FM5811DNC203A

富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC2188) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 产品概述 FM5811DNCXXA 是富满电子最新推出的一款微波雷达传感器 SOC 芯片，工作于 5.8GHz 频段并运用 多普勒雷达算法来进行物体运动的识别。该款 SOC 芯片具备低功耗全集成的显著优点，相较于传统的雷达 感应模块，兼备了性价比和良好的性能一致性的特点。芯片内置数字模块，通过标准 I2C 协议读写，可以 让频率在固定的范围内灵活调节，并且增益的可控性能有效避免同频干扰、物体误触等各类干扰问题，是 目前市场上灯光照明客户青睐的一种智能感应方案。 FM5811DNCXXA 作为富满电子的新生代射频 SOC 产品，采用超低功耗架构，可以让客户在辅助电源 的选择上实现更多的可能性。芯片内部输出中频信号搭配外部 MCU，即形成完整的微波雷达感应传感器。 该款 SOC 雷达传感器芯片可满足多项协议标准，并已成功在智能照明、智能家居、智能控制等其他电子产 品的领域实现设计方案。 主要特性 应用领域  工作于 5.8G ISM 频段  智能照明  基于多普勒效应的微波传感器  智能家居  感应距离可根据需要灵活调整  家电控制  采用成熟 CMOS 工艺，做到全集成超高性价比  智能传感  芯片内置 LDO，能有效减少外部电源的干扰  支持标准 I2C 接口，可与其他主控或传感器互 联互通  多种小尺寸封装可选 QFN32 5x5 mm2 QFN20 4x4 mm2 QFN20 3x3 mm2  超低功耗，整体电流约 25mA  IF 信号输出，搭配自研智能感应算法 www.superchip.cn 第 1 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 典型应用图 FM5811DNCXXA 芯片的结构框架见图 1，首先芯片内部锁相环产生一个 5.8G 的射频微波信号，经过 驱动级放大由发射天线发出，当射频微波信号遇到移动的物体，发射信号和反射信号会产生多普勒雷达效 应，即它们之间有一定的频率差。这时反射信号通过接收天线，经过低噪声放大器放大和发射信号在混频 器内进行混频，混频器经过处理得到一个中频信号，再经过低通滤波器过滤掉噪声，同时将中频信号进行 放大。最后通过单片机进行数字处理输出高低电平，进而判断感应器周围是否存在移动的物体。 图 1 芯片应用图 www.superchip.cn 第 2 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 极限工作条件 参数 指标范围 最小值 电源电压 3.0 输出功率 -14 储存温度 -25 典型值 最大值 单位 3.6 V -12 -10 dBm -40 +125 ℃ 25 30 us 开启速度 测试条件 ESD 特性 参数 指标 最小值 HBM -1 CDM -500 典型值 最大值 - 单位 测试条件 1 kV 所有 pin 脚适用 500 V 所有 pin 脚适用 推荐工作条件 参数 指标范围 最小值 典型值 最大值 单位 电源电压 3.3 V 待机电流 18 mA 工作电流 25 27 mA 开启速度 25 30 μs 测试条件 接收特性 参数 指标 最小值 输入反射系数 噪声系数 接收链路增益 www.superchip.cn 最大值 16 输入阻抗 输入频率 典型值 单位 测试条件 Ω 5.725 5.8 5.875 GHz -25 -15 -10 dB 9 12 16 dB 50 60 80 dB 第 3 页 共 13 页 including RF, analog and LPF in RX Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 发射特性 参数 指标 最小值 典型值 最大值 单位 输出阻抗 50 Ω 最大输出功率 -10 dBm 输出频率范围 5.725 5.800 5.875 GHz 输出功率范围 -14 -12 -10 dBm 中频频率范围 1 50 Hz 测试条件 锁相环特性 指标 参数 最小值 典型值 最大值 25 锁相环输入参考时钟 单位 测试条件 MHz 使用 25MHz 无源晶振 锁相环带宽 50 100 150 KHz 从发射输出口分析频谱 相位噪声 1MHz -95 -97 -99 dBc/Hz 从发射输出口分析频谱 产品命名规则 字符位 #1-2 #3-4 #5-6 #7 #8 #9 #10-11 #12 内容 FM 58 11 D N C 32 A 说明 公司 缩写 工作 频率 1发 1收 芯片版 本代号 芯片版 本代号 线材 封装形式： 203-QFN20 3x3； 204-QFN20 4x4； 32-QFN32 5x5； 48-QFN48 5x5；等 封装版 本代号 封装说明 图片名称 产品名称 封装类型 产品类型 版本 图2 FM5811DNC203A QFN20_3X3 5.8G 1T1R 产品 版本 A 图3 FM5811DNC204A QFN20_4X4 5.8G 1T1R 产品 版本 A 图4 FM5811DNC32A QFN32_5X5 5.8G 1T1R 产品 版本 A www.superchip.cn 第 4 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 翻转180° MILLIMETER SYMBOL MIN NOM MAX A 0.80 0.85 0.90 A1 0.00 0.02 0.05 A2 0.203REF. b 0.15 0.20 0.25 D 2.95 3.00 3.05 E 2.95 3.00 3.05 D1 1.80 1.85 1.90 E1 1.80 1.85 1.90 e 0.35 0.40 0.45 K 0.225 0.275 0.325 L 0.25 0.30 0.35 图 2 QFN_20_3X3 www.superchip.cn 第 5 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 D K L LASER MARK PIN 1 E2 E D2 e MILLIMETER SYMBOL MIN NOM MAX A 0.83 0.85 0.87 A1 0 0.02 0.05 A2 A A2 A1 0.203REF. b 0.20 0.25 0.30 D 3.95 4.00 4.05 D2 1.95 2.00 2.05 E 3.95 4.00 4.05 E2 1.95 2.00 2.05 e 0.45 0.50 0.55 K L 0.60REF. 0.35 0.40 0.45 图 3 QFN_20_4X4 www.superchip.cn 第 6 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 D K LASER MARK PIN 1 E E2 D2 b e L MILLIMETER SYMBOL A A3 A1 MIN NOM MAX A 0.83 0.85 0.88 A1 0 - 0.05 A2 - A3 0.203REF b 0.23 0.25 0.27 D 4.95 5.00 5.05 D2 3.60 3.65 3.70 E 4.95 5.00 5.05 E2 3.60 3.65 3.70 e 0.48 0.50 0.52 K L 0.33REF 0.30 0.35 0.40 图4 QFN_32_5X5 www.superchip.cn 第 7 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 I2C 时序逻辑 FM5811DNCXXA支持快速I2C模式，最高位速率400kbit/S，MCU可以通过I2C直接配置或读取芯片的 状态信息,其数据传输遵循图5所示的格式，在起始条件（S）后发送一个7位从机地址0X1A，紧接着第8位 是数据方向位R/W，‘0’表示发送（写） ，‘1’表示请求数据（读），数据传输由主机产生的停止位（P）终止。 图5 I2C时序逻辑图 www.superchip.cn 第 8 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 PIN 脚定义（FM5811DNC32A） 图6 pin脚定义图 PIN 脚描述 Pin # Name Description Pin # Name Description 1 NC 空引脚 17 NC 空引脚 2 NC 空引脚 18 NC 空引脚 3 NC 空引脚 19 LPF_INP 中频输入差分 P 4 NC 空引脚 20 LPF_INN 中频输入差分 N 5 NC 空引脚 21 MIX/OUTN 混频器输出差分 N 6 NC 空引脚 22 MIX/OUTP 混频器输出差分 P 7 NC 空引脚 23 NC 空引脚 8 NC 空引脚 24 RX_ATN 天线接收输入口 9 PA_OUT 发射功率输出口 25 VDD_BAT 模拟供电电压 10 NC 空引脚 26 VDD_DIG 数字供电电压 11 XO25M_IN 25M 晶振输入 27 NC 空引脚 12 XO25M_OUT 25M 晶振输出 28 SCL 芯片寄存器配置时钟口 13 NC 空引脚 29 NC 空引脚 14 NC 空引脚 30 SDA 芯片寄存器配置数据口 15 LPF_OUTN 中频输出差分 N 31 IO_PAD 多路输出复用口 16 LPF_OUTP 中频输出差分 P 32 NC 空引脚 33 GND 地 www.superchip.cn 第 9 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 PIN 脚定义（FM5811DNC203A/ FM5811DNC204A） 图7 pin脚定义图 PIN 脚描述 Pin # Name Description Pin # Name Description 1 NC 空引脚 11 LPF_INP 中频输入差分 P 2 NC 空引脚 12 LPF_INN 中频输入差分 N 3 NC 空引脚 13 MIX/OUTN 混频器输出差分 N 4 NC 空引脚 14 MIX/OUTP 混频器输出差分 P 5 NC 空引脚 15 RX_ATN 天线接收输入口 6 PA_OUT 发射功率输出口 16 VDD_BAT 模拟供电电压 7 XO25M_IN 25M 晶振输入 17 VDD_DIG 数字供电电压 8 XO25M_OUT 25M 晶振输出 18 SCL 芯片寄存器配置时钟口 9 LPF_OUTN 中频输出差分 N 19 SDA 芯片寄存器配置数据口 10 LPF_OUTP 中频输出差分 P 20 IO_PAD 多路输出复用口 21 GND 地 www.superchip.cn 第 10 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 应用原理图 图 8 应用原理图 1. RX 天线端的 PI 形网络用来进行输入天线的匹配，当天线阻抗不匹配时可调整该网络参数以优化射频性能； 2. 3. 4. 关于参考时钟，默认选用 25MHz 晶体，如 MCU 或其它模块可提供参考时钟,可以节省掉晶体； MCU 通过 I2C 对芯片进行配置，如果 I2C 走线较长，建议在 SDA 和 SCLK 上加 10k 上拉电阻； 芯片的模拟中频输出有两路，分别为 LPF_OUTP 和 LPF_OUTN，可选择其中一路进行 ADC 采样，另 外一路没有使用的 IF 信号 pin 脚悬空处理即可； MCU 采样模拟中频后需要通过算法将特定的工频信号滤除以减小电源工频对感应性能的影响； 雷达信号对接地比较敏感，在 PCB Layout 时尽量把发射天线和接收天线的地分隔开来； 芯片典型供电电压为 3.3V，如果供电电压超过 3.5V，需要外加 LDO； 5. 6. 7. www.superchip.cn 第 11 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 应用元件值 Comment 100nF 12pF 1uF 1nF NC NC 10uF 500f 1.8nH 510K 10K 400K ANT_50Ω Description 无极性贴片电容 无极性贴片电容 无极性贴片电容 无极性贴片电容 无极性贴片电容 无极性贴片电容 无极性贴片电容 无极性贴片电容 无极性贴片电感 无极性贴片电阻 无极性贴片电阻 无极性贴片电阻 天线 Designator C1 C2,C3 C4,C6 C5,C7,C8 C9 C12 C10,C11 C13 L1 R1 R2,R3 R4,R5 RX,TX Footprint C0603 L C0603 L C0603 L C0603 L C0603 L C0402 L C0603 L C0402 L L0402 L R0603 L R0603 L R0603 L ANT LibRef C C C C C C C C L R R R Quantity 1 2 2 3 1 1 2 1 1 1 2 2 2 图 9 应用元件参考值 www.superchip.cn 第 12 页 共 13 页 Version 1.0 2022 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM5811DNCXXA (文件编号：S&CIC1637) 5.8GHz 毫米波雷达芯片 回流焊曲线 图 10 回流焊曲线 www.superchip.cn 第 13 页 共 13 页 Version 1.0 2022