被動門禁系統(tǒng)中RF設計
在實際生活中,由于反射和衰退效應,環(huán)境影響著系統(tǒng)鏈路預算的衰減。在定義系統(tǒng)的鏈路預算時,必須把這些因素考慮在內。下面通過一個計算例子來說明接地噪聲(接地反彈)反射對可接收距離的影響:
舉例:
• 接收器靈敏度:典型值
-109dBm,433.92MHz
• 發(fā)射功率:典型值10dBm
• 發(fā)射器天線增益:-18dB (接近小尺寸環(huán)形天線的性能)
• 本例中假設接收器的天線增益為-6dB
如果接地噪聲反射可以忽略,按照自由空間方程,可計算出距離大約為3km。然而本例考慮到了接地噪聲反射,典型可接 收距離降至300m。當然,實際中接地噪聲反射遠比本例的更為復雜。圖7顯示了反射效應是如何影響車輛天線的接收功率的。紅色曲線代表自由空間條件下的理 想情況,而藍色曲線代表有人慢慢走近汽車時的行為。
圖7 反射效應對868MHz下系統(tǒng)接收信號功率的影響
阻斷性能
RF系統(tǒng)總是會受到環(huán)境干擾的;而汽車內部存在大量的噪聲和干擾,情況便比較明顯。愛特梅爾的汽車門禁器件具有出色 的阻斷性能,可為這類應用提供最佳解決方案。圖8例示了ATA5824在433.92MHz時的3dB阻斷曲線。不過,在有些情況下,這種阻斷要求遠不是 集成電路能夠滿足的。為了滿足這類擴展性的應用要求,這時可以借助一個外部前端表面聲波(SAW)濾波器來提高阻斷性能。
圖8 ATA5824在433.92 MHz下的寬帶3dB阻斷特性
中頻濾波器帶寬
系統(tǒng)定義中另一個重要指標是中頻(intermediate frequency, IF)濾波器帶寬。關于這個參數(shù),必須充分考慮到所有的系統(tǒng)頻率容差。接收器和發(fā)射器的晶振容差和晶振都必須特別仔細地規(guī)定,以使最差情況下也仍然能夠接 收到IF濾波器帶寬內的發(fā)射器頻譜信號。對于極窄IF帶寬的系統(tǒng),還必須考慮到數(shù)據(jù)速率和調制類型(容差除外)。
耗電量
耗電量始終是汽車門禁系統(tǒng)的一個主要問題,特別是在密鑰卡模塊中?,F(xiàn)在對電池壽命的一般要求為7年左右。即使車輛對 耗電量的要求似乎沒有這么嚴苛,但是因為汽車內部電子模塊的數(shù)量正在不斷攀升,所以低功耗解決方案也是必須的。愛特梅爾的UHF器件就是專門為滿足這類低 功耗要求而設計。
下面是愛特梅爾 IC的耗電量示例:
• 透明(Transparent)接收器IC ATA5745:工作模式下為6.5 mA(典型值)
• 接收器IC ATA5724:工作模式下為8mA(典型值)
• 發(fā)射器IC T5754:7.5dBm功率下為9mA(典型值)
• 收發(fā)器 IC ATA5824:接收和發(fā)射模式下都為10.5mA (典型值)(P=5dBm)
此外,還有一些方法可用來進一步降低平均耗電量。例如通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率使發(fā)射時間變得更短,從而減低電流消耗。 在降低發(fā)射器的平均耗電量方面,開/關鍵控(On/Off Keying, OOK)調制比頻移鍵控(FSK)更有利。而降低接收器耗電量的最好方法是在睡眠和工作模式之間進行切換,以使整個電路保持有效信號進入時的工作狀態(tài)。為 此,大多數(shù)愛特梅爾的接收器和發(fā)射器 IC都帶有輪詢模式。
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