基于SP37的新型TPMS系統(tǒng)設(shè)計
2.1 SP37應(yīng)用設(shè)計
傳感器和射頻是無線輪胎壓力傳感器設(shè)計的關(guān)鍵。由于輪胎壓力傳感器安裝在輪轂上,采用能量有限的鋰電池供電,因此實現(xiàn)傳感器和射頻功能的芯片需具有以下兩個特點:
1)集成度高,外圍器件盡可能少,便于進行可靠性設(shè)計;
2)最小可工作電壓低,功耗低,有多種工作模式,便于根據(jù)具體工作狀態(tài)進行功耗管理,以盡可能延長監(jiān)測模塊的工作壽命。
根據(jù)以上特點,并經(jīng)過分析比較,最終選用了SP37這款高集成度系統(tǒng)級芯片。SP37是調(diào)頻范圍為300~450 MHz的胎壓傳感器芯片,內(nèi)部集傳感器、單片機和RF發(fā)射單元于一體,最大輸出功率+8 dBm(50 Ω負載),最低1.9 V工作。應(yīng)用電路如圖3所示,主要包括電源濾波電路、晶振電路和天線匹配電路三部分。由于RF芯片對汽車電磁噪音非常敏感,恰當有效的濾波電路能很好地抑制噪音,提高可靠性,因而靠近電源引腳配置了濾波電容C1、C4和C6。SP37常用調(diào)制頻率有315 MHz和433.92 MHz兩種,不同調(diào)制頻率所選用的晶振也不同。若調(diào)制頻率為315 MHz,那么外部晶振頻率G1應(yīng)為19.687 5 MHz;若調(diào)制頻率為433.92 MHz,G1則應(yīng)為18.08 MHz。L1、L2、C2、C3和C5組成了天線匹配網(wǎng)絡(luò),通過優(yōu)化這些參數(shù)可以將特定阻抗的天線匹配到SP37功率放大器的輸出阻抗500 Ω,以抑制諧波,提高天線的效能。本設(shè)計采用氣門嘴作為天線,通過軟件仿真和反復(fù)測試驗證,最佳匹配電路如圖3所示。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/172624.htm
2.2 MAX1473射頻應(yīng)用設(shè)計
胎壓控制器可以直接由車載電源供電,對功耗的要求不是很嚴格。由于胎壓控制器安裝于車廂內(nèi),考慮到金屬車身的屏蔽效應(yīng),高靈敏度是選擇射頻接收芯片時考慮的重要因素。而與FSK(frequency-shift-keyed,頻移鍵控)制式的接收芯片相比,ASK制式的接收芯片具有更高的靈敏度,成本也較低,因此最終選用MAXIM公司的超外差接收機MAX1473來完成胎壓傳感器SP37射頻無線信號的可靠接收,其應(yīng)用電路如圖4所示。
MAX1473具有-114~0d Bm的信號輸入范圍,調(diào)制頻率范圍300~450MHz,接收數(shù)據(jù)速率最大為100 kb/s,內(nèi)部集成了低噪聲放大器、全差分鏡頻抑制混頻器、帶壓控的片上鎖相環(huán)、10.7 MHz中頻限幅放大器以及模擬基帶數(shù)據(jù)恢復(fù)電路,只需少量的外部器件即可構(gòu)成胎壓接收器的射頻前端。MAX1473外圍電路主要包括3部分:LNA調(diào)諧電路、輸入匹配和晶振電路。LNA調(diào)諧電路由連接在LNAOUT引腳的L2和C9組成,諧振頻率。
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