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RX5001

器件型号:RX5001
器件类别:通信   
厂商名称:RF Monolithics, Inc.
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器件描述

SPECIALTY TELECOM CIRCUIT, QCC20

参数

RX5001功能数量 1
RX5001端子数量 20
RX5001最大工作温度 85 Cel
RX5001最小工作温度 -40 Cel
RX5001额定供电电压 3 V
RX5001加工封装描述 SM-20
RX5001状态 ACTIVE
RX5001包装形状 RECTANGULAR
RX5001包装尺寸 CHIP CARRIER
RX5001表面贴装 Yes
RX5001端子形式 NO LEAD
RX5001端子间距 1.02 mm
RX5001端子位置 QUAD
RX5001包装材料 UNSPECIFIED
RX5001温度等级 INDUSTRIAL
RX5001通信类型 TELECOM CIRCUIT

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RX5001器件文档内容

                                                                                                                     RX5001
                                                                                                                    315.00 MHz
Designed for Short-Range Wireless Control and Data Communications
Supports RF Data Transmission Rates Up to 115.2 kbps                                                                 Hybrid
3 V, Low Current Operation plus Sleep Mode                                                                         Receiver
Stable, Easy to Use, Low External Parts Count
Complies with Directive 2002/95/EC (RoHS)                                                                               SM-20L Case

The RX5001 hybrid receiver is ideal for short-range wireless control and data applications where robust op-
eration, small size, low power consumption and low cost are required. The RX5001 employs RFM's amplifier-
sequenced hybrid (ASH) architecture to achieve this unique blend of characteristics. All critical RF functions
are contained in the hybrid, simplifying and speeding design-in. The RX5001 is sensitive and stable. A wide
dynamic range log detector, in combination with digital AGC and a compound data slicer, provide robust per-
formance in the presence of on-channel interference or noise. Two stages of SAW filtering provide excellent
receiver out- of-band rejection. The RX5001 generates virtually no RF emissions, facilitating compliance with
FCC Part 15 and similar regulations.

                                           Rating                           Value                         Units
Power Supply and All Input/Output Pins                                   -0.3 to +4.0                       V
Non-Operating Case Temperature                                           -50 to +100                        C
Soldering Temperature (10 seconds / 5 cycles max.)                                                          C
                                                                              260

Electrical Characteristics                                       Sym     Notes                            Minimum     Typical  Maximum           Units
                                                                   fo                                       314.80  OOK & ASK    315.20          MHz
                                 Characteristic
  Operating Frequency                                                                                                                     115.2  kbps
  Modulation Types
  Data Rate                                                                                            1            -109                         dBm
  Receiver Performance, High Sensitivity Mode
                                                                                                       1            -103                         dBm
           Sensitivity, 2.4 kbps, 10-3 BER, AM Test Method
           Sensitivity, 2.4 kbps, 10-3 BER, Pulse Test Method                                          2            3.0                          mA
           Current, 2.4 kbps (RPR = 330 K)
           Sensitivity, 19.2 kbps, 10-3 BER, AM Test Method                                            1            -105                         dBm
           Sensitivity, 19.2 kbps, 10-3 BER, Pulse Test Method
           Current, 19.2 kbps (RPR = 330 K)                                                            1            -99                          dBm
           Sensitivity, 115.2 kbps, 10-3 BER, AM Test Method
           Sensitivity, 115.2 kbps, 10-3 BER, Pulse Test Method                                        2            3.1                          mA
           Current, 115.2 kbps
  Receiver Performance, Low Current Mode                                                               1            -101                         dBm
           Sensitivity, 2.4 kbps, 10-3 BER, AM Test Method
           Sensitivity, 2.4 kbps, 10-3 BER, Pulse Test Method                                          1            -95                          dBm
           Current, 2.4 kbps (RPR = 1100 K)
                                                                                                                    3.8                          mA

                                                                                                       1            -104                         dBm

                                                                                                       1            -98                          dBm

                                                                                                       2            1.8                          mA

RF Monolithics, Inc. Phone: (972) 233-2903          Fax: (972) 387-8148                                             E-mail: info@rfm.com         Page 1 of 10
                                                                                                                    http://www.rfm.com
RFM Europe  Phone: 44 1963 251383                   Fax: 44 1963 251510                                             RX5001-062805

1999 by RF Monolithics, Inc. The stylized RFM logo are registered trademarks of RF Monolithics, Inc.
Electrical Characteristics (typical values given for 3.0 Vdc power supply, 25 C)

                              Characteristic              Sym                  Notes                      Minimum      Typical  Maximum  Units
Receiver Out-of-Band Rejection, 5% fo                    R5%                    3                                       80               dB
Receiver Ultimate Rejection                               RULT                    3                                      100        3.7    dB
Sleep Mode Current                                                                                                        0.7        10    A
Power Supply Voltage Range                                  IS                                                                       85   Vdc
Power Supply Voltage Ripple                               VCC                                             2.2
Ambient Operating Temperature                                                                                                            mVP-P
                                                           TA                                             -40                              C

Notes:

1. Typical sensitivity data is based on a 10-3 bit error rate (BER), using DC-balanced data. There are two test methods commonly used to measure
OOK/ASK receiver sensitivity, the "100% AM" test method and the "Pulse" test method. Sensitivity data is given for both test methods. See Ap-
pendix 3.8 in the ASH Transceiver Designer's Guide for the details of each test method, and for sensitivity curves for a 2.2 to 3.7 V supply voltage
range at five operating temperatures. The application/test circuit and component values are shown on the next page and in the Designer's Guide.

2. At low data rates it is possible to adjust the ASH pulse generator to trade-off some receiver sensitivity for lower operating current. Sensitivity
data and receiver current are given at 2.4 kbps for both high sensitivity operation (RPR = 330 K) and low current operation (RPR = 1100 K).

3. Data is given with the ASH radio matched to a 50 ohm load. Matching component values are given on the next page.

4. See Table 1 on Page 8 for additional information on ASH radio event timing.

                                                                                                               SM-20L Package Drawing

                                                                                                          B             C                D
                                                                                                                                                          E

            ASH Transceiver Pin Out

                 GND1                               RFIO                                                                                                                                                                                                 F
                                                                               A
                 VCC1 2                       19 GND3
            AGCCAP 3     1 20                 18 CNTRL0                                                                                                                         H
                         10 11                17 CNTRL1                                                                                  G
               PKDET 4                        16 VCC2
              BBOUT 5                         15 PWIDTH                                                            mm                     Inches
               CMPIN 6                        14 PRATE                                                                          Min Nom Max
            RXDATA 7                          13 THLD1                         Dimension                                        .425 .430 .435
              TXMOD 8                         12 THLD2                                                                          .375 .380 .385
             LPFADJ 9                                                                                     Min      Nom     Max  .070 .075 .080
                                                    RREF                                                                        .120 .125 .130
                 GND2                                                                                  A  10.795 10.922 11.049  .015 .020 .025
                                                                                                                                .035 .040 .045
                                                                                                       B  9.525 9.652 9.779     .125 .130 .135
                                                                                                                                .070 .075 0.80
                                                                                                       C  1.778 1.905 2.032

                                                                                                       D  3.048 3.175 3.302

                                                                                                       E  0.381 0.508 0.635

                                                                                                       F  0.889 1.016 1.143

                                                                                                       G  3.175 3.302 3.429

                                                                                                       H  1.778 1.905 2.032

RF Monolithics, Inc. Phone: (972) 233-2903                Fax: (972) 387-8148                                      E-mail: info@rfm.com  Page 2 of 10
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RFM Europe  Phone: 44 1963 251383                         Fax: 44 1963 251510                                      RX5001-062805

1999 by RF Monolithics, Inc. The stylized RFM logo are registered trademarks of RF Monolithics, Inc.
                        ASH Receiver Application Circuit                                                                                ASH Receiver Application Circuit
                                   OOK Configuration                                                                                               ASK Configuration

                                                    +3                                                                                                               +3
                                                   VDC                                                                                                              VDC

                                                                 C DCB                                                                                                      C DCB
                                                                 +                                                                                                          +

                                           R/S                   R PW      R PR         R TH1                                                                               R PW   R PR           R TH1

                                                                                                                                                            R/S

                           19         18       17            16        15       14  13  12                                                 19        18         17  16      15         14     13     12     R TH2
                                                                                                                                                                                                                R REF
                  L AT  GND           CNT  CNT           VCC         P        P     THLD NC                                     L AT    GND          CNT    CNT     VCC  P           P     THLD THLD
            L ESD         3           RL0  RL1             2     WIDTH     RATE        1                                  L ESD           3          RL0    RL1                   RATE                      Data Output
                                                                                                                                                                    2 WIDTH                1      2
                                                                                                                                C RFB1
                                RFIO               TOP VIEW                             RREF 11     R REF                                      RFIO                 TOP VIEW                      RREF 11
                        20                                                                       Data Output                            20

                        GND1                                                            GND2 10                                         GND1                                                      GND2 10
                        1 VCC                                                             LPF                                           1 VCC                                                       LPF
                                      RF   PK            BB      CMP         RX                                                                      AGC    PK      BB   CMP       RX
                                                                   IN      DATA
                        1             A1   DET OUT                                  NC  ADJ                                             1            CAP    DET OUT      IN DATA NC ADJ
                                                                     6          7
                           2          3    4             5                          8   9                                                  2         3      4       5       6      7          8      9

                                           R BBO                                        R LPF                                                                                                        R LPF

                                           C RFB1                                                                                                                        C BBO
                                                  C LPF
                         +3                                      C BBO                                                                   +3
                        VDC                                                                                                             VDC

                                                                                                                                                     C AGC  C PKD

Receiver Set-Up, 3.0 Vdc, -40 to +85 C

               Item                                          Symbol                         OOK                   OOK         ASK       Units                                                Notes
Nominal NRZ Data Rate                                        DRNOM                           2.4                   19.2       115.2     kbps                                           see page 1& 2
Minimum Signal Pulse                                          SPMIN                        416.67                 52.08        8.68
Maximum Signal Pulse                                         SPMAX                        1666.68                208.32       34.72       s                                               single bit
AGCCAP Capacitor                                              CAGC                                                            2200        s                                       4 bits of same value
PKDET Capacitor                                               CPKD                             -                     -        0.001       pF
BBOUT Capacitor                                               CBBO                             -                     -       0.0027       F                                           10% ceramic
BBOUT Resistor                                                RBBO                           0.1                  0.015                   F                                           10% ceramic
LPFAUX Capacitor                                                                              12                     0           0        K                                            10% ceramic
LPFADJ Resistor                                                CLPF                        0.0047                    -           -        F
RREF Resistor                                                  RLPF                          300                   100          15        K                                                   5%
THLD2 Resistor                                                RREF                           100                   100         100        K                                                   5%
THLD1 Resistor                                                 RTH2                            -                     -         100        K                                                   5%
PRATE Resistor                                                 RTH1                            0                     0          10        K                                                   1%
PWIDTH Resistor                                                RPR                           330                   330         160        K                                     1%, for 6 dB below peak
DC Bypass Capacitor                                            RPW                      270 to GND            270 to GND  1000 to Vcc     K                                         1%, typical values
RF Bypass Capacitor 1                                         CDCB                           4.7                   4.7         4.7        F                                                  5%
Antenna Tuning Inductor                                       CRFB1                          100                   100         100        pF                                                  5%
Shunt Tuning/ESD Inductor                                       LAT                           82                    82          82       nH                                                tantalum
                                                               LESD                           33                    33          33       nH                                               5% NPO
                                                                                                                                                                                      50 ohm antenna
                                                                                                                                                                                      50 ohm antenna

CAUTION: Electrostatic Device. Observe precautions when handling.

RF Monolithics, Inc. Phone: (972) 233-2903                                                       Fax: (972) 387-8148                                                E-mail: info@rfm.com                    Page 3 of 10
                                                                                                                                                                    http://www.rfm.com
RFM Europe              Phone: 44 1963 251383                                                    Fax: 44 1963 251510                                                RX5001-062805

1999 by RF Monolithics, Inc. The stylized RFM logo are registered trademarks of RF Monolithics, Inc.
ASH Receiver Theory of Operation                                                 An incoming RF signal is first filtered by a narrow-band SAW filter, and is
                                                                                 then applied to RFA1. The pulse generator turns RFA1 ON for 0.5 s. The
Introduction                                                                     amplified signal from RFA1 emerges from the SAW delay line at the input
                                                                                 to RFA2. RFA1 is now switched OFF and RFA2 is switched ON for 0.55 s,
RFM's RX5000 series amplifier-sequenced hybrid (ASH) receivers are               amplifying the RF signal further. The ON time for RFA2 is usually set at 1.1
specifically designed for short-range wireless control and data communica-       times the ON time for RFA1, as the filtering effect of the SAW delay line
tion applications. The receivers provide robust operation, very small size,      stretches the signal pulse from RFA1 somewhat. As shown in the timing di-
low power consumption and low implementation cost. All critical RF func-         agram, RFA1 and RFA2 are never on at the same time, assuring excellent
tions are contained in the hybrid, simplifying and speeding design-in. The       receiver stability. Note that the narrow-band SAW filter eliminates sampling
ASH receiver can be readily configured to support a wide range of data           sideband responses outside of the receiver passband, and the SAW filter
rates and protocol requirements. The receiver features virtually no RF           and delay line act together to provide very high receiver ultimate rejection.
emissions, making it easy to certify to short-range (unlicensed) radio regu-
lations.                                                                         Amplifier-sequenced receiver operation has several interesting character-
                                                                                 istics that can be exploited in system design. The RF amplifiers in an am-
Amplifier-Sequenced Receiver Operation                                           plifier-sequenced receiver can be turned on and off almost instantly,
                                                                                 allowing for very quick power-down (sleep) and wake-up times. Also, both
The ASH receiver's unique feature set is made possible by its system ar-         RF amplifiers can be off between ON sequences to trade-off receiver noise
chitecture. The heart of the receiver is the amplifier- sequenced receiver       figure for lower average current consumption. The effect on noise figure
section, which provides more than 100 dB of stable RF and detector gain          can be modeled as if RFA1 is on continuously, with an attenuator placed in
without any special shielding or decoupling provisions. Stability is achieved    front of it with a loss equivalent to 10*log10(RFA1 duty factor), where the
by distributing the total RF gain over time. This is in contrast to a superhet-  duty factor is the average amount of time RFA1 is ON (up to 50%). Since
erodyne receiver, which achieves stability by distributing total RF gain over    an amplifier-sequenced receiver is inherently a sampling receiver, the
multiple frequencies.                                                            overall cycle time between the start of one RFA1 ON sequence and the
                                                                                 start of the next RFA1 ON sequence should be set to sample the narrowest
Figure 1 shows the basic block diagram and timing cycle for an amplifier-        RF data pulse at least 10 times. Otherwise, significant edge jitter will be
sequenced receiver. Note that the bias to RF amplifiers RFA1 and RFA2            added to the detected data pulse.
are independently controlled by a pulse generator, and that the two ampli-
fiers are coupled by a surface acoustic wave (SAW) delay line, which has
a typical delay of 0.5 s.

                                     ASH Receiver Block Diagram & Timing Cycle

            Antenna

                                            SAW Filter  RFA1           SAW                             RFA2      Detector &  Data
                                                               P1  Delay Line                                    Low-Pass    Out

                                                                      Pulse                                          Filter
                                                                   Generator
                                                                                                             P2

              RF Input                        tPRI                 RF Data Pulse
                               tPW1         tPRC
                                                                   Figure 1
                       P1

            RFA1 Out

            Delay Line
            Out

                                    tPW2

                       P2

RF Monolithics, Inc. Phone: (972) 233-2903              Fax: (972) 387-8148                                                  E-mail: info@rfm.com  Page 4 of 10
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RFM Europe  Phone: 44 1963 251383                       Fax: 44 1963 251510                                                  RX5001-062805

1999 by RF Monolithics, Inc. The stylized RFM logo are registered trademarks of RF Monolithics, Inc.
                                            RX5000 Series ASH Receiver Block Diagram

                                      CN TRL1     CN TRL0

                                            17           18                       VCC1: Pin 2
                                                                                  VCC2: Pin 16
                                            Bias Control            Power         GND1: Pin 1
                                                                    Down          GND2: Pin 10
                                                                    Control       GND3: Pin 19
                                                                                  NC: Pin 8
                                                                            Log   RREF: Pin 11
                                                                                  CMPIN: Pin 6

            Antenna                                                                                                      BBOUT

    RFIO               SAW                      SAW                                        Low-Pass                             Peak         Ref        DS2
                     CR Filter              Delay Line                                        Filter
         20                     RFA1                                RFA2         Detector                  BB  5         6 Detector                         dB Below
ESD                                                                                                                                                         Peak Thld
Choke                                                                                                             C BBO

                                                                                           LPFADJ 9                      PKDET  4
                                                                                                                                   C PKD
                                                                                                                                                                              AND  7  RXDATA

                                                                                                R LPF

                                              AGC Set                                                                           AGC                     DS1
                                            Gain Select

                                                                                                                                                  Ref        Thld

                                            Pulse Generator                       AGC           AGC Reset                                              Threshold
                                            & RF Amp Bias                        Control                                                                 Control

                                      PRATE 14           15 PWIDTH        AGCCAP  3                                                   THLD1  13         11 12          THLD2
                                                                                    C AGC                                                        R TH1
                                                                                                                                                            R TH2
                                            R PR             R PW                                                                                       R REF

                                                                                           Figure 2

RX5000 Series ASH Receiver Block Diagram                                                        The detector output drives a gyrator filter. The filter provides a three-pole,
                                                                                                0.05 degree equiripple low-pass response with excellent group delay flat-
Figure 2 is the general block diagram of the RX5000 series ASH receiver.                        ness and minimal pulse ringing. The 3 dB bandwidth of the filter can be set
Please refer to Figure 2 for the following discussions.                                         from 4.5 kHz to 1.8 MHz with an external resistor.

Antenna Port                                                                                    The filter is followed by a base-band amplifier which boosts the detected
                                                                                                signal to the BBOUT pin. When the receiver RF amplifiers are operating at
The only external RF components needed for the receiver are the antenna                         a 50%-50% duty cycle, the BBOUT signal changes about 10 mV/dB, with
and its matching components. Antennas presenting an impedance in the                            a peak-to-peak signal level of up to 685 mV. For lower duty cycles, the mV/
range of 35 to 72 ohms resistive can be satisfactorily matched to the RFIO                      dB slope and peak-to-peak signal level are proportionately less. The de-
pin with a series matching coil and a shunt matching/ESD protection coil.                       tected signal is riding on a 1.1 Vdc level that varies somewhat with supply
Other antenna impedances can be matched using two or three compo-                               voltage, temperature, etc. BBOUT is coupled to the CMPIN pin or to an ex-
nents. For some impedances, two inductors and a capacitor will be re-                           ternal data recovery process (DSP, etc.) by a series capacitor. The correct
quired. A DC path from RFIO to ground is required for ESD protection.                           value of the series capacitor depends on data rate, data run length, and
                                                                                                other factors as discussed in the ASH Transceiver Designer's Guide.
Receiver Chain
                                                                                                When an external data recovery process is used with AGC, BBOUT must
The output of the SAW filter drives amplifier RFA1. This amplifier includes                     be coupled to the external data recovery process and CMPIN by separate
provisions for detecting the onset of saturation (AGC Set), and for switching                   series coupling capacitors. The AGC reset function is driven by the signal
between 35 dB of gain and 5 dB of gain (Gain Select). AGC Set is an input                       applied to CMPIN.
to the AGC Control function, and Gain Select is the AGC Control function
output. ON/OFF control to RFA1 (and RFA2) is generated by the Pulse                             When the receiver is placed in the power-down (sleep) mode, the output
Generator & RF Amp Bias function. The output of RFA1 drives the SAW                             impedance of BBOUT becomes very high. This feature helps preserve the
delay line, which has a nominal delay of 0.5 s.                                                charge on the coupling capacitor to minimize data slicer stabilization time
                                                                                                when the receiver switches out of the sleep mode.
The second amplifier, RFA2, provides 51 dB of gain below saturation. The
output of RFA2 drives a full-wave detector with 19 dB of threshold gain. The                    Data Slicers
onset of saturation in each section of RFA2 is detected and summed to pro-
vide a logarithmic response. This is added to the output of the full-wave de-                   The CMPIN pin drives two data slicers, which convert the analog signal
tector to produce an overall detector response that is square law for low                       from BBOUT back into a digital stream. The best data slicer choice de-
signal levels, and transitions into a log response for high signal levels. This                 pends on the system operating parameters. Data slicer DS1 is a capacitive-
combination provides excellent threshold sensitivity and more than 70 dB                        ly-coupled comparator with provisions for an adjustable threshold. DS1
of detector dynamic range. In combination with the 30 dB of AGC range in                        provides the best performance at low signal-to-noise conditions. The
RFA1, more than 100 dB of receiver dynamic range is achieved.

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threshold, or squelch, offsets the comparator's slicing level from 0 to 90      In the low data rate mode, the interval between the falling edge of one
mV, and is set with a resistor between the RREF and THLD1 pins. This            RFA1 ON pulse to the rising edge of the next RFA1 ON pulse tPRI is set by
threshold allows a trade- off between receiver sensitivity and output noise     a resistor between the PRATE pin and ground. The interval can be adjust-
density in the no-signal condition. For best sensitivity, the threshold is set  ed between 0.1 and 5 s. In the high data rate mode (selected at the
to 0. In this case, noise is output continuously when no signal is present.     PWIDTH pin) the receiver RF amplifiers operate at a nominal 50%-50%
This, in turn, requires the circuit being driven by the RXDATA pin to be able   duty cycle. In this case, the start-to-start period tPRC for ON pulses to RFA1
to process noise (and signals) continuously.                                    are controlled by the PRATE resistor over a range of 0.1 to 1.1 s.

This can be a problem if RXDATA is driving a circuit that must "sleep" when     In the low data rate mode, the PWIDTH pin sets the width of the ON pulse
data is not present to conserve power, or when it its necessary to minimize     tPW1 to RFA1 with a resistor to ground (the ON pulse width tPW2 to RFA2
false interrupts to a multitasking processor. In this case, noise can be        is set at 1.1 times the pulse width to RFA1 in the low data rate mode). The
greatly reduced by increasing the threshold level, but at the expense of        ON pulse width tPW1 can be adjusted between 0.55 and 1 s. However,
sensitivity. The best 3 dB bandwidth for the low-pass filter is also affected   when the PWIDTH pin is connected to Vcc through a 1 M resistor, the RF
by the threshold level setting of DS1. The bandwidth must be increased as       amplifiers operate at a nominal 50%-50% duty cycle, facilitating high data
the threshold is increased to minimize data pulse-width variations with sig-    rate operation. In this case, the RF amplifiers are controlled by the PRATE
nal amplitude.                                                                  resistor as described above.

Data slicer DS2 can overcome this compromise once the signal level is           Both receiver RF amplifiers are turned off by the Power Down Control Sig-
high enough to enable its operation. DS2 is a "dB-below- peak" slicer. The      nal, which is invoked in the sleep mode.
peak detector charges rapidly to the peak value of each data pulse, and de-
cays slowly in between data pulses (1:1000 ratio). The slicer trip point can    Receiver Mode Control
be set from 0 to 120 mV below this peak value with a resistor between
RREF and THLD2. A threshold of 60 mV is the most common setting,                The receiver operating modes receive and power-down (sleep), are con-
which equates to "6 dB below peak" when RFA1 and RFA2 are running a             trolled by the Bias Control function, and are selected with the CNTRL1 and
50%-50% duty cycle. Slicing at the "6 dB-below-peak" point reduces the          CNTRL0 control pins. Setting CNTRL1 and CNTRL0 both high place the
signal amplitude to data pulse-width variation, allowing a lower 3 dB filter    unit in the receive mode. Setting CNTRL1 and CNTRL0 both low place the
bandwidth to be used for improved sensitivity.                                  unit in the power-down (sleep) mode. CNTRL1 and CNTRL0 are CMOS
                                                                                compatible inputs. These inputs must be held at a logic level; they cannot
DS2 is best for ASK modulation where the transmitted waveform has been          be left unconnected.
shaped to minimize signal bandwidth. However, DS2 is subject to being
temporarily "blinded" by strong noise pulses, which can cause burst data        Receiver Event Timing
errors. Note that DS1 is active when DS2 is used, as RXDATA is the logical
AND of the DS1 and DS2 outputs. DS2 can be disabled by leaving THLD2            Receiver event timing is summarized in Table 1. Please refer to this table
disconnected. A non-zero DS1 threshold is required for proper AGC oper-         for the following discussions.
ation.
                                                                                Turn-On Timing
AGC Control
                                                                                The maximum time tPR required for the receive function to become opera-
The output of the Peak Detector also provides an AGC Reset signal to the        tional at turn on is influenced by two factors. All receiver circuitry will be op-
AGC Control function through the AGC comparator. The purpose of the             erational 5 ms after the supply voltage reaches 2.2 Vdc. The BBOUT-
AGC function is to extend the dynamic range of the receiver, so that the re-    CMPIN coupling-capacitor is then DC stabilized in 3 time constants
ceiver can operate close to its transmitter when running ASK and/or high        (3*tBBC). The total turn-on time to stable receiver operation for a 10 ms
data rate modulation. The onset of saturation in the output stage of RFA1       power supply rise time is:
is detected and generates the AGC Set signal to the AGC Control function.
The AGC Control function then selects the 5 dB gain mode for RFA1. The          tPR = 15 ms + 3*tBBC
AGC Comparator will send a reset signal when the Peak Detector output
(multiplied by 0.8) falls below the threshold voltage for DS1.                  Sleep and Wake-Up Timing

A capacitor at the AGCCAP pin avoids AGC "chattering" during the time it        The maximum transition time from the receive mode to the power-down
takes for the signal to propagate through the low-pass filter and charge the    (sleep) mode tRS is 10 s after CNTRL1 and CNTRL0 are both low (1 s
peak detector. The AGC capacitor also allows the hold-in time to be set         fall time).
longer than the peak detector decay time to avoid AGC chattering during
runs of "0" bits in the received data stream. Note that AGC operation re-       The maximum transition time tSR from the sleep mode to the receive mode
quires the peak detector to be functioning, even if DS2 is not being used.      is 3*tBBC, where tBBC is the BBOUT-CMPIN coupling-capacitor time con-
AGC operation can be defeated by connecting the AGCCAP pin to Vcc.              stant. When the operating temperature is limited to 60 oC, the time required
The AGC can be latched on once engaged by connecting a 150 kilohm re-           to switch from sleep to receive is dramatically less for short sleep times, as
sistor between the AGCCAP pin and ground in lieu of a capacitor.                less charge leaks away from the BBOUT- CMPIN coupling capacitor.

Receiver Pulse Generator and RF Amplifier Bias                                  AGC Timing

The receiver amplifier-sequence operation is controlled by the Pulse Gen-       The maximum AGC engage time tAGC is 5 s after the reception of a -30
erator & RF Amplifier Bias module, which in turn is controlled by the           dBm RF signal with a 1 s envelope rise time.
PRATE and PWIDTH input pins, and the Power Down (sleep) Control Sig-
nal from the Bias Control function.                                             The minimum AGC hold-in time is set by the value of the capacitor at the
                                                                                AGCCAP pin. The hold-in time tAGH = CAGC/19.1, where tAGH is in s and
                                                                                CAGC is in pF.

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Peak Detector Timing                                                             In the low data rate mode, the PWIDTH pin sets the width of the ON pulse
                                                                                 to the first RF amplifier tPW1 with a resistor RPW to ground (the ON pulse
The Peak Detector attack time constant is set by the value of the capacitor      width to the second RF amplifier tPW2 is set at 1.1 times the pulse width to
at the PKDET pin. The attack time tPKA = CPKD/4167, where                        the first RF amplifier in the low data rate mode). The ON pulse width tPW1
tPKA is in s and CPKD is in pF. The Peak Detector decay time                    can be adjusted between 0.55 and 1 s with a resistor value in the range
constant tPKD = 1000*tPKA.                                                       of 200 K to 390 K. The value of RPW is given by:

Pulse Generator Timing                                                           RPW = 404* tPW1 - 18.6, where tPW1 is in s and RPW is in kilohms

In the low data rate mode, the interval tPRI between the falling edge of an      However, when the PWIDTH pin is connected to Vcc through a 1 M resis-
ON pulse to the first RF amplifier and the rising edge of the next ON pulse      tor, the RF amplifiers operate at a nominal 50%-50% duty cycle, facilitating
to the first RF amplifier is set by a resistor RPR between the PRATE pin and     high data rate operation. In this case, the RF amplifiers are controlled by
ground. The interval can be adjusted between 0.1 and 5 s with a resistor        the PRATE resistor as described above.
in the range of 51 K to 2000 K. The value of the RPR is given by:
                                                                                 LPF Group Delay
RPR = 404* tPRI + 10.5, where tPRI is in s, and RPR is in kilohms
                                                                                 The low-pass filter group delay is a function of the filter 3 dB bandwidth,
In the high data rate mode (selected at the PWIDTH pin) the receiver RF          which is set by a resistor RLPF to ground at the LPFADJ pin. The minimum
amplifiers operate at a nominal 50%-50% duty cycle. In this case, the peri-      3 dB bandwidth fLPF = 1445/RLPF, where fLPF is in kHz, and RLPF is in kilo-
od tPRC from the start of an ON pulse to the first RF amplifier to the start of  hms.
the next ON pulse to the first RF amplifier is controlled by the PRATE re-
sistor over a range of 0.1 to 1.1 s using a resistor of 11 K to 220 K. In this  The maximum group delay tFGD = 1750/fLPF = 1.21*RLPF, where tFGD is in
case RPR is given by:                                                            s, fLPF in kHz, and RLPF in kilohms.

RPR = 198* tPRC - 8.51, where tPRC is in s and RPR is in kilohms

Receiver Event Timing, 3.0 Vdc, -40 to +85 C

             Event  Symbol                  Time           Min/Max               Test Conditions                 Notes

Turn On to Receive  tPR 3*tBBC + 15 ms max                                       10 ms supply voltage rise time  time until receiver operational

Sleep to RX         tSR                     3*tBBC         max 1 s CNTRL0/CNTROL 1 rise times                   time until receiver operational

RX to Sleep         tRS                     10 s          max 1 s CNTRL0/CNTROL 1 fall times time until receiver is in power-down mode

AGC Engage          tAGC                    5 s           max                   1 s rise time, -30 dBm signal  RFA1 switches from 35 to 5 dB gain

AGE Hold-In         tAGH                    CAGC/19.1      min                   CAGC in pF, tAGH in s          user selected; longer than tPKD

PKDET Attack Time Constant tPKA             CPKD/4167      min                   CPKD in pF, tPKA in s          user selected

PKDET Decay Time Constant tPKD              1000*tPKA      min                   tPKD and tPKA in s             slaved to attack time

PRATE Interval      tPRI                    0.1 to 5 s    range                 low data rate mode              user selected mode

PWIDTH RFA1         tPW1                    0.55 to 1 s   range                 low data rate mode              user selected mode

PWIDTH RFA2         tPW2                    1.1*tPW1       range                 low data rate mode              user selected mode

PRATE Cycle         tPRC                    0.1 to 1.1 s  range                 high data rate mode             user selected mode

PWIDTH High (RFA1 & RFA2) tPWH 0.05 to 0.55 s range                             high data rate mode             user selected mode

LPF Group Delay     tFGD                    1750/fLPF      max                   tFGD in s, fLPF in kHz         user selected

LPF 3 dB Bandwidth  fLPF                    1445/RLPF      min                   fLPF in kHz, RLPF in kilohms    user selected

BBOUT-CMPIN Time Constant tBBC              0.064*CBBO     min                   tBBC in s, CBBO in pF          user selected

                                                                    Table 1

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1999 by RF Monolithics, Inc. The stylized RFM logo are registered trademarks of RF Monolithics, Inc.
Pin Descriptions

Pin         Name                                                                             Description

1           GND1    GND1 is the RF ground pin. GND2 and GND3 should be connected to GND1 by short, low-inductance traces.

2           VCC1    VCC1 is the positive supply voltage pin for the receiver base-band circuitry. VCC1 must be bypassed by an RF capacitor,
                    which may be shared with VCC2. See the description of VCC2 (Pin 16) for additional information.
3           AGCCAP
                    This pin controls the AGC reset operation. A capacitor between this pin and ground sets the minimum time the AGC will
4           PKDET   hold-in once it is engaged. The hold-in time is set to avoid AGC chattering. For a given hold-in time tAGH, the capacitor
                    value CAGC is:
5           BBOUT
                              CAGC = 19.1* tAGH, where tAGH is in s and CAGC is in pF
6           CMPIN   A 10% ceramic capacitor should be used at this pin. The value of CAGC given above provides a hold-in time between tAGH
                    and 2.65* tAGH, depending on operating voltage, temperature, etc. The hold-in time is chosen to allow the AGC to ride
7           RXDATA  through the longest run of zero bits that can occur in a received data stream. The AGC hold-in time can be greater than the
                    peak detector decay time, as discussed below. However, the AGC hold-in time should not be set too long, or the receiver
8           NC      will be slow in returning to full sensitivity once the AGC is engaged by noise or interference. The use of AGC is optional
                    when using OOK modulation with data pulses of at least 30 s. AGC operation can be defeated by connecting this pin to
                    Vcc. Active or latched AGC operation is required for ASK modulation and/or for data pulses of less than 30 s. The AGC
                    can be latched on once engaged by connecting a 150 K resistor between this pin and ground, instead of a capacitor. AGC
                    operation depends on a functioning peak detector, as discussed below. The AGC capacitor is discharged in the receiver
                    power-down (sleep) mode.

                    This pin controls the peak detector operation. A capacitor between this pin and ground sets the peak detector attack and
                    decay times, which have a fixed 1:1000 ratio. For most applications, these time constants should be coordinated with the
                    base-band time constant. For a given base-band capacitor CBBO, the capacitor value CPKD is:

                              CPKD = 0.33* CBBO , where CBBO and CPKD are in pF
                    A 10% ceramic capacitor should be used at this pin. This time constant will vary between tPKA and 1.5* tPKA with varia-
                    tions in supply voltage, temperature, etc. The capacitor is driven from a 200 ohm "attack" source, and decays through a
                    200 K load. The peak detector is used to drive the "dB-below-peak" data slicer and the AGC release function. The AGC
                    hold-in time can be extended beyond the peak detector decay time with the AGC capacitor, as discussed above. Where
                    low data rates and OOK modulation are used, the "dB-below-peak" data slicer and the AGC are optional. In this case, the
                    PKDET pin and the THLD2 pin can be left unconnected, and the AGC pin can be connected to Vcc to reduce the number
                    of external components needed. The peak detector capacitor is discharged in the receiver power-down (sleep) mode.

                    BBOUT is the receiver base-band output pin. This pin drives the CMPIN pin through a coupling capacitor CBBO for internal
                    data slicer operation. The time constant tBBC for this connection is:

                              tBBC = 0.064*CBBO , where tBBC is in s and CBBO is in pF
                    A 10% ceramic capacitor should be used between BBOUT and CMPIN. The time constant can vary between tBBC and
                    1.8*tBBC with variations in supply voltage, temperature, etc. The optimum time constant in a given circumstance will
                    depend on the data rate, data run length, and other factors as discussed in the ASH Transceiver Designer's Guide. A com-
                    mon criteria is to set the time constant for no more than a 20% voltage droop during SPMAX. For this case:

                              CBBO = 70*SPMAX, where SPMAX is the maximum signal pulse width in s and CBBO is in pF
                    The output from this pin can also be used to drive an external data recovery process (DSP, etc.). The nominal output
                    impedance of this pin is 1 K. When the receiver RF amplifiers are operating at a 50%-50% duty cycle, the BBOUT signal
                    changes about 10 mV/dB, with a peak-to-peak signal level of up to 685 mV. For lower duty cycles, the mV/dB slope and
                    peak-to-peak signal level are proportionately less. The signal at BBOUT is riding on a 1.1 Vdc value that varies somewhat
                    with supply voltage and temperature, so it should be coupled through a capacitor to an external load. A load impedance of
                    50 K to 500 K in parallel with no more than 10 pF is recommended. When an external data recovery process is used with
                    AGC, BBOUT must be coupled to the external data recovery process and CMPIN by separate series coupling capacitors.
                    The AGC reset function is driven by the signal applied to CMPIN. When the receiver is in power-down (sleep) mode, the
                    output impedance of this pin becomes very high, preserving the charge on the coupling capacitor.

                    This pin is the input to the internal data slicers. It is driven from BBOUT through a coupling capacitor. The input impedance
                    of this pin is 70 K to 100 K.

                    RXDATA is the receiver data output pin. This pin will drive a 10 pF, 500 K parallel load. The peak current available from
                    this pin increases with the receiver low-pass filter cutoff frequency. In the power-down (sleep) mode, this pin becomes high
                    impedance. If required, a 1000 K pull-up or pull-down resistor can be used to establish a definite logic state when this pin
                    is high impedance. If a pull-up resistor is used, the positive supply end should be connected to a voltage no greater than
                    Vcc + 200 mV.

                    This pin may be left unconnected or may be grounded.

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1999 by RF Monolithics, Inc. The stylized RFM logo are registered trademarks of RF Monolithics, Inc.
Pin         Name                                                                                       Description

                    This pin is the receiver low-pass filter bandwidth adjust. The filter bandwidth is set by a resistor RLPF between this pin and

                    ground. The resistor value can range from 330 K to 820 ohms, providing a filter 3 dB bandwidth fLPF from 4.5 kHz to 1.8

                    MHz. The resistor value is determined by:

9           LPFADJ  RLPF = 1445/ fLPF, where RLPF is in kilohms, and fLPF is in kHz

                    A 5% resistor should be used to set the filter bandwidth. This will provide a 3 dB filter bandwidth between fLPF and 1.3*

                    fLPF with variations in supply voltage, temperature, etc. The filter provides a three-pole, 0.05 degree equiripple phase

                    response. The peak drive current available from RXDATA increases in proportion to the filter bandwidth setting.

10          GND2    GND2 is an IC ground pin. It should be connected to GND1 by a short, low inductance trace.

                    RREF is the external reference resistor pin. A 100 K reference resistor is connected between this pin and ground. A 1%

11          RREF    resistor tolerance is recommended. It is important to keep the total capacitance between ground, Vcc and this node to less
                    than 5 pF to maintain current source stability. If THLD1 and/or THDL2 are connected to RREF through resistor values less

                    that 1.5 K, their node capacitance must be added to the RREF node capacitance and the total should not exceed 5 pF.

                    THLD2 is the "dB-below-peak" data slicer (DS2) threshold adjust pin. The threshold is set by a 0 to 200 K resistor RTH2

                    between this pin and RREF. Increasing the value of the resistor decreases the threshold below the peak detector value

                    (increases difference) from 0 to 120 mV. For most applications, this threshold should be set at 6 dB below peak, or 60 mV

12          THLD2   for a 50%-50% RF amplifier duty cycle. The value of the THLD2 resistor is given by:

                    RTH2 = 1.67*V, where RTH2 is in kilohms and the threshold V is in mV

                    A 1% resistor tolerance is recommended for the THLD2 resistor. Leaving the THLD2 pin open disables the dB-below-

                    peak data slicer operation.

                    The THLD1 pin sets the threshold for the standard data slicer (DS1) through a resistor RTH1 to RREF. The threshold is

                    increased by increasing the resistor value. Connecting this pin directly to RREF provides zero threshold. The value of the

                    resistor depends on whether THLD2 is used. For the case that THLD2 is not used, the acceptable range for the resistor is

                    0 to 100 K, providing a THLD1 range of 0 to 90 mV. The resistor value is given by:

13          THLD1   RTH1 = 1.11*V, where RTH1 is in kilohms and the threshold V is in mV

                    For the case that THLD2 is used, the acceptable range for the THLD1 resistor is 0 to 200 K, again providing a THLD1

                    range of 0 to 90 mV. The resistor value is given by:

                    RTH1 = 2.22*V, where RTH1 is in kilohms and the threshold V is in mV

                    A 1% resistor tolerance is recommended for the THLD1 resistor. Note that a non-zero DS1 threshold is required for

                    proper AGC operation.

                    The interval between the falling edge of an ON pulse to the first RF amplifier and the rising edge of the next ON pulse to

                    the first RF amplifier tPRI is set by a resistor RPR between this pin and ground. The interval tPRI can be adjusted between

                    0.1 and 5 s with a resistor in the range of 51 K to 2000 K. The value of RPR is given by:

                    RPR = 404* tPRI + 10.5, where tPRI is in s, and RPR is in kilohms

                    A 5% resistor value is recommended. When the PWIDTH pin is connected to Vcc through a 1 M resistor, the RF amplifi-

14          PRATE   ers operate at a nominal 50%-50% duty cycle, facilitating high data rate operation. In this case, the period tPRC from start-

                    to-start of ON pulses to the first RF amplifier is controlled by the PRATE resistor over a range of 0.1 to 1.1 s using a resis-

                    tor of 11 K to 220 K. In this case the value of RPR is given by:

                    RPR = 198* tPRC - 8.51, where tPRC is in s and RPR is in kilohms

                    A 5% resistor value should also be used in this case. Please refer to the ASH Transceiver Designer's Guide for additional

                    amplifier duty cycle information. It is important to keep the total capacitance between ground, Vcc and this pin to less than

                    5 pF to maintain stability.

                    The PWIDTH pin sets the width of the ON pulse to the first RF amplifier tPW1 with a resistor RPW to ground (the ON pulse

                    width to the second RF amplifier tPW2 is set at 1.1 times the pulse width to the first RF amplifier). The ON pulse width tPW1

                    can be adjusted between 0.55 and 1 s with a resistor value in the range of 200 K to 390 K. The value of RPW is given by:

15                  RPW = 404* tPW1 - 18.6, where tPW1 is in s and RPW is in kilohms
            PWIDTH A 5% resistor value is recommended. When this pin is connected to Vcc through a 1 M resistor, the RF amplifiers operate

                    at a nominal 50%-50% duty cycle, facilitating high data rate operation. In this case, the RF amplifier ON times are con-

                    trolled by the PRATE resistor as described above. It is important to keep the total capacitance between ground, Vcc and

                    this node to less than 5 pF to maintain stability. When using the high data rate operation with the sleep mode, connect the

                    1 M resistor between this pin and CNTRL1 (Pin 17), so this pin is low in the sleep mode.

16          VCC2    VCC2 is the positive supply voltage pin for the receiver RF section. This pin must be bypassed with an RF capacitor, which
                    may be shared with VCC1. VCC2 must also be bypassed with a 1 to 10 F tantalum or electrolytic capacitor.

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Pin         Name                                                                                       Description

                    CNTRL1 and CNTRL0 select the receiver modes. CNTRL1 and CNTRL0 both high place the unit in the receive mode.

                    CNTRL1 and CNTRL0 both low place the unit in the power-down (sleep) mode. CNTRL1 is a high-impedance input

17          CNTRL1  (CMOS compatible). An input voltage of 0 to 300 mV is interpreted as a logic low. An input voltage of Vcc - 300 mV or
                    greater is interpreted as a logic high. An input voltage greater than Vcc + 200 mV should not be applied to this pin. A logic

                    high requires a maximum source current of 40 A. Sleep mode requires a maximum sink current of 1 A. This pin must be

                    held at a logic level; it cannot be left unconnected.

                    CNTRL0 is used with CNTRL1 to control the receiver modes. CNTRL0 is a high-impedance input (CMOS compatible). An

                    input voltage of 0 to 300 mV is interpreted as a logic low. An input voltage of Vcc - 300 mV or greater is interpreted as a

18          CNTRL0 logic high. An input voltage greater than Vcc + 200 mV should not be applied to this pin. A logic high requires a maximum

                    source current of 40 A. Sleep mode requires a maximum sink current of 1 A. This pin must be held at a logic level; it can-

                    not be left unconnected.

19          GND3    GND3 is an IC ground pin. It should be connected to GND1 by a short, low inductance trace.

                    RFIO is the receiver RF input pin. This pin is connected directly to the SAW filter transducer. Antennas presenting an

                    impedance in the range of 35 to 72 ohms resistive can be satisfactorily matched to this pin with a series matching coil and

20          RFIO    a shunt matching/ESD protection coil. Other antenna impedances can be matched using two or three components. For

                    some impedances, two inductors and a capacitor will be required. A DC path from RFIO to ground is required for ESD pro-

                    tection.

                                                        SM-20L PCB Pad Layout.1725
                                                            .1975
                                                               .4600.2125
                                                                    .2375
                                                               0.000
                                                                                                                               .3825
                                                                Dimensions in inches                                           .3575

                                                                                                                               .3175

                                                                                                                               .2775

                                                                                                                               .2375

                                                                                                                               .1975

                                                                                                                               .1575

                                                                                                                               .1175
                                                                                                                               .1025
                                                                                                                               .0775

                                            0.000
                                                                      .140
                                                                                              .270
                                                                                                                         .410

Note: Specifications subject to change without notice.

RF Monolithics, Inc. Phone: (972) 233-2903              Fax: (972) 387-8148                                                           E-mail: info@rfm.com  Page 10 of 10
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RFM Europe  Phone: 44 1963 251383                       Fax: 44 1963 251510                                                           RX5001-062805

1999 by RF Monolithics, Inc. The stylized RFM logo are registered trademarks of RF Monolithics, Inc.
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