遙控門(mén)禁(RKE)的設計要求

目前，發(fā)送和接收芯片均內置鎖相環(huán)，只需要一個(gè)外接晶振，以產(chǎn)生有效的RKE信號(參考本文補充說(shuō)明：用于RKE的IC)。例如，Maxim的MAX1470 PLL包含64分頻電路和低端注入的10.7MHz中頻電路(該芯片可以工作在433.92MHz，但在315MHz，其鏡頻抑制能力最佳)。按照315MHz工作頻率，所要求的晶體頻率為fXTAL = (fRF - 10.7)/64 = 4.7547 (單位為MHz)。該IC要求在XTAL1和XTAL2引腳加上振蕩頻率為315MHz的晶體和一個(gè)5pF的電容。關(guān)于晶體頻率的調節，請參考應用筆記1017：如何為MAX1470超外差接收機選擇石英晶體振蕩器。

節省功耗

由于電池的使用壽命非常重要，RKE系統采用了各種技術(shù)降低工作電流和"開(kāi)機時(shí)間"。接收器PLL的壓控振蕩器(VCO)是這一設計細節的范例，接收器需要保持幾乎不間斷的檢測狀態(tài)，以免漏過(guò)打開(kāi)車(chē)輛的命令;而為了省電需要盡可能地將其置于關(guān)機狀態(tài)，甚至在檢查之間的短暫間隔內。

控制器的發(fā)射裝置通常連續發(fā)送4組10ms的數據流(共計40ms左右)，以確保接收器至少捕捉到它們中的一組。接收器可以每隔20ms執行一次查詢(xún)操作，力圖至少捕獲兩組數據，以便有足夠的余量消除時(shí)序誤差和噪聲。譯碼時(shí)間大約需要0.75ms (足夠接收7或8位數據)，用來(lái)判斷是否為有效數據。

除了譯碼時(shí)間外，輪詢(xún)操作必須首先具備接收器"喚醒"和穩定時(shí)間。大多數放大電路可以快速喚醒，但VCO晶體是機電元件，它需要一定的起振時(shí)間，當然，它還需要更長(cháng)的時(shí)間才能穩定在所要求的頻率。對于傳統的超外差接收機，該時(shí)間通常需要2ms至5ms。而MAX1470的VCO從上電到晶體穩定振蕩只需0.25ms。于是，在每20ms內，通過(guò)喚醒檢測發(fā)射信號只需要1ms (0.75ms解碼、0.25ms穩定) (圖2)?？煽焖賳拘训腗AX1470工作電壓為3.3V，而不是5V，這是節省能量并延長(cháng)電池壽命的四個(gè)或五個(gè)因素中的一個(gè)(相對于傳統的超外差接收機)。

嚴格來(lái)講，RKE是近距離通信技術(shù)，有源系統的傳輸距離可以達到20m，無(wú)源RKE系統的通信距離是1至2m，既使是近距離傳輸，保證低功耗和低成本設計對于RF電路也是一個(gè)挑戰。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，發(fā)射器和接收器的天線(xiàn)由PCB上的環(huán)形或矩形印制導線(xiàn)組成，并用一個(gè)簡(jiǎn)單的LC網(wǎng)絡(luò )，以達到天線(xiàn)與發(fā)射器或接收器芯片的阻抗匹配(參考應用筆記1830：How to Tune and Antenna Match the MAX1470 Circuit)。

增加一個(gè)低噪聲放大器(LNA)?

由于FCC規定必須使用低發(fā)射功率，小的電池容量以及發(fā)射天線(xiàn)朝向的不確定性等因素，要求RKE接收芯片具有極高的靈敏度。提高接收靈敏度的一個(gè)方法是增加一個(gè)低噪聲放大器(圖3)，但這種方法會(huì )降低動(dòng)態(tài)范圍，在具體應用中可能無(wú)法接受?？梢钥紤]一下對MAX1470超外差接收器的分析。

接收靈敏度取決于它的噪聲系數、載波調制檢波所要求的最低信噪比S/N和系統的熱噪聲：

S = NF + n0 + S/N， 式1

其中，S為所要求的最小信號電平，以dBm為單位;NF為接收器的噪聲系數，以dBm為單位;n0為接收器的熱噪聲功率，以dBm為單位;S/N為滿(mǎn)足信號檢波的輸出信噪比，以dBm為單位(通?；诳山邮艿恼`碼率)。