遠程無(wú)線(xiàn)鑰匙

2004年4月A版

　　汽車(chē)用遠程無(wú)線(xiàn)鑰匙(RKE)做為新型汽車(chē)的一種性能和汽車(chē)零件市場(chǎng)的一種產(chǎn)品，受到人們的喜愛(ài)，這顯示了第一代RKE對用戶(hù)的吸引力。在北美RKE系統在新車(chē)中的安裝率超過(guò)80%、歐洲超過(guò)70%。這些系統大部分采用單向(單工)通信，但第2代和第3代系統可能會(huì )為鑰匙提供回復信號，提示汽車(chē)需要加油或輪胎需要打氣。

　　RKE系統除方便用戶(hù)外，還有另外的好處：全球更多的汽車(chē)制造廠(chǎng)家正在把RKE驅動(dòng)的汽車(chē)制動(dòng)技術(shù)用在汽車(chē)中，以使汽車(chē)被盜率降到最低。在歐洲，汽車(chē)制造公司正在與保險公司合作把這種技術(shù)引入汽車(chē)中，保險公司又把它作為得到汽車(chē)保險的一個(gè)條件。這種發(fā)展趨勢已出現在德國，最近幾年會(huì )擴展到全歐洲。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，RKE系統是由在鑰匙包(或鑰匙)中集成了RF發(fā)射器，發(fā)射器發(fā)送數據短脈沖到汽車(chē)中的接收器，接收器譯碼并通過(guò)接收器控制的制動(dòng)器使車(chē)門(mén)開(kāi)/關(guān)。無(wú)線(xiàn)鏈路載波頻率，在美國和日本用315MHz，歐洲用433.92MHz(ISM頻段)。在日本，是頻移鍵控(FSK)，但是世界上大多數國家采用幅移鍵控(ASK)。載波在兩個(gè)電平幅度之間調制。為了節省功率，低電平通常接近零，這構成了完全的開(kāi)關(guān)鍵控(OOK)。

RKE詳述

　　典型的REK系統(圖1)包括鑰匙或鑰匙包中的微控制器。按鍵中的一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)汽車(chē)，喚醒mC并發(fā)送64或128位數據流到鑰匙的RF發(fā)射器，發(fā)射器調制載波并通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的印刷電路環(huán)路天線(xiàn)發(fā)射(用PC板制造環(huán)路天線(xiàn)盡管效率低，但價(jià)廉而且廣泛被采用)。

　　在汽車(chē)中，RF接收器捕獲此數據并送到另一個(gè)mC，此mC譯碼并發(fā)送適當的信息來(lái)啟動(dòng)引擎或開(kāi)車(chē)門(mén)，多按鈕鑰匙包可選擇駕駛員車(chē)門(mén)或所有車(chē)門(mén)，或者行李箱。

　　在2.4Kbps和20Kbps之間發(fā)射的數字數據流通常包括前置碼、命令碼、檢驗位和“滾動(dòng)碼”，以保證汽車(chē)安全(否則所發(fā)射的信號可能會(huì )偶然開(kāi)啟另外的汽車(chē)，或落入盜賊之手使其得逞)。

　　有幾個(gè)主要的因素支配著(zhù)RKE系統的設計。像所有批量生產(chǎn)的部件那樣，RKE系統必須具有低成本和高可靠性。其發(fā)射器和接收器功率應保持最小，因為更換鑰匙中的電池是件麻煩的事情，而且重新充電汽車(chē)電池也是件麻煩的事情。針對這些要求，RKE系統設計人員必須巧妙處理接收機靈敏度、載波容限和其他技術(shù)參量，以便在低成本和最小電源電流條件下達到最大的傳輸距離。

　　其他的制約因素包括對這些短距離裝置的本地規章(如美國的FCC規范)。使用短距離裝置不需要執照，但產(chǎn)品本身受不同國家的法律和規章的約束。美國的相關(guān)文本是CFR(聯(lián)邦規范碼)，Titel47,Part15,這包括260~470MHz頻段(Section15.231)和902~928MHz頻段(Section15.249)。

　　下面考慮FCC規范如何影響RKE設計，Section15.231規定器件傳輸命令或控制信號、ID碼和緊急情況期間的無(wú)線(xiàn)電控制信號，但不包括視頻和音頻、玩具控制信號或連續數據。傳輸時(shí)間不能超過(guò)5秒。只有在傳輸率低于每小時(shí)一次時(shí)，才會(huì )允許1秒種的傳輸周期。距發(fā)射天線(xiàn)3米處的最大場(chǎng)強與基頻(260~470MHz)是線(xiàn)性比例關(guān)系，其范圍是3750mV/m~12500mV/m。比載波低20dB點(diǎn)的帶寬不應超過(guò)中心頻率2.25%，而寄生發(fā)射應該比基頻低20dB。

　　下面仔細研究RKE系統設計的有關(guān)問(wèn)題，首先研究載波產(chǎn)生。

載波產(chǎn)生

　　第一代RKE電路包括聲表面波(SAW)器件，用SAW器件產(chǎn)生發(fā)射器中的RF載波和接收器中的本振(L0)頻率。然而，典型SAW器件的起始頻率不確定度至少為