基于SP37的新型TPMS系统设计

文章摘要：2．2 MAX1473射频应用设计 胎压控制器可以直接由车载电源供电，对功耗的要求不是很严格。由于胎压控制器安装于车厢内，考虑到金属车身的屏蔽效应，高灵敏度是选择射频接收芯片时考虑的重要因素。而与FSK(Frequency-shift-keyed，频移键控)制式的接收芯片相比，ASK制式的接收芯片具有更高的灵敏度，成本也较低，因此最终选用MAXIM公司的超外差接收机MAX1473来完成胎压传感器SP37射频无线信号的可靠接收，其应用电路如图4所示。 MAX1473具有-114～0d Bm的信号输入范围，调制频率范围300～450MHz，接收数据速率最大为100 kb／s，内部集成了

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2．2 MAX1473射频应用设计
    胎压控制器可以直接由车载电源供电，对功耗的要求不是很严格。由于胎压控制器安装于车厢内，考虑到金属车身的屏蔽效应，高灵敏度是选择射频接收芯片时考虑的重要因素。而与FSK(Frequency-shift-keyed，频移键控)制式的接收芯片相比，ASK制式的接收芯片具有更高的灵敏度，成本也较低，因此最终选用MAXIM公司的超外差接收机MAX1473来完成胎压传感器SP37射频无线信号的可靠接收，其应用电路如图4所示。

    MAX1473具有-114～0d Bm的信号输入范围，调制频率范围300～450MHz，接收数据速率最大为100 kb／s，内部集成了低噪声放大器、全差分镜频抑制混频器、带压控的片上锁相环、10．7 MHz中频限幅放大器以及模拟基带数据恢复电路，只需少量的外部器件即可构成胎压接收器的射频前端。MAX1473外围电路主要包括3部分：LNA调谐电路、输入匹配和晶振电路。LNA调谐电路由连接在LNAOUT引脚的L2和C9组成，谐振频率。

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    其中，LTOTAL和CTOTAL包括L2、C9以及PCB板引线、封装引脚的寄生电感和电容，混频器输入阻抗和LNA输出阻抗。为了提高灵敏度，谐振频率需尽可能接近所希望的RF输入频率。在本设计中，RF输入频率为433．92 MHz，当L2=15 nH，C9=3．0 pF时，接收灵敏度最高。LNASRC引脚与参考地之间的外部电感L3用于改善芯片外部的电感效应，并将LNAIN输入阻抗的实部设置为50 Ω。这时LNA的输入端等效于一个50Ω电阻与一个2．5 pF电容串联，输入阻抗为：。当RF输入频率为433．92 MHz时，Z=50-j145。为消除输入阻抗的虚部，匹配50 Ω天线，可算出匹配电感L4约为73 nH。对于315 MHz系统，晶振G1频率为4．754 7 MHz；对于433．92 MHz系统，晶振G1频率为6．612 8 MHz，串联电容C1、C2用于修正因电路板寄生电容导致的晶振频率偏移。

3 系统软件方案设计
    如何节能是轮胎压力传感器模块软件设计的关键问题。一个传感器模块要在一节几百毫安时的电池下工作2年以上，而射频发送数据帧时耗电最大，因此在保证数据传输正确的前提下应尽量减少发送次数。发射模块软件流程如图5所示，本设计采用了基于素数的动态时延算法，即各轮胎上的传感器模块在完成温度、压力的测量以后，分别按1 000ms×N1(N1为小于20的随机素数)延时后再将数据发送出去。与采用固定周期的延时算法相比，这种动态时延算法能大大降低数据发送冲突的概率。此外，如果传感器检测到轮胎静止超过1 h，则会自动进入休眠模式，即不再发送数据，直到被加速度信号唤醒。胎压控制器即接收模块的软件流程如图6所示。

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