tempi di attivazione e disattivazione del dispositivo NOTA 8: T1 prende in considerazione solo il tempo nel quale il segnale dati in ingresso è a livello logico alto, percui nel caso di preamboli ad onda quadra questo intervallo può risultare incrementato dai semiperiodi negativi. Il dispositivo comincia la trasmissione dati in radiofrequenza solo quando sia PDWN che ASK sono a livello logico alto. Nella fase in cui PDWN è alto ma ASK è ancora a livello basso si ha l aggancio del PLL e non si ha trasmissione. ASK diventa alto qualche millisecondo dopo PDWN volontariamente, permettendo cosi al PLL di agganciarsi evitando, in tale fase, di sporcare lo spettro. La trasmissione vera e propria inizia al termine di un tempo T2 dopo la ricezione del primo fronte di salita, perciò i primi bit non vengono trasmessi. In fase di disattivazione prima si abbassa ASK (dopo un tempo T3 dall ultimo fronte di discesa rilevato), ovvero si inibisce la trasmissione pur mantenendo il dispositivo acceso ed il PLL agganciato, dopodiché (dopo un tempo T4) il trasmettitore va nello stato di power down. Le fasi di disattivazione sono volutamente più lunghe in modo tale che anche utilizzando codifiche che hanno lunghe pause tra frame successivi, l integrato rimanga in trasmissione (o comunque con il PLL agganciato), e quindi all arrivo dei nuovi dati questi vengano trasmessi per intero (non vengono perciò persi i primi bit come accade per il primo frame). NOTA: solo il segnale DATI è accessibile attraverso le connessioni del modulo (pin 1); i segnali PWDN e ASK evidenziati nel diagramma temporale (Fig. 2) sono interni al circuito e quindi non disponibili dai pin del dispositivo, sono stati inseriti al solo scopo di rendere più chiare le tempistiche e gli assorbimenti di corrente nelle varie fasi di funzionamento. Pag 3 di 10

4 Utilizzo del dispositivo Al fine di ottenere le prestazioni dettagliate nelle specifiche tecniche e per ottemperare alle condizioni operative che caratterizzano la normativa, il trasmettitore deve essere montato su un circuito stampato tenendo in considerazione quanto segue: Alimentazione: 1. Il trasmettitore deve essere alimentato da una sorgente a bassissima tensione di sicurezza protetta contro i cortocircuiti. Variazioni di tensione massima ammesse: 2,1 4,0 V. 2. Disaccoppiamento, nei pressi del trasmettitore, con condensatore ceramico della capacità minima di pf. Ground: Deve circondare al meglio la zona di saldatura del trasmettitore. Il circuito deve essere realizzato in doppia faccia, con collegamenti passanti sui piani di massa ogni 15 mm circa. Deve essere dimensionato sufficientemente nell area di connessione d antenna, nel caso in cui in tale punto sia applicato lo stilo radiante (consigliata un area di circa 50 mm di raggio). Figura 3 - Layout consigliato per un corretto funzionamento del dispositivo Linea 50 Ω: - Lunghezza: più corta possibile; - Larghezza: 1,8 mm per stampati FR4 spessore 1 mm, 2,9 mm per stampati FR4 spessore 1, mm; - Distanza dalla massa: almeno 2 mm sullo stesso lato, zona di circuito di massa necessaria sul lato opposto. Pag 4 di 10

5 Connessione d antenna: Può essere usata come: - punto di connessione diretta per lo stilo radiante; - punto di connessione per conduttore centrale di un cavo coassiale a 50Ω, assicurandosi che la calza del cavo sia saldata alla massa in un punto vicino. Antenna: Trasmettendo contemporaneamente su due bande sono necessarie due antenne, accordate sulle frequenze 434,15 MHz e 88,30 MHz. Per quanto riguarda l antenna a 88,30 MHz: - può essere costituita da uno stilo realizzato in filo metallico di ottone o rame, lungo 8,5 cm, con diametro di circa 1 mm; - il corpo dell antenna deve essere mantenuto il più dritto possibile e deve essere libero da altri circuiti o corpi metallici nelle immediate vicinanze (consigliati 5 cm di distanza minima); - l antenna può essere utilizzata in modo orizzontale o verticale (quest ultima modalità è fortemente consigliata), purchè il punto di collegamento fra antenna ed uscita trasmettitore sia circondato da un buon piano di massa. Per l antenna a 434,14 MHz, che realizzata con uno stilo dovrebbe avere una lunghezza nominale di 17 cm, si consiglia di utilizzare il modello stilo caricato in base di produzione Aurel, come in Fig. 4 (si vedano relativi Data Sheet ed Application Notes). Figura 4 - Antenna stilo caricata in base consigliata per la frequenza 434,15 MHz L utilizzo di altri modelli, fortemente diversi, non garantisce il superamento delle omologazioni CE. Altra componentistica: - il trasmettitore deve essere mantenuto sufficientemente separato dal resto della componentistica del circuito (almeno 5 mm); - mantenere particolarmente lontani e schermati eventuali microprocessori e relativi circuiti di clock; - non inserire componenti attorno alla linea a 50Ω per una distanza di almeno 5 mm; - se la connessione d antenna è utilizzata per collegare direttamente lo stilo radiante, bisogna mantenere da questo almeno 5 cm di raggio di aria libera, sono sufficienti 5 mm se la connessione d antenna è utilizzata per collegare un cavo coassiale. Pag 5 di 10

6 Normativa di riferimento Il trasmettitore TX-FM 434/88 soddisfa le normative europee EN ed EN con l alimentazione massima di 4,0V. Il prodotto è stato testato secondo la normativa EN 0950 ed è utilizzabile all interno di un apposito contenitore isolato che ne garantisca la rispondenza alla normativa sopra citata. Il trasmettitore deve essere alimentato da una sorgente a bassissima tensione di sicurezza protetta contro i cortocircuiti. L utilizzo del modulo trasmettitore è previsto all interno di contenitori che garantiscano il superamento delle norme EN 1000 non direttamente applicabili al modulo stesso. In particolare è a carico dell utilizzatore curare l isolamento del collegamento dell antenna esterna e dell antenna stessa, in quanto l uscita RF del trasmettitore non è in grado di sopportare direttamente le cariche elettrostatiche previste dalla normativa EN Raccomandazione CEPT Al fine di ottemperare a tale normativa, il dispositivo deve essere utilizzato sulla scala temporale con massimo duty cycle orario dell 1% (equivalente a 3 secondi di utilizzo su 0 minuti orari). L uso del prodotto sul territorio italiano è soggetto alle vigenti regolamentazioni del Codice Postale e delle Telecomunicazioni (art. 334 e successivi). Pag di 10

7 Curve di riferimento In Fig. 5 è riportato l andamento della potenza RF in funzione della tensione di alimentazione. Potenza [dbm] Grafico Alimentazione - Potenza 88 MHz 434 MHz 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Alimentazione [V] Figura 4 - Andamento della potenza RF in funzione della tensione di alimentazione La Fig. riporta i valori della corrente assorbita in funzione della tensione di alimentazione. Le misurazioni sono state eseguite collegando all ingresso dati (pin 1) un onda quadra con tensione picco-picco pari al valore dell alimentazione. 50 Grafico Alimentazione - Corrente Assorbita 45 Corrente [ma] ,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Alimentazione [V] Figura 5 - Andamento della corrente assorbita in funzione della tensione di alimentazione Pag 7 di 10

8 Curve termiche di riferimento Le curve termiche sono state ottenute utilizzando il sistema di test di Fig. 1 con applicato al pin 1 di ingresso dati un onda quadra con tensione picco-picco pari al valore dell alimentazione. In Fig. e Fig. 7 sono riportati gli andamenti della variazione della potenza RF rispetto a quella misurata a 20 C (con alimentazione a 3V) in funzione della temperatura. Grafico Temperatura - Delta Potenza 434 MHz 4 Delta Potenza [dbm] V 3.0V 4.0V Temperatura [ C] Figura - Andamento del delta di potenza RF in funzione della temperatura per la banda 434 MHz Delta Potenza [dbm] Grafico Temperatura - Delta Potenza 88 MHz 2.1V 3.0V 4.0V Temperatura [ C] Figura 7 - Andamento del delta di potenza RF in funzione della temperatura per la banda 88 MHz Pag 8 di 10

9 In Fig. 9 e Fig. 10 sono riportati gli andamenti delle variazioni della frequenza di trasmissione rispetto a quelle misurate a 20 C (con alimentazione a 3V) in funzione della temperatura. Delta Frequenza [KHz] Grafico Temperatura - Delta Frequenza 434 MHz 2.1V 3.0V 4.0V Temperatura [ C] Figura 9 - Andamento del delta di frequenza in funzione della temperatura per la banda 434 MHz Delta Frequenza [KHz] Grafico Temperatura - Delta Frequenza 88 MHz 2.1V 3.0V 4.0V Temperatura [ C] Figura 10 - Andamento del delta di frequenza in funzione della temperatura per la banda 88 MHz Pag 9 di 10

10 In Fig. 11 è riportato l andamento della variazione della corrente assorbita, rispetto a quella misurata a 20 C (alimentazione a 3V), in funzione della temperatura. Delta Corrente [ma] Grafico Temperatura - Delta Corrente 2.1V 3.0V 4.0V Temperatura [ C] Figura 11 - Andamento del delta di corrente assorbita in funzione della temperatura Pag 10 di 10