遙控門禁(RKE)的設(shè)計要求

為簡化起見，對基于曼徹斯特編碼的數(shù)據(jù)，估計其S/N為5dB，根據(jù)定義，可以得到：

n0 = 10log 10(kTB/1E-3)，

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

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

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

利用式2可以對系統(tǒng)增加了外部LNA時的新噪聲因數(shù)進行計算。對于Maxim的MAX2640 LNA，NF = 1dB、增益 = 15dB (也就是，F(xiàn)1 = 1.26，G1 = 31.62)。原系統(tǒng)的噪聲因數(shù)是3.162，所以，F(xiàn)Total = 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(diào)截點(IIP3)對動態(tài)范圍的影響，MAX1470有16dB的內(nèi)部LNA增益和-18dBm的內(nèi)部混頻器IIP3，而總的IIP3為-34dBm。加上具有15dB增益的外部LNA，將這個數(shù)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(tǒng)動態(tài)范圍降低了15dB!對于指定的應用場合，必須考慮這種折衷。

發(fā)展方向

下一步RKE系統(tǒng)的發(fā)展將會涉及雙向(半雙工)通信，目前它已經(jīng)以"無源RKE"的形式應用在某些高端車輛中。當駕駛?cè)藛T靠近汽車時，汽車發(fā)射裝置不斷輪詢，以確定駕駛?cè)藛T的接近。在一定范圍內(nèi)(1至2米)，控制器和車輛建立雙向通信，并打開車門。目前的雙向系統(tǒng)除了包含確認功能(確認車門已鎖)之外，還包含遙控啟動功能，它使駕駛者在一段距離之外可以啟動發(fā)動機。

未來的發(fā)展可能包括輪胎氣壓檢測(TPS)技術(shù)，與無源RKE一樣，當前TPS僅用于某些卡車和豪華汽車。TPS系統(tǒng)與RKE有很多相似之處，將類似于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。每只車胎定時向車內(nèi)的接收器(類似于RKE接收器)發(fā)送信息，向駕駛員提供出現(xiàn)任何輪胎問題的預警。TPS和RKE具有很多相似之處(近距離、簡單調(diào)制、需要省電等等)，未來的系統(tǒng)很可能會通過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(tǒng)，在打開車門之前，通知司機汽車的狀態(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啟車門的相關(guān)硬件。

用于RKE的CMOS IC

Maxim是為數(shù)不多的可以提供RKE產(chǎn)品的廠商之一，可生產(chǎn)特定功能的用于RKE市場的集成電路。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(jié)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(shù)據(jù)時，MAX1472支持高達100kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，消耗3.0mA和5.5mA電源電流，同時可向50Ω負載提供-10dBm至+10dBm的輸出功率。基于晶體的鎖相環(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(nèi)部振蕩器可快速起振，發(fā)出使能信號之后，啟動時間僅需220μs。

對于汽車上的接收器，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(nèi)部數(shù)據(jù)濾波器和數(shù)據(jù)限幅器提供數(shù)據(jù)輸出，另外，還可選擇接收器MAX1470，該芯片與MAX1473類似，區(qū)別是只是優(yōu)化工作于315MHz，工作在3.0V至3.6V電源范圍。