ST25RU3993是EPC Class 1 Gen 2 RFID读卡器IC，可实现所有相关联协议，包括ISO 18000-6C，面向移动RFID读写器的ISO 29143空中接口协议，以及直接模式运行的ISO 18000-6A/B。它包括一个片上VCO和一个功率放大器，可提供一整套RFID功能，包括密集读卡器模式（DRM）功能，并能支持跳频、低电平传输编码、低电平解码、数据成帧和CRC校验。
ST25RU3993可以极低功耗运行，这使其适用于便携式和电池供电的设备，如手机。
ST25RU3993采用7x7 mm QFN封装，具有很高的灵敏度，并能抵抗
天线 反射和自干扰的影响。这对于移动应用和嵌入式应用非常重要，在这些应用中
天线设计 常受到成本或尺寸的限制。其高灵敏度使得终端产品在使用更简单便宜的天线时，也能实现其所需的读取范围，从而可以降低整个系统成本。
由于其高度集成性，ST25RU3993仅需一个外部8位
微控制器 即可创建完整的RFID读卡器系统，因此无需复杂的RFID协处理器。
特性
• 供电电压范围为3.0至3.6 V
– 有限工作电压可低至2.7 V
– 最大PA供电电压为4.3 V
– 外设I/O电源范围为1.65至5.5 V
• 协议支持：
– ISO 18000-6C（EPC Class1 Gen2）
– ISO 29143（移动RFID的空中接口）
– 直接模式的ISO 18000-6A/B
• DRM：用于M4和M8的250k Hz和320k Hz滤波器
• 集成电源稳压器
• 支持跳频
• ASK或PR-ASK调制
• 自动I/Q选择
• 采用8位线性RSSI的标签跟踪相位位
• 温度范围：-40 °C至85 °C
• 48引脚QFN（7*7*0.9 mm）封装
2 功能概述
ST25RU3993UHF读卡器是UHF RFID读卡器的集成模拟前端和协议处理系统。该
芯片 工作
于3.3 V供电电压下，因此非常适合低电压、低功耗应用。
它能够以DRM链路频率工作，用于ETSI和FCC区域（参见第 2.9.4节：Rx滤波器支持的链路模式）。它符合正常模式的EPC Class1 Gen2协议（ISO 18000-6C）和直接模式的ISO 18000-6A/B。
图2. 基本UHF读卡器系统
图2. 基本UHF读卡器系统
RFID读卡器具有完整的模拟和数字功能，可用于读卡器操作，包括可支持完整EPC Class1 Gen2（ISO18000-6C）数字协议的发射器和接收器部分。
该读卡器可通过将器件的EN引脚设置为正逻辑电平来使能。使用一个四线串行外设接口（SPI）来实现主机系统（MCU）和读卡器之间的通信。IRQ引脚上的逻辑高电平会通知MCU来处理IRQ。通过直接访问所有控制寄存器，可实现对器件的配置和对读卡器性能的微调。通过双24字节
FIFO 缓冲寄存器，可实现基带数据向/从读卡器传输。传输系统包括并行/串行数据转换、低级数据编码，以及自动FrameSync、Preamble和循环冗余校验（CRC）生成。
有两个发射器输出端口可用：
• 一个是差分低功率高线性度0 dBm输出，其功率驱动至一个单端50 Ω负载上。
• 一个是差分高功率输出，可由内部PA进行放大。高功率输出可达20d Bm，需要接单端50
Ω负载。
两个输出都能够进行幅移键控（ASK）或反相幅移键控（PR-ASK）调制。集成电源稳压器可确保实现整个读卡器系统的电源波纹抑制。
接收器系统可确保实现AM和PM解调，并包含一个具有专利的自动增益控制系统。
可选增益级和信号带宽覆盖了广泛的输入链路频率和比特率选项。可对AM和PM调制的信号强度进行测量并通过RSSI显示寄存器（2Bh）进行访问。接收器输出可在数字化子载波信号和内部子载波解码器输出之间进行选择。内部解码器输出为比特流和数据时钟。
接收器系统包含一个基带数据成帧系统。它执行CRC校验，并将数据按字节组织起来，随后由主机系统通过24字节FIFO寄存器来进行访问。
为了最小化材料清单（BOM），它还包含了一个板上PLL部件，具有集成压控振荡器（VCO）、部分集成环路滤波器、供电部件、ADC部件和主机接口部件。为了能够覆盖多种应用，读卡器具有多种可能配置。寄存器部分配置所有模块的操作和特性。
器件需要通过VEXT和VEXT_PA引脚来供电。 电源中描述了电源供电连接。器件上电时，配置寄存器预设为其默认值。这些默认值连同所有选项位都在配置寄存器表中有描述。读卡器和标签之间的通信按照读卡器先发言的方式。设备上电且寄存器配置完成后，主机系统（MCU）可通过开启RF field ON并发送第一个协议命令开始与标签进行通信。发送和接收可支持两种模式：
• 正常模式
• 直接模式
正常模式下，基带数据通过双FIFO缓冲区进行传输，所有协议数据处理均内部完成。直接模式下，旁路编码器和解码器来实现发送和接收，数据处理必须由MCU来完成。直接模式下，MCU可实时服务模拟前端。
2.1 电源
该器件具有自己的供电系统，可减小外部供电噪声和干扰的影响，并提高不同内置模块之间的去耦能力。
正供电引脚为VEXT和VEXT_PA。负供电引脚为所有的VSN和VSS引脚，包括裸露的芯片焊盘。为了优化电源抑制和设备性能，供电电压应至少为3.3 V。电源供电电压超过3.0 V会导致电源抑制能力降低。如果供电电压较低（低至2.7 V），则设备性能应会降低。
2.1.1 主稳压器
一组可调稳压器可用来为器件的不同内置模块供电。大部分稳压器的公共输入引脚为VEXT。稳压器输出为VDD_A、VDD_LF、VDD_D、VDD_MIX和VDD_B引脚。每个稳压器输出都需要有接地的并联电容。其典型值为2.2 μF和100 pF，推荐使用（至少）X5R级的陶瓷电容。VDD_LFI和VDD_TXPAB是供电输入引脚，应连接至VDD_MIX。
利用稳压器和PA偏置寄存器 （0Bh）中的选项位rvs[2:0]，稳压输出可设置为2.7 V至3.4 V范围内的值，步长为0.1 V。还可以使用直接命令Automatic Power Supply Level Setting（A2h）来自动调节稳压输出值，使其比供电电压VEXT低约300 mV。
2.1.2 内部PA 供电稳压器
内部功率放大器有专门的稳压器。输入引脚为VEXT_PA，输出为VDD_PA。稳压器具有内部补偿电路，需要在VDD_PA上接一个小的外部电容（典型值为1 nF）。此稳压器只允许工作于有负载条件下。
利用稳压器和PA偏置寄存器 （0Bh）中的选项位rvs_rf[2:0]，稳压输出可设置为2.7 V至3.4 V范围内的值，步长为0.1 V。还可以使用直接命令Automatic Power Supply Level Setting（A2h）来自动调节稳压输出值，使其比供电电压VEXT低约300 mV。
由于rvs_rf[2:0]设置和自动电源电平调节通常会是不同的值，因此系统设计为可自动为VDD_PA选择最低电平。
2.1.3 外设通信供电
用来与主机系统（MCU）通信的逻辑电平可在较大电压范围内变化。VDD_IO输入引脚用来定义这些逻辑电平，范围为1.65 V至5.5 V。建议将VDD_IO连接至主机系统电源，以避免出现电压不匹配。
2.1.4 自动电源电平设置
电源供电部分包括一个可将稳压器自动调整为比VEXT供电电压低约300 mV的系统，以在稳压器中实现良好的电源抑制。
已绑定手机
发表于 2023-3-8 14:19
