Atmel ATA5279/ATA5279C天線驅(qū)動(dòng)器：多天線應(yīng)用的理想之選

在電子工程領(lǐng)域，設(shè)計(jì)一個(gè)適用于多天線的系統(tǒng)時(shí)，選擇合適的天線驅(qū)動(dòng)器至關(guān)重要。Atmel的ATA5279/ATA5279C天線驅(qū)動(dòng)器，專為滿足多天線系統(tǒng)的需求而設(shè)計(jì)。下面，我們就來(lái)深入了解這款產(chǎn)品。

文件下載：ATA5279C-WGQW.pdf

一、產(chǎn)品概述

Atmel ATA5279是一款用于低頻（LF）線圈的驅(qū)動(dòng)IC，主要應(yīng)用于被動(dòng)進(jìn)入/啟動(dòng)（PEG）系統(tǒng)。它具備六個(gè)串聯(lián)諧振LF線圈天線連接端口，可驅(qū)動(dòng)多達(dá)六個(gè)低頻天線，為鑰匙扣提供喚醒和初始化通道。其輸出信號(hào)具有類似正弦波的特性，能實(shí)現(xiàn)出色的電磁兼容性（EMC）。

目前未能獲取到Atmel ATA5279主要應(yīng)用場(chǎng)景的相關(guān)內(nèi)容，后續(xù)你可再次發(fā)起查詢。我們接著看該產(chǎn)品其他特性。

二、產(chǎn)品特性

1. 強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力

• 多通道電流驅(qū)動(dòng)：前三個(gè)通道可驅(qū)動(dòng)高達(dá)1A的峰值電流，后三個(gè)通道可驅(qū)動(dòng)高達(dá)700mA的峰值電流，且在很大程度上不受電池電壓的影響。
• 數(shù)據(jù)調(diào)制：支持高達(dá)5.7Kbit/s（曼徹斯特編碼）的開關(guān)鍵控（OOK）數(shù)據(jù)調(diào)制。

  2. 優(yōu)秀的EMC性能

  輸出信號(hào)類似正弦波，這種特性有助于減少電磁干擾，提高整個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容性。

  3. 靈活的電流調(diào)節(jié)

  具備20個(gè)可選的電流調(diào)節(jié)步驟，可用于場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量（RSSI），方便工程師根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。

  4. 可靠的保護(hù)機(jī)制

  輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)具備電氣和熱過(guò)載保護(hù)功能，可有效防止芯片因過(guò)載而損壞，提高系統(tǒng)的可靠性。

  5. 低功耗設(shè)計(jì)

  掉電電流消耗極低，有助于降低系統(tǒng)的整體功耗，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

  6. 便捷的接口設(shè)計(jì)

• SPI接口：便于與微控制器總線連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸和控制。
• LF數(shù)據(jù)緩沖區(qū)：可在數(shù)據(jù)傳輸期間最小化微控制器的CPU負(fù)載，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

  7. 小封裝尺寸

  采用QFN48封裝，尺寸僅為7mm×7mm，節(jié)省電路板空間，適合小型化設(shè)計(jì)。

三、引腳配置

ATA5279采用QFN48封裝，其引腳配置豐富且合理。不同的引腳具有不同的功能，如電源引腳、信號(hào)輸入輸出引腳、振蕩器引腳等。例如，VCC為模擬5V穩(wěn)定電容連接引腳，VS為電池供電引腳，S_CS為SPI芯片選擇引腳等。詳細(xì)的引腳功能可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)中的引腳描述表，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們需要根據(jù)這些引腳功能進(jìn)行合理的連接和布局。

四、功能描述

1. 工作模式

ATA5279具有五種工作模式，每種模式都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和特點(diǎn)。

• 掉電模式：芯片上電后處于此模式，內(nèi)部電路不工作，功耗最低。要進(jìn)入該模式，需要在NRES引腳上施加至少t (NRES,min) 的負(fù)脈沖。
• 空閑模式：從掉電模式喚醒后，芯片進(jìn)入空閑模式。此時(shí)振蕩器運(yùn)行，控制邏輯等待來(lái)自串行接口的命令，輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)準(zhǔn)備就緒。
• 工作模式：處理線圈驅(qū)動(dòng)命令時(shí)，芯片進(jìn)入工作模式。與空閑模式相比，電流消耗更高，因?yàn)檩敵鲵?qū)動(dòng)級(jí)和DC - DC轉(zhuǎn)換器都在工作。
• 關(guān)機(jī)模式：當(dāng)檢測(cè)到連接故障（如線圈連接線路短路）時(shí)，芯片進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，以保護(hù)自身免受損壞。
• 診斷模式：用于檢查線圈連接線路是否存在故障。在該模式下，輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)禁用，通過(guò)SPI命令激活測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。

  2. 線圈驅(qū)動(dòng)級(jí)

  每個(gè)線圈的驅(qū)動(dòng)級(jí)由兩個(gè)N溝道DMOS晶體管組成，低側(cè)晶體管采用達(dá)林頓配置，以保持源極跟隨特性。驅(qū)動(dòng)級(jí)由三個(gè)VDS引腳供電，內(nèi)部相互連接。在空閑狀態(tài)下，靜態(tài)電流調(diào)節(jié)可確保低交叉電流，同時(shí)對(duì)輸出晶體管進(jìn)行電流和溫度監(jiān)測(cè)，以防止損壞。此外，驅(qū)動(dòng)級(jí)還針對(duì)信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行了優(yōu)化，以確保低諧波失真。

  3. 正弦波發(fā)生器

  內(nèi)部生成的正弦波線圈驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其幅度取決于測(cè)量的線圈電流，頻率來(lái)自振蕩器級(jí)。輸出信號(hào)具有接近電源電壓一半的直流偏移，最大可能幅度與每個(gè)電源約有3V的距離。在應(yīng)用中，根據(jù)選定的線圈電流和線圈阻抗等參數(shù)，可計(jì)算出所需的輸出電壓。

  4. 升壓轉(zhuǎn)換器

  線圈驅(qū)動(dòng)級(jí)可由升壓配置的DC - DC轉(zhuǎn)換器供電。與外部的扼流圈、續(xù)流二極管和電容器配合使用，可將電池電壓提升到所需值。轉(zhuǎn)換器僅在主動(dòng)傳輸期間啟用，并對(duì)低側(cè)開關(guān)的峰值電流和輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以防止超出上限。

  5. 線圈電流檢測(cè)

  線圈電流通過(guò)外部電流檢測(cè)分流電阻，產(chǎn)生與電流相關(guān)的電壓，通過(guò)VSHS引腳輸入到IC。通過(guò)監(jiān)測(cè)該信號(hào)的過(guò)零事件，可確定線圈電流的相位，并采樣正峰值。根據(jù)采樣結(jié)果，調(diào)節(jié)積分電容上的電壓，從而控制輸出信號(hào)的幅度。

  6. 診斷功能

  該功能可連續(xù)監(jiān)測(cè)六個(gè)線圈的正負(fù)連接線路，當(dāng)檢測(cè)到短路、開路或過(guò)熱等故障時(shí)，會(huì)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如關(guān)閉所有功率級(jí)、斷開分流電阻與線圈返回線路的連接、存儲(chǔ)故障原因并觸發(fā)中斷請(qǐng)求。此外，還可通過(guò)SPI命令對(duì)所有連接的線圈線路進(jìn)行診斷，方便維護(hù)和故障排查。

  7. SPI接口

  SPI接口用于選擇所需的線圈及其電流、向IC提供LF數(shù)據(jù)、選擇和啟動(dòng)LF傳輸以及讀取狀態(tài)信息。它具有四種不同的操作模式，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配置。在使用時(shí)，需要注意從掉電模式喚醒后，發(fā)送SPI命令前需要等待200ps，以確保內(nèi)部電源電壓?jiǎn)?dòng)和諧振器頻率穩(wěn)定。

  8. 命令緩沖區(qū)

  這是一個(gè)FIFO類型的緩沖區(qū)，位于SPI和調(diào)制器級(jí)之間，可存儲(chǔ)多達(dá)128位的數(shù)據(jù)。微控制器可以以全SPI速度寫入與線圈驅(qū)動(dòng)相關(guān)的命令和數(shù)據(jù)，減少CPU和總線負(fù)載。在數(shù)據(jù)調(diào)制期間，緩沖區(qū)也可繼續(xù)填充數(shù)據(jù)，提高線圈驅(qū)動(dòng)器與微控制器的獨(dú)立性。

  9. 控制邏輯

  控制邏輯負(fù)責(zé)處理來(lái)自SPI的所有信息，控制功率級(jí)，并收集和評(píng)估診斷信息。它包括調(diào)制器級(jí)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)器等部分，可實(shí)現(xiàn)對(duì)線圈驅(qū)動(dòng)的精確控制和故障處理。

五、應(yīng)用建議

1. 典型應(yīng)用電路

數(shù)據(jù)手冊(cè)中提供了Atmel ATA5279的典型應(yīng)用電路圖和物料清單（BOM）。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的元器件，并注意電路的布局和布線，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

2. 應(yīng)用提示

在應(yīng)用過(guò)程中，需要注意一些重要的方面，如電路設(shè)計(jì)、元器件選擇和熱考慮等?？蓞⒖枷嚓P(guān)的應(yīng)用筆記，如ATAN0003_ATA5279_Application_Hints和LF Antenna Driver ATA5279C Thermal Considerations and PCB Design Suggestions，以獲取更詳細(xì)的指導(dǎo)。

六、參數(shù)規(guī)格

1. 絕對(duì)最大額定值

規(guī)定了芯片在各種引腳和參數(shù)下的最大承受范圍，如電壓范圍、電流范圍等。在使用時(shí)，必須確保芯片的工作條件不超過(guò)這些額定值，以避免損壞芯片。

2. 熱阻和溫度范圍

熱阻參數(shù)（如R thJC和R thJA）用于評(píng)估芯片的散熱性能，溫度范圍規(guī)定了芯片的工作和存儲(chǔ)溫度范圍。在設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)，需要考慮這些參數(shù)，以確保芯片在合適的溫度環(huán)境下工作。

3. 功能參數(shù)

詳細(xì)列出了芯片在不同工作條件下的各種功能參數(shù)，如電源參數(shù)、振蕩器參數(shù)、驅(qū)動(dòng)級(jí)參數(shù)等。這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估芯片的性能和進(jìn)行電路設(shè)計(jì)非常重要。

七、總結(jié)

Atmel ATA5279/ATA5279C天線驅(qū)動(dòng)器以其強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力、豐富的功能和良好的性能，為多天線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師需要根據(jù)具體的需求和設(shè)計(jì)要求，合理選擇和使用該芯片，并注意相關(guān)的應(yīng)用建議和參數(shù)規(guī)格，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用這款芯片的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。