遙控門(mén)禁(RKE)的設計要求

為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，對基于曼徹斯特編碼的數據，估計其S/N為5dB，根據定義，可以得到：

n0 = 10log 10(kTB/1E-3)，

其中，k為玻爾茲曼常數(1.38E-23)，T為溫度，以開(kāi)氏度為單位;B為系統噪聲帶寬，在室溫(T = 290°K)下，1Hz帶寬時(shí)， n0 = -174dbm/Hz。相對300kHz IF帶寬， n0 = - 119dbm。

假定系統靈敏度(S)是-109dBm，用式1可以算出噪聲系數NF = 5dB。噪聲系數(NF)與噪聲因數(F)之間的關(guān)系為：(NF)dB = 10logF，其中F = 10(NFdB/10)。所以，F = 3.162。對于多個(gè)雙端口部件級聯(lián)的情況，噪聲系數為：

FTotal = F1 + (F2-1)/G1 + (F3-1)/(G1*G2) + . . . 式2

利用式2可以對系統增加了外部LNA時(shí)的新噪聲因數進(jìn)行計算。對于Maxim的MAX2640 LNA，NF = 1dB、增益 = 15dB (也就是，F1 = 1.26，G1 = 31.62)。原系統的噪聲因數是3.162，所以，FTotal = 1.327，即1.23dB，代入式1得到：

S = 1.23 - 119 + 5 = -112.77dB。

假定原靈敏度是-109dB，加上LNA后僅僅獲得了3.77dB的提高?？紤]三階交調截點(diǎn)(IIP3)對動(dòng)態(tài)范圍的影響，MAX1470有16dB的內部LNA增益和-18dBm的內部混頻器IIP3，而總的IIP3為-34dBm。加上具有15dB增益的外部LNA，將這個(gè)數字降低到-49dBm。因此外部LNA的加入對靈敏度大約有4dB的改善，但系統動(dòng)態(tài)范圍降低了15dB!對于指定的應用場(chǎng)合，必須考慮這種折衷。

發(fā)展方向

下一步RKE系統的發(fā)展將會(huì )涉及雙向(半雙工)通信，目前它已經(jīng)以"無(wú)源RKE"的形式應用在某些高端車(chē)輛中。當駕駛人員靠近汽車(chē)時(shí)，汽車(chē)發(fā)射裝置不斷輪詢(xún)，以確定駕駛人員的接近。在一定范圍內(1至2米)，控制器和車(chē)輛建立雙向通信，并打開(kāi)車(chē)門(mén)。目前的雙向系統除了包含確認功能(確認車(chē)門(mén)已鎖)之外，還包含遙控啟動(dòng)功能，它使駕駛者在一段距離之外可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機。

未來(lái)的發(fā)展可能包括輪胎氣壓檢測(TPS)技術(shù)，與無(wú)源RKE一樣，當前TPS僅用于某些卡車(chē)和豪華汽車(chē)。TPS系統與RKE有很多相似之處，將類(lèi)似于RKE的控制器與測壓、測溫傳感器集成在一起，安裝在每只輪胎的閥座上。每只車(chē)胎定時(shí)向車(chē)內的接收器(類(lèi)似于RKE接收器)發(fā)送信息，向駕駛員提供出現任何輪胎問(wèn)題的預警。TPS和RKE具有很多相似之處(近距離、簡(jiǎn)單調制、需要省電等等)，未來(lái)的系統很可能會(huì )通過(guò)共用和合并電路降低成本。

RKE有可能演變成一種半雙工系統，在打開(kāi)車(chē)門(mén)之前，通知司機汽車(chē)的狀態(tài)以及是否需要加油等。如果證明RKE耐用、可靠，它將逐步淘汰目前的鑰匙和開(kāi)啟車(chē)門(mén)的相關(guān)硬件。

用于RKE的CMOS IC

Maxim是為數不多的可以提供RKE產(chǎn)品的廠(chǎng)商之一，可生產(chǎn)特定功能的用于RKE市場(chǎng)的集成電路。對于鑰匙扣控制器，Maxim提供目前業(yè)界最小的300MHz至450MHz發(fā)送器—MAX1472，該器件采用微型3mm x 3mm、8引腳SOT23封裝。其2.1V 至3.6V的供電范圍使器件可以采用單節鋰離子電池供電，待機模式下僅消耗5nA電源電流。

在傳輸曼徹斯特編碼數據時(shí)，MAX1472支持高達100kbps的數據傳輸速率，消耗3.0mA和5.5mA電源電流，同時(shí)可向50Ω負載提供-10dBm至+10dBm的輸出功率?；诰w的鎖相環(huán)產(chǎn)生精確的載波頻率，允許接收器使用較窄的IF帶寬，從而提高傳輸距離。為了降低功耗，內部振蕩器可快速起振，發(fā)出使能信號之后，啟動(dòng)時(shí)間僅需220μs。

對于汽車(chē)上的接收器，可以考慮使用300MHz至450MHz的超外差ASK接收器MAX1473。該器件具有-114dBm的高靈敏度，且全差分混頻器具有50dB的鏡頻抑制。MAX1473優(yōu)化工作于315MHz或433MHz。該芯片采用3.3V或5V電源，包括低噪聲放大器(LNA)、全差分鏡頻抑制混頻器、基于晶體的PLL提供本振，并具有接收信號強度指示(RSSI)的10.7MHz IF限幅放大器。內部數據濾波器和數據限幅器提供數據輸出，另外，還可選擇接收器MAX1470，該芯片與MAX1473類(lèi)似，區別是只是優(yōu)化工作于315MHz，工作在3.0V至3.6V電源范圍。