汽車無線接入系統(tǒng)
我們可以看一下代表當今系統(tǒng)架構(gòu)師所面臨眾多挑戰(zhàn)的無線系統(tǒng)—可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的最新智能應答器。在這種雙向通信系統(tǒng)中，
與應答器可在無需人工干預下自動通信。這種低成本、雙向通信應答器可設(shè)計成采用兩個頻率工作：125 kHz用于接收數(shù)據(jù)；UHF（315、433、868或915 MHz）用于發(fā)送數(shù)據(jù)。由于125 kHz信號的非傳播特性，雙向通信距離一般不超過3米。而由于該應答器還擁有可執(zhí)行可選操作的按鈕，故當按下發(fā)射按鈕時，還可支持更長的單向傳輸距離（從應答器至基站）。
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在這些應用中，基站用125 kHz頻率發(fā)送命令，同時等待附近的有效應答器以UHF頻率發(fā)回響應。智能應答器一般處于接收模式并等待任何有效的125kHz基站命令。如果接收到任何有效的基站命令，應答器以UHF頻率發(fā)送響應。這就是我們所說的“無源無鑰匙門控系統(tǒng)”。由于PKE系統(tǒng)采用125kHz電路進行雙向通信，因此低成本、小體積及低功耗PKE應答器可使用含有數(shù)字與低頻前端的集成系統(tǒng)級芯片（SoC） ，
1 PKE系統(tǒng)挑戰(zhàn)
隨著設(shè)計工程師獲得更多的系統(tǒng)經(jīng)驗，他們?nèi)找婷媾R如下挑戰(zhàn)：如何既可靠地設(shè)計PKE應答器功能使其成為傳統(tǒng)PKE應答器的一種高性價比替代選項，同時又確保它能達到特定的系統(tǒng)目標。表1列出了系統(tǒng)設(shè)計工程師所面臨的一些主要關(guān)注點及解決方案。盡管PKE應答器看起來似乎需要用復雜及昂貴的電路才能實現(xiàn)，但設(shè)計工程師所面臨的挑戰(zhàn)已通過使用一些相對簡單、圍繞一個智能PIC型微控制器
?????? 圖1顯示一種智能PKE系統(tǒng)。它還擁有用于可選操作的按鈕，但主要操作無需任何人工干預即可完成。PKE應用的雙向通信順序如下：基站用125 KHz頻率發(fā)送命令；應答器用3付正交LC諧振天線，
接收125 KHz基站命令；如果命令有效，則應答器通過一個UHF發(fā)射機發(fā)出響應（加密數(shù)據(jù)）；如果數(shù)據(jù)正確，則基站接收響應并啟動開關(guān)，
圖1：采用雙向通信的智能無源無鑰匙門控（PKE）系統(tǒng)
設(shè)計工程師所面臨的一個挑戰(zhàn)是系統(tǒng)性能增強的高性價比實現(xiàn)，這些增強包括：通信距離、天線方向性、小封裝尺寸、加密安全及門鎖“開/關(guān)”條件下的低功耗等。實現(xiàn)一種能可靠接收125 kHz信號作用距離內(nèi)的基站命令，并保持長電池
2 雙向通信距離的輸入靈敏度要求
供電應答器應用中，用UHF （315/433/915 MHz） 的最大通信距離大約為100米左右，但用低頻（LF, 125 kHz）則只能達到幾米的通信距離。因此，雙頻PKE應答器的通信距離主要受125 kHz基站命令作用距離的限制。由于低頻信號的非傳播特性，125 kHz信號會隨距離增加而快速衰減。例如，假設(shè)基站輸出300 Vpp左右的天線輸出電壓，則由大約3米距離上的應答器的線圈天線所感應的電壓大約僅為3 mVpp,與應用環(huán)境的噪聲電平相當。因此，如何有效地檢測弱信號是系統(tǒng)設(shè)計工程師所面臨的一個主要問題。
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為增加125 kHz基站命令的作用距離，可考慮以下兩種可能的解決方案：（a） 增加基站發(fā)射機的發(fā)射功率；（b） 提高應答器的輸入靈敏度?；景l(fā)射機的最大發(fā)射功率一般受政府規(guī)定的限制，因此，假設(shè)基站發(fā)射的最大功率處于允許范圍內(nèi)，則上述第二種提高輸入信號檢測靈敏度的方法，即是唯一有效的解決方案。為達到3米的雙向通信距離，應答器輸入靈敏度須達到3 mVpp左右。
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( 發(fā)表人：小蘭 )