LT1328 4Mbps IrDA 赤外線レシーバ 特長 概要 ■ LT®1328は、最大4MbpsのIrDA®データ･レートに対応し、 シャープASKやTVリモコンなどの変調方法をサポート するフォトダイオード･レシーバです。LT1328 MSOPは、 不要な低周波数干渉を除去して、外部フォトダイオード からの電流パルスをデジタルTTL出力に変換するのに必 要な回路をすべて内蔵しています。LT1328と5個の外付 け部品で、IrDA対応レシーバを構成できます。 ■ ■ ■ ■ ■ SIR、FIRおよび4ppm互換 低周波周囲雑音除去ループ 消費電流：2mA 8ピンMSOPおよびSOパッケージ 5V単一電源動作 高周波数ノイズ除去（オプション） アプリケーション ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ LT1328の電源条件は、単一5 V電源と2 mAの消費電流だ けです。内部ハイパス･フィルタリングは、太陽光線、白熱 灯、蛍光灯などの干渉信号を減衰させ、ピン7で低速また は高速データ･レートを選択できます。LT1328は、使いや すく柔軟性に優れているので、多くのフォトダイオード･ レシーバ･アプリケーションに最適なソリューションで す。LT1328はSO-8およびサイズ要求の厳しいアプリケー ション用の小型MSOPで供給されます。 IrDAアプリケーション シャープ/ニュートン TVリモコン 非接触テレメトリ 写真フラッシュ用ワイヤレス･スレーブ キーレス･エントリ 光データ転送 赤外線ホーム･コントロール･システム 、LTC、LTはリニアテクノロジー社の登録商標です。 IrDAはInfrared Data Associationの登録商標です。 標準的応用例 IrDAレシーバ C6 1000pF LT1328 1 LIGHT IN TEMIC BPV22NF D1 2 C1 10nF C4 330pF IN VBIAS FILTER MODE 3 FILTER VCC SWITCH 4 DATA GND IrDAトランスミッタ VCC HIGH: SIR LOW: FIR AND 4ppm (OPTIONAL) C5 4.7µF 7 OPTIONAL SHUTDOWN CIRCUIT 6 TP0610L* R1 100Ω 8 5 TTL DATA OUT 5V 5V C2 4.7µF ENABLE *SILICONIX 1328 TA01 5-42 TRANSMIT INPUT R2 10k *HEWLETT PACKARD D2 HSDL-4220* R3 3.9Ω 1/2W Q3 2N7002 1328 TA02 LT1328 絶対最大定格 全電源電圧（GNDに対するVCC）.................................6V 差動電圧（任意の2ピン間）..........................................6V 動作温度範囲 ................................................. 0℃∼70℃ 規定温度範囲 ................................................. 0℃∼70℃ 最大接合部温度 ..................................................... 150℃ 保存温度範囲 ......................................... −65℃∼150℃ リード温度（半田付け、10秒）............................... 300℃ パッケージ/発注情報 ORDER PART NUMBER TOP VIEW IN FILTER FILTER SWITCH GND 1 2 3 4 8 7 6 5 VBIAS MODE VCC DATA MS8 PACKAGE 8-LEAD PLASTIC MSOP LT1328CMS8 MS8 PART MARKING TJMAX = 150°C, θJA = 250°C/ W ORDER PART NUMBER TOP VIEW IN 1 8 VBIAS FILTER 2 FILTER 3 SWITCH GND 4 7 MODE LT1328CS8 6 VCC 5 DATA S8 PART MARKING S8 PACKAGE 8-LEAD PLASTIC SO LTBG 1328 TJMAX = 150°C, θJA = 190°C/ W インダストリアルおよびミリタリ･グレードに関してはお問い合わせください。 5 電気的特性 特に注記がない限り、VCC＝5V、VGND＝0V、VMODE＝2V （Note 1） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS ITH(MIN) Current Out of Pin 1 (SIR), Pulse Width 1.6µs, Period 8.7µs Current Out of Pin 1 (FIR, 4ppm), Pulse Width 125ns, Period 500ns Minimum Input Current Pulse MIN MAX UNITS 200 nA 600 nA 30 mA 1000 µA IPD Maximum Input Current Current Out of Pin 1 IREJECT Maximum Low Frequency Input Current DC to 120Hz, Current Out of Pin 1 IS Supply Current No Input Signal VS Operating Supply Voltage ● 4.5 5.5 V VIN Bias Voltage on Pin 1 No Input Signal ● 1.0 1.5 2.0 V VBIAS Bias Voltage on Pin 8 No Input Signal ● 1.0 1.5 2.0 V VLT Quiescent Voltage on Pin 2 No Input Signal ● 1.0 1.5 VTHL Switch Logic Level Low Pin 7 ● VTHH Switch Logic Level High Pin 7 ● VOL Comparator Output Low Voltage On Pin 5, 800µA Sink Current ● VOH Comparator Output High Voltage On Pin 5, 50µA Source Current ● ●は0℃ ≤ TA ≤ 70℃の全動作温度範囲の規格値を意味する。 ● 15 TYP 2 ● 3 2.0 V 0.8 V 2.0 V 0.4 4.0 mA 4.3 0.5 V V Note 1：MS8パッケージ･デバイスは、コマーシャル温度範囲の仕様に適合する ように設計されているが、0℃ではテストされていない。 5-43 LT1328 標準的性能特性 ピン1の電圧の変化と 電源電圧 電源電流と電源電圧 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 SUPPLY VOLTAGE (V) 9 IPIN1 = 0nA TA = 25°C 2 0 –2 –4 10 OUTPUT PULSE WIDTH 100 (%) INPUT PULSE WIDTH CHANGE IN VOLTAGE ON PIN 1 (mV) SUPPLY CURRENT (mA) 200 4 IPIN1 = 0nA VPIN7 = 0V TA = 25°C 0 出力パルス幅の変化と 入力電流振幅 2 1 0 3 4 5 6 7 8 SUPPLY VOLTAGE (V) 1328 G01 1 100 1000 10 INPUT CURRENT (µA) 10 200 CHANGE IN VOLTAGE ON PIN 1 (mV) VS = 5V VFILT = 10nF VBIAS = 1000pF PULSE PERIOD = 8.7µs 150 IPIN1 = 150nA TO 3mA 100 IPIN1 > 3mA TO 10mA 50 CURRENT SINKING FROM PIN 1 100 VS = 5V TA = 25°C 0 –10 CURRENT SOURCING FROM PIN 1 –20 –30 – 40 3 30 10 INPUT DUTY CYCLE (%) 1 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 CURRENT (PIN 1) (µA) 1328 G05 1328 G04 ピン2の電圧の変化と電流 ピーク干渉電流と周波数 1000 VS = 5V TA = 25°C 1.5 1.0 SOURCING CURRENT 0.5 0 SINKING CURRENT – 0.5 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 CURRENT (PIN 1) (µA) 1328 G06 5-44 PEAK INPUT CURRENT AMPLITUDE (µA) CHANGE IN VOLTAGE ON PIN 2 (V) 2.0 VS = 5V CBIAS = 1000pF CURRENT IS SOURCED OUT OF PIN 1 100 CFILT = 330pF 10 CFILT = 10nF 1 0.1 0.01 10000 1328 G03 ピン1の電圧の変化と電流 250 OUTPUT PULSE WIDTH 100 (%) INPUT PULSE WIDTH 50 1328 G02 出力パルス幅の変化と 入力デューティ･サイクル 0 100 0 0.1 10 9 150 VS = 5V VFILT = 10nF VBIAS = 1000pF FOR INPUT PULSE WIDTHS OF 8.6µs TO 0.22µs PULSE PERIOD = 8.7µs AREA OF SIGNAL REJECTION 0.1 10 1 FREQUENCY (kHz) 100 1000 1328 G07 LT1328 ピン機能 IN（ピン1）：このピンはフォトダイオードのカソードに 接続します。これはプリアンプの入力であり、DCサー ボの出力によって1.5Vに保持されます。このピンで1.5V を維持するために、DCサーボはこのピンに最大2mAの ソースか、40µAのシンク能力があります。 GND（ピン4）：グランド。 DATA（ピン5）：コンパレータのTTL出力。このピンが TTLの“L”ならば、フォトダイオードが光のパルスを受 信したことを示します。光信号とノイズがDCサーボの 減衰帯域以下の場合、このピンは“H”のままです。 FILTER （ピン2） ：このピンからグランドにコンデンサを接 続します。 コンデンサの値によって周波数の帯域が設定さ れ、サーボによって減衰されます。ポールは式f＝25/ （2π • 60k • C） によって設定されます。 高速のデータ･レート （FIRお よび4ppm） での動作時には、 330pFのコンデンサでフォトダ イオード信号を200kHz以下まで減衰させます。 VCC （ピン6）：5V電源。ピン6からグランドに、可能な 限りピンに近づけてバイパス･コンデンサ（4.7µF）を接続 することを推奨します。 MODE（ピン7）：このピンをTTLの “H” にすると、 ピン3の オープン･コレクタがグランドに切り替わります。 これは低 周波数データ･レートの場合に予備の容量の切替えを行う オプションです。このピンを使用しない場合は、最も低い データ･レートに合わせてコンデンサ （C4） を選択してくだ さい （IrDAの場合には、 C4＝10nF） 。 FILTER SWITCH（ピン3）：トランジスタ･スイッチのコレ クタ。 MODEスイッチ （ピン7） がTTLの “H” の場合、 このピン はグランドに切り替えられます。 このピンを使用して、 低速 データ･レート （SIR） の場合にフィルタ･コンデンサ値を増 やします。 ピン2からピン3に10nFのコンデンサを接続する と、 SIRの場合にハイパス周波数が6.6kHzまで低下します。 VBIAS（ピン8）：このピンからグランドに1000pFのコン デンサが必要です。 5 ブロック図 VCC RFB 50k VBIAS 1.5V 8 C6 1000pF 1 IN PREAMP D1 PHOTODIODE TEMIC BPV22NF BIAS RIN 2k FILTER MODE 7 VCC 6 HIGH: SIR LOW: FIR AND 4ppm DC SERVO + 2 C4 330pF C1 10nF 3 FILTER FILTER SWITCH gm 60k 5V – C2 4.7µF 4 GND – COMPARATOR DATA 5 + 1328 BD 図1. LT1328ブロック図 5-45 LT1328 アプリケーション情報 LT1328は低ノイズ、高速、高利得の赤外線レシーバで、 ポ ー タ ブ ル ･コ ン ピ ュ ー タ 、PDA、デ ス ク ト ッ プ ･コ ン ピュータ、および周辺機器との間で簡単にIR通信が行え るよう設計されています。レシーバは赤外線フォトダイ オード（通常はTemic社のBPV22NF）からフォトダイオー ド電流を受け取って、電流−電圧変換を実行します。図1 にLT1328のブロック図を示します。フォトダイオード電 流は、帰還抵抗RFBによって電圧に変換されます。プリア ンプのDCレベルは、相互コンダクタンス･アンプgmの サーボ動作によってVBIASに保持されます。サーボ動作は 周波数をRgm、CFILTポール以下に抑えるだけです。 が低い（115kbps以下）場合、ピン7をTTLの“H”に設定して ピン3を接地し、ピン2と3の間にコンデンサを追加してブ レーク周波数を低下させなければなりません。 10nFのコン デンサで6.6kHzのコーナー周波数が生成されます。 プリア ンプ/gmアンプから送られる信号によって、コンパレータ 出力の振幅が小さくなります。 図1に示すLT1328回路の性能は、規定の光レベルでIrDA 規格の1cm∼1mの範囲で達成されます。IrDAデータ･ レートが115kbps以下の場合、ロジック “0”には1.6µsのパ ルス幅を使用し、ロジック“1”はパルスなしです。光レ ベルは40mW/SRから500mW/SRです。 このハイパス･フィルタリングによって、 太陽光線、 白熱灯 や蛍光灯などの干渉信号を減衰させます。データ･レート 図2にトランスミッタ入力（下側のトレース）とLT1328出 が高い場合、 より高い周波数をカバーするために除去帯域 力（上側のトレース）のスコープ写真を示します。トラン を拡張できます （ピン7が “L” ） 。 このオプションを使用しな スミッタへの入力が反転される、すなわち入力の“H”は い場合は、 ピン7を接地し、 ピン3を開放します。 フィルタの 光が送信された状態で、これはトランスミッタの出力 除去帯域は、 最も低いデータ･レートによって決まります。 （ ピ ン 5）で は ゼ ロ に な る こ と に 注 意 し て く だ さ い 。 IrDA （SIR、FIRおよび4 ppm） の場合はC4＝10nFになります。 MODEピン（ピン7）は、これらのデータ･レートでは“H” ハイパス･フィルタのブレーク･ポイントは、 ピン2からグラ でなければなりません。 ンドに接続したコンデンサでf （Hz） ＝25/ （2π • Rgm • C） に設 IrDA規格の第2の高速層は576kbpsと1.152Mbpsデータ･ 定されます。ただし、Rgm＝60kです。図1に示す330pFのコ ンデンサは、 200kHzのコーナー周波数を設定し、 115kbps以 レートに対応しています。ロジック“0”にはビット･イン 上のデータ･レートに対して使用されます。 データ･レート ターバルの1/4のパルス幅を使用し、 ロジック“1”はパルス NRZ DATA 0 1 0 0 1 1 0 1 0 IrDA-SIR HIGH = LIGHT TRANSMITTED 1328 F02a DATA RATES: 2400BAUD TO 115kbps BIT INTERVAL: 417µs TO 8.7µs PULSE WIDTH: 3/16 OF INTERVAL OR 1.63µs IrDA-SIR (1m) IrDA-SIR (1cm) RECEIVER OUTPUT RECEIVER OUTPUT TRANSMITTER INPUT TRANSMITTER INPUT 図2. IrDA-SIR変調 5-46 LT1328 アプリケーション情報 なしです。たとえば、1.152Mbpsのレートでは、 870nsのビッ ト･タイムに217nsのパルスを使用します。光レベルは、 1cm∼1mの範囲で100mW/SRから500mW/SRです。送信さ れた入力とLT1328の出力の写真を図3に示します。 LT1328 の出力パルス幅は、1.152Mbpsでは上記のすべての条件で 800ns以下になります。これらのデータ･レートまたはそれ 以上の場合は、 ピン7を “L” に保持しなければなりません。 最後のIrDAエンコーディング方法は4Mbps用で、パルス 位置変調を使用しているので、4ppmという名前が付け られています。500nsのインターバル内の4つの位置の1 つで125ns幅のパルスの場所によって、2ビットがエン コードされます（2ビット • 1/500ns＝4Mbps）。範囲と入 力レベルは1.152Mbpsの場合と同じです。図4にLT1328 によるこの変調の再生を示します。 NRZ DATA 0 1 0 0 1 1 0 1 0 IrDA-FIR HIGH = LIGHT TRANSMITTED 1328 F03a DATA RATES: FIXED AT 1.15Mbps BIT INTERVAL: 870ns PULSE WIDTH: 1/4 OF INTERVAL OR 217ns IrDA-FIR (1m) IrDA-FIR (1cm) RECEIVER OUTPUT RECEIVER OUTPUT 5 TRANSMITTER INPUT TRANSMITTER INPUT 図3. IrDA-FIR変調 DATA BIT PAIR 00 01 10 11 4ppm DATA SYMBOL 1000 0100 0010 0001 NRZ DATA 0 1 0 0 1 1 0 1 0 IrDA 4ppm HIGH = LIGHT TRANSMITTED 1328 F04a DATA RATES: FIXED AT 4Mbps BIT INTERVAL: 500ns PULSE WIDTH: 1/4 OF INTERVAL OR 125ns IrDA-4ppm(1m) IrDA-4ppm (1cm) RECEIVER OUTPUT RECEIVER OUTPUT TRANSMITTER INPUT TRANSMITTER INPUT 図4. IrDA-4ppm 5-47 LT1328 アプリケーション情報 長い範囲が必要ない場合は、非変調のNRZ（非ゼロ復帰） データを使って、非常に単純なIRリンクを作成できま す。この回路を図5に示します。ここでは、BER（ビッ ト･エラー･レート）トランスミッタおよびレシーバを使 用して、375kbpsのデータ･レートでデータ･リンクのエ ラー･レートをテストします。NRZデータは連続「1」の データを長く拡張できるので、LT1328のフォトダイ オード･レシーバの低周波コーナーを14Hzに設定して、 パルストップ歪みを防止します。 5V C5 4.7µF R1 100Ω R2 10k これを行うには、C1を4.7µFにしてください。標準IrDASIRレシーバからの変更はこの部分だけです。追加処理 なしで、LT1328で提供される範囲を超えた60.96cmの範 囲（ビット･エラー･レートが1/108以下で）を達成可能で す。注意：非変調データを使用するときは、LEDトラン スミッタで100 %のデューティ･サイクルを得ることがで きるので、LEDが処理可能かどうか確認してください。 24" D2 HSDL 4220 R3 3.9Ω 1/2W D1 TEMIC BPV22NF NC Q3 2N7002 C4 4.7µF 1 8 2 7 3 4 LT1328 C6 1000pF 6 C2 4.7µF 5 BIT ERROR RATE TRANSMITTER/RECEIVER 375bps NRZ DATA OUT IN 図5. 単純なNRZデータ･リンク 5-48 1328 F05 5V LT1328 アプリケーション情報 前述の方法には欠点が1つあります。ハイパス周波数を 14Hzまで下げると、通常は優れた性能を発揮するライン 動作の光源に対するLT1328の周囲光除去機能が無効に なります。データを非常に単純かつ安価な方法で変調す ることにより、この周囲光除去機能を維持することがで きます。NRZデータを使って、トランスミッタをドライブ する前に3MHzの方形波をゲート制御します。LT1328が FIR-4ppmモードの場合（帯域幅が1MHz∼4MHz）、3MHz 信号を受信します。これによって、低周波数応答が不要と なり、変更なしでLT1328をFIRレシーバとして構成する ことができます。FIR/4ppmモードでは、ラインで動作す る 電 球 だ け で な く 、ア ク テ ィ ブ ･バ ラ ス ト の 蛍 光 灯 （40kHz∼100kHz）の除去でもLT1328は優れた性能を発 揮します。データは、LT1328の出力にある2段の再トリガ 可能なワンショットで復元されます。最初のワンショッ ト･パルスの長さは80nsに設定され、エッジ検出器として 動作し、2番目のワンショット･パルスの長さは、シンボル 期間のすぐ下の2.3µsに設定されます。この変調により、 範囲を76.2cm以上まで拡張してもビット･エラー･レート を1/108以下に維持できます。 5V > 30" D2 HSDL 4220 C5 4.7µF D1 TEMIC BPV22NF R3 3.9Ω 1/2W R1 100Ω NC C4 100pF R5 46.4k 1% C8 100pF 2 1 2 7 LT1328 3 C6 1000pF 6 4 C2 4.7µF 5 375bps NRZ DATA OUT 5V C7 10pF 15 1/2 74LS123 13 10 5 14 1 11 5 IN R4 5k 1% 5V 7 6 BIT ERROR RATE TRANSMITTER/RECEIVER 3 8 Q3 2N7002 R2 10k 74LS00 1 1/2 74LS123 2 3 9 3MHz 1328 F06 図6. 低周波数ノイズ除去が改善された単純なデータ･リンク 標準的応用例 写真フラッシュ用ワイヤレス･スレーブ R1 100Ω LIGHT FROM MASTER FLASH D1 HAMAMATSU S4797-01 C4 330pF NC 1 8 2 7 3 4 LT1328 TO HOT SHOE OF SLAVE FLASH NC 5V NC 6 R2 1k 5 R3 10k Q1 MPS2907A D2 1N4148 C2 4.7µF R5 1k Q2 MPSA42 C5 0.1µF D3 MUR 160524 R4 10k 1328 TA05 5-49 5-50 Q1 VN2222 VIN 20V TO 400V R3 16Ω R1 1M R4 51k R6 75k R5 1M C3 1µF 6 5 4 3 – + 2 7 1 LTC1440 D4 5.6V 8 ALL RESISTORS 1%, 1/4W UNLESS OTHERWISE NOTED C5 1µF FILM R2 6.2M SET INPUT VOLTAGE TO 200V, ATTACH FREQUENCY COUNTER TO PIN 8 OF LTC1440 AND ADJUST R1 FOR 200Hz R7 50k 5W C8 0.01µF D3 1N4148 + R8 2k 13 12 10 9 1 2 C9 10µF 74HC86 7 11 8 3 C7 220pF NC 5 4 14 非接触電圧計 6 D2 HSDL-4220 RANGE: 6 FT Q2 VN2222 R9 16Ω D1 TEMIC BPV22NF FREQUENCY COUNTER 1Hz = 1V C4 330pF NC 3 2 5V 14 1 4 3 2 1 1/2 LS221 C10 10nF LT1328 1328 TA06 13 15 R10 20k 5 6 7 8 + 5V C2 4.7µF 5V C6 1000pF LT1328 標準的応用例 LT1328 標準的応用例 IrDAレシーバ IrDAトランスミッタ C6 1000pF LT1328 1 D1 BPV22NF* C1 10nF *TEMIC 2 IN SHDN FILTER MODE 3 FILTER VCC SWITCH 4 GND DATA VCC JP1 1 2 3 8 7 E2 MODE 6 R1 100Ω 5% E3 VCC 5 C4 330pF C5 4.7µF VCC E4 DATA C2 4.7µF E6 TRANS R2 10k 5% E1 GND 1328 TA03 D2 HSDL-4220* R3 3.9Ω 1/2W Q1 2N7002 E5 GND *HEWLETT PACKARD 1328 TA04 関連製品 PART NUMBER DESCRIPTION COMMENTS LT1016 UltraFastTM Precision Comparator 10ns Prop Delay LT1116 Single Supply, Ground Sensing Comparator 12ns Prop Delay LT1319 Multiple Modulation Standard Infrared Receiver Supports IrDA, SIR and FIR, Sharp/Newton and TV Remote LT1361 Dual 4mA, 50MHz, 800V/µs Op Amp C-LoadTM Op Amp Stable with All Capacitive Loads UltraFast and C-Load are trademarks of Linear Technology Corporation. 5-51 5 NOTES 5-52
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