LT1328 - 4Mbps IrDA赤外線レシーバ - リニアテクノロジー

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
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NOTES
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