Atmel ATA5279/ATA5279C天線驅(qū)動器：多天線應用的理想之選

在電子工程領(lǐng)域，設計一個適用于多天線的系統(tǒng)時，選擇合適的天線驅(qū)動器至關(guān)重要。Atmel的ATA5279/ATA5279C天線驅(qū)動器，專為滿足多天線系統(tǒng)的需求而設計。下面，我們就來深入了解這款產(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IC，主要應用于被動進入/啟動（PEG）系統(tǒng)。它具備六個串聯(lián)諧振LF線圈天線連接端口，可驅(qū)動多達六個低頻天線，為鑰匙扣提供喚醒和初始化通道。其輸出信號具有類似正弦波的特性，能實現(xiàn)出色的電磁兼容性（EMC）。

目前未能獲取到Atmel ATA5279主要應用場景的相關(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. 強大的驅(qū)動能力

• 多通道電流驅(qū)動：前三個通道可驅(qū)動高達1A的峰值電流，后三個通道可驅(qū)動高達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

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

  3. 靈活的電流調(diào)節(jié)

  具備20個可選的電流調(diào)節(jié)步驟，可用于場強測量（RSSI），方便工程師根據(jù)實際需求進行調(diào)整。

  4. 可靠的保護機制

  輸出驅(qū)動級具備電氣和熱過載保護功能，可有效防止芯片因過載而損壞，提高系統(tǒng)的可靠性。

  5. 低功耗設計

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

  6. 便捷的接口設計

• SPI接口：便于與微控制器總線連接，實現(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負載，提高系統(tǒng)的運行效率。

  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，適合小型化設計。

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。詳細的引腳功能可參考數(shù)據(jù)手冊中的引腳描述表，在設計電路時，我們需要根據(jù)這些引腳功能進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用場景和特點。

• 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。要進入該模式，需要在NRES引腳上施加至少t (NRES,min) 的負脈沖。
• 空閑模式：從掉電模式喚醒后，芯片進入空閑模式。此時振蕩器運行，控制邏輯等待來自串行接口的命令，輸出驅(qū)動級準備就緒。
• 工作模式：處理線圈驅(qū)動命令時，芯片進入工作模式。與空閑模式相比，電流消耗更高，因為輸出驅(qū)動級和DC - DC轉(zhuǎn)換器都在工作。
• 關(guān)機模式：當檢測到連接故障（如線圈連接線路短路）時，芯片進入關(guān)機模式，以保護自身免受損壞。
• 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)動級禁用，通過SPI命令激活測試結(jié)構(gòu)進行檢測。

  2. 線圈驅(qū)動級

  每個線圈的驅(qū)動級由兩個N溝道DMOS晶體管組成，低側(cè)晶體管采用達林頓配置，以保持源極跟隨特性。驅(qū)動級由三個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，同時對輸出晶體管進行電流和溫度監(jiān)測，以防止損壞。此外，驅(qū)動級還針對信號質(zhì)量進行了優(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)動信號，其幅度取決于測量的線圈電流，頻率來自振蕩器級。輸出信號具有接近電源電壓一半的直流偏移，最大可能幅度與每個電源約有3V的距離。在應用中，根據(jù)選定的線圈電流和線圈阻抗等參數(shù)，可計算出所需的輸出電壓。

  4. 升壓轉(zhuǎn)換器

  線圈驅(qū)動級可由升壓配置的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)換器僅在主動傳輸期間啟用，并對低側(cè)開關(guān)的峰值電流和輸出電壓進行監(jiān)測，以防止超出上限。

  5. 線圈電流檢測

  線圈電流通過外部電流檢測分流電阻，產(chǎn)生與電流相關(guān)的電壓，通過VSHS引腳輸入到IC。通過監(jiān)測該信號的過零事件，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，從而控制輸出信號的幅度。

  6. 診斷功能

  該功能可連續(xù)監(jiān)測六個線圈的正負連接線路，當檢測到短路、開路或過熱等故障時，會采取相應的保護措施，如關(guān)閉所有功率級、斷開分流電阻與線圈返回線路的連接、存儲故障原因并觸發(fā)中斷請求。此外，還可通過SPI命令對所有連接的線圈線路進行診斷，方便維護和故障排查。

  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)實際需求進行配置。在使用時，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)部電源電壓啟動和諧振器頻率穩(wěn)定。

  8. 命令緩沖區(qū)

  這是一個FIFO類型的緩沖區(qū)，位于SPI和調(diào)制器級之間，可存儲多達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)動相關(guān)的命令和數(shù)據(jù)，減少CPU和總線負載。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)動器與微控制器的獨立性。

  9. 控制邏輯

  控制邏輯負責處理來自SPI的所有信息，控制功率級，并收集和評估診斷信息。它包括調(diào)制器級、狀態(tài)監(jiān)測器等部分，可實現(xiàn)對線圈驅(qū)動的精確控制和故障處理。

五、應用建議

1. 典型應用電路

數(shù)據(jù)手冊中提供了Atmel ATA5279的典型應用電路圖和物料清單（BOM）。在設計電路時，需要根據(jù)實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. 應用提示

在應用過程中，需要注意一些重要的方面，如電路設計、元器件選擇和熱考慮等。可參考相關(guān)的應用筆記，如ATAN0003_ATA5279_Application_Hints和LF Antenna Driver ATA5279C Thermal Considerations and PCB Design Suggestions，以獲取更詳細的指導。

六、參數(shù)規(guī)格

1. 絕對最大額定值

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，必須確保芯片的工作條件不超過這些額定值，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）用于評估芯片的散熱性能，溫度范圍規(guī)定了芯片的工作和存儲溫度范圍。在設計散熱系統(tǒng)時，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)動級參數(shù)等。這些參數(shù)對于評估芯片的性能和進行電路設計非常重要。

七、總結(jié)

Atmel ATA5279/ATA5279C天線驅(qū)動器以其強大的驅(qū)動能力、豐富的功能和良好的性能，為多天線系統(tǒng)的設計提供了一個優(yōu)秀的解決方案。在實際應用中，電子工程師需要根據(jù)具體的需求和設計要求，合理選擇和使用該芯片，并注意相關(guān)的應用建議和參數(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程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨特的設計思路呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。