遙控門禁(RKE)的設(shè)計(jì)要求

目前，發(fā)送和接收芯片均內(nèi)置鎖相環(huán)，只需要一個(gè)外接晶振，以產(chǎn)生有效的RKE信號(參考本文補(bǔ)充說明：用于RKE的IC)。例如，Maxim的MAX1470 PLL包含64分頻電路和低端注入的10.7MHz中頻電路(該芯片可以工作在433.92MHz，但在315MHz，其鏡頻抑制能力最佳)。按照315MHz工作頻率，所要求的晶體頻率為fXTAL = (fRF - 10.7)/64 = 4.7547 (單位為MHz)。該IC要求在XTAL1和XTAL2引腳加上振蕩頻率為315MHz的晶體和一個(gè)5pF的電容。關(guān)于晶體頻率的調(diào)節(jié)，請參考應(yīng)用筆記1017：如何為MAX1470超外差接收機(jī)選擇石英晶體振蕩器。

節(jié)省功耗

由于電池的使用壽命非常重要，RKE系統(tǒng)采用了各種技術(shù)降低工作電流和"開機(jī)時(shí)間"。接收器PLL的壓控振蕩器(VCO)是這一設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的范例，接收器需要保持幾乎不間斷的檢測狀態(tài)，以免漏過打開車輛的命令;而為了省電需要盡可能地將其置于關(guān)機(jī)狀態(tài)，甚至在檢查之間的短暫間隔內(nèi)。

控制器的發(fā)射裝置通常連續(xù)發(fā)送4組10ms的數(shù)據(jù)流(共計(jì)40ms左右)，以確保接收器至少捕捉到它們中的一組。接收器可以每隔20ms執(zhí)行一次查詢操作，力圖至少捕獲兩組數(shù)據(jù)，以便有足夠的余量消除時(shí)序誤差和噪聲。譯碼時(shí)間大約需要0.75ms (足夠接收7或8位數(shù)據(jù))，用來判斷是否為有效數(shù)據(jù)。

除了譯碼時(shí)間外，輪詢操作必須首先具備接收器"喚醒"和穩(wěn)定時(shí)間。大多數(shù)放大電路可以快速喚醒，但VCO晶體是機(jī)電元件，它需要一定的起振時(shí)間，當(dāng)然，它還需要更長的時(shí)間才能穩(wěn)定在所要求的頻率。對于傳統(tǒng)的超外差接收機(jī)，該時(shí)間通常需要2ms至5ms。而MAX1470的VCO從上電到晶體穩(wěn)定振蕩只需0.25ms。于是，在每20ms內(nèi)，通過喚醒檢測發(fā)射信號只需要1ms (0.75ms解碼、0.25ms穩(wěn)定) (圖2)。可快速喚醒的MAX1470工作電壓為3.3V，而不是5V，這是節(jié)省能量并延長電池壽命的四個(gè)或五個(gè)因素中的一個(gè)(相對于傳統(tǒng)的超外差接收機(jī))。

嚴(yán)格來講，RKE是近距離通信技術(shù)，有源系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到20m，無源RKE系統(tǒng)的通信距離是1至2m，既使是近距離傳輸，保證低功耗和低成本設(shè)計(jì)對于RF電路也是一個(gè)挑戰(zhàn)。為簡單起見，發(fā)射器和接收器的天線由PCB上的環(huán)形或矩形印制導(dǎo)線組成，并用一個(gè)簡單的LC網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到天線與發(fā)射器或接收器芯片的阻抗匹配(參考應(yīng)用筆記1830：How to Tune and Antenna Match the MAX1470 Circuit)。

增加一個(gè)低噪聲放大器(LNA)?

由于FCC規(guī)定必須使用低發(fā)射功率，小的電池容量以及發(fā)射天線朝向的不確定性等因素，要求RKE接收芯片具有極高的靈敏度。提高接收靈敏度的一個(gè)方法是增加一個(gè)低噪聲放大器(圖3)，但這種方法會(huì)降低動(dòng)態(tài)范圍，在具體應(yīng)用中可能無法接受。可以考慮一下對MAX1470超外差接收器的分析。

接收靈敏度取決于它的噪聲系數(shù)、載波調(diào)制檢波所要求的最低信噪比S/N和系統(tǒng)的熱噪聲：

S = NF + n0 + S/N， 式1

其中，S為所要求的最小信號電平，以dBm為單位;NF為接收器的噪聲系數(shù)，以dBm為單位;n0為接收器的熱噪聲功率，以dBm為單位;S/N為滿足信號檢波的輸出信噪比，以dBm為單位(通常基于可接受的誤碼率)。