汽車無線接入技術(shù)解決方案
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表1：PKE智能應(yīng)答器的主要技術(shù)難點與解決方案 
在這些應(yīng)用中，基站用125 kHz頻率發(fā)送命令，同時等待附近的有效應(yīng)答器以UHF頻率發(fā)回響應(yīng)。智能應(yīng)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(yīng)答器以UHF頻率發(fā)送響應(yīng)。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(yīng)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) 智能微控制器單元(MCU)來生產(chǎn)。
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(yīng)答器功能使其成為傳統(tǒng)PKE應(yīng)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(yīng)答器看起來似乎需要用復(fù)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(PIC16F639)，并包含所有必要功能以滿足安全雙向通信要求的低成本電路而得到解決。
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(yù)即可完成。PKE應(yīng)用的雙向通信順序如下：基站用125 KHz頻率發(fā)送命令；應(yīng)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(yīng)答器通過一個UHF發(fā)射機發(fā)出響應(yīng)(加密數(shù)據(jù))；如果數(shù)據(jù)正確，則基站接收響應(yīng)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)
雙向通信距離的輸入靈敏度要求
在電池供電應(yīng)答器應(yīng)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(yīng)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(yīng)答器的線圈天線所感應(yīng)的電壓大約僅為3 mVpp，與應(yīng)用環(huán)境的噪聲電平相當(dāng)。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。
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(yīng)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(yīng)答器輸入靈敏度須達到3 mVpp左右。
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