PIC16F639在被動(dòng)無(wú)鑰門(mén)禁系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用
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圖3：由于天線的方向性，在實(shí)際應(yīng)用中，兩個(gè)天線平行時(shí)檢測(cè)距離最大，
正交時(shí)檢測(cè)距離最短
PIC16F639器件具有三個(gè)低頻輸入通道。LCX、LCY和LCZ引腳用于連接(每個(gè)LF輸入通道的)外部LC諧振天線電路。外部電路連接至天線輸入引腳及LCCOM引腳。對(duì)所有外部天線電路而言，LCCOM是共用引腳。當(dāng)內(nèi)部檢測(cè)電路檢測(cè)到強(qiáng)輸入信號(hào)時(shí)，建議在LCCOM引腳與地之間接一個(gè)電容(1～10uF)，以提供穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
盡管PIC16F639有三個(gè)LC輸入引腳與三個(gè)外部天線連接，但根據(jù)具體應(yīng)用，用戶可以只用一個(gè)或兩個(gè)天線，而不是同時(shí)使用三個(gè)天線。工作電流消耗與使能的通道數(shù)成正比，使能的通道越少，消耗的電流越小，但強(qiáng)烈建議在免持式PKE應(yīng)用中使用所有三個(gè)天線。
為檢測(cè)低頻磁場(chǎng)，通常要使用調(diào)諧環(huán)型天線。為使天線電壓最大，環(huán)型天線必須精確調(diào)諧到所需的頻率。對(duì)于PKE應(yīng)用，應(yīng)將天線調(diào)諧到基站載波頻率。環(huán)型天線由構(gòu)成并聯(lián)LC諧振電路的一個(gè)線圈(電感)和幾個(gè)電容組成。通過(guò)增大環(huán)路表面積和電路的品質(zhì)因數(shù)(Q)使天線電壓最大。
LC諧振電路的諧振頻率由式1給出：
對(duì)于給定的LC諧振電路，接收到的天線電壓可近似地用式2表達(dá)。
在式2中，品質(zhì)因數(shù)(Q)是衡量調(diào)諧電路的頻率選擇性的指標(biāo)。假設(shè)電容在125kHz時(shí)無(wú)損耗，則LC電路的Q值將主要由電感決定。
在典型應(yīng)答器應(yīng)用中，電感值的范圍在1～9mH之間。對(duì)于空芯電感，LC電路的Q值大于20，對(duì)于鐵氧體磁芯電感，Q值約為40。
式2中的Scosα項(xiàng)代表天線的有效表面積，即為環(huán)路處于入射磁場(chǎng)中的面積。當(dāng)cosα等于1時(shí)，天線有效表面積最大，此時(shí)基站和應(yīng)答器單元的天線面對(duì)面。在實(shí)際應(yīng)用中，兩個(gè)天線平行時(shí)檢測(cè)距離最大，正交時(shí)檢測(cè)距離最短。圖3用圖形闡述了實(shí)際應(yīng)用中的天線方向問(wèn)題。
圖4：推薦的應(yīng)答器電路板天線布局圖
如式2和式3所示，當(dāng)LC電路準(zhǔn)確調(diào)諧到入射載波的頻率時(shí)，線圈上的感應(yīng)電壓最大。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于LC元件的容差不同，各個(gè)應(yīng)答器的LC諧振頻率也不同。為補(bǔ)償元件容差帶來(lái)的誤差，PIC16F639的每個(gè)通道都有一個(gè)內(nèi)部調(diào)諧電容組。電容值可以以1pF為步長(zhǎng)，被編程到最大63pF，電容值隨配置寄存器位的增加而單調(diào)遞增。
可通過(guò)監(jiān)測(cè)RSSI電流輸出對(duì)電容進(jìn)行有效調(diào)諧。RSSI輸出與輸入信號(hào)強(qiáng)度成正比，因此LC電路被調(diào)諧得與載波頻率越接近，監(jiān)測(cè)到的RSSI輸出越高?？傠娙葜惦S著配置寄存器位升高而增加，由此得到的內(nèi)部電容被疊加到LC電路的電容上。隨內(nèi)部諧振電容的增加，LC諧振頻率將降低。
評(píng)論