【技术大神】晶振和谐振器在汽车遥控器系统方案中的对比

时间： 2019-09-03 来源：世强

技术问答

在汽车遥控系统设计的时候，很多工程师偏向于单三极管的谐振发射电路，因为元件少，成本低，基本都是图一所示的电路结构。

图1：单三极管的谐振发射电路

其实，这个电路虽然简单，但是，缺点也是有的，那就是电路的温度特性不好。特别是在温度变化范围很大的情况下显得特别突出，为什么呢？因为选用的谐振器的特性所致。

从图1电路图中不难看出，谐振器是决定发射频率的核心器件，它直接决定着发射频率的中心位置。
在接收端，很多工程师选用高频接收芯片和晶体搭配组建成接收电路，而晶体是正温度系数的器件，温度升高频率也升高，温度降低频率也降低。而遥控发射端采用的是单管谐振器发射电路，谐振器是负温度特性器件，温度升高频率降低，温度降低频率反而升高。这样，在温度升高变化时，发射端的频率降低，接收端的频率升高。中心频率偏移，就相当于两个人背道而行，越走越远。这就使得发射端与接收端的中心频率会有很大的偏移，造成不良现象表现为遥控距离过短。虽然实验室各项指标都过了，但产品批量生产后一段时间内还是退回很多不良品。

为了解决产品中心频率偏移的问题，我们在设计的汽车遥控系统接收和发射都采用芯片和晶振组成的电路，从而使温度升高或降低时，接收端和发射端的中心频率都朝同一个方向变化。这种方法使得中心频率不会有很大的偏移，即使偏移也会在一个点上，频率升高都是升高，频率降低都是降低。这样才能使得遥控距离一致性好。图2就是一个典型的应用电路。

图2：典型应用电路图

我们在对以上两种电路分别做过试验，结果发现当接收和发射的中心频率偏移0.1Mhz时，遥控距离比中心频率没有偏移时要减少四分之一，且会时常出现信号不稳定现象。从对比分析可以看出，在设计汽车遥控系统时要保证收发中心频率的一致性，接收和发射所选用的晶振和谐振器起着关键性作用。

鉴于此，在我的设计中采用世强公司代理的SILICON LABS RF高频器件中的Si4010遥控发射芯片。Si4010性能更好，用Si4010设计的汽车遥控器电路简单，成本低，稳定可靠，一致性好，是RF工程师首选的器件，图3是Si4010应用的典型电路。另外，Si4010芯片是RF+MCU的整合电路，硬件使用内部晶体，软件内带AES加密算法，因此，采用Si4010设计的汽车遥控器不仅品质更优，设计过程也更极其简单方便。

图3：Si4010应用的典型电路

作者：郑州陆信影

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 3
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（3）

小学生 Lv8. 研究员 2024-03-21

学习了
海阔天空007 Lv4. 资深工程师 2018-11-11

学习了
压力大 Lv7. 资深专家 2017-11-05

点赞

没有更多评论了

【选型】最大抖动仅为1ps的高频晶振Si590用于PAM4误码仪设计，保证光模块的测试参数准确性

Silicon Labs高频晶振Si590可作为PAM4误码仪的时钟器件，该产品是一款最大抖动仅为1ps的高频率低抖动的晶振。采用高级DSPLL®电路，支持10到810兆赫的任何频率，并且在高频下实现了低抖动的时钟，相比起传统的基于SAW的晶振，Si590具有更好的稳定性，可以极大地提高误码仪的稳定性。

器件选型发布时间 : 2021-08-14

【经验】手把手教你将HEX 文件烧录进无线收发器Si4010

Silicon Labs射频发射器Si4010广泛使用于汽车遥控器、家居安防、车库门等应用场合，本文介绍了其烧录工具和烧录步骤。

设计经验发布时间 : 2017-08-25

拆解汽车无线钥匙发现Silicon Labs 单芯片遥控IC

通过拆解发现，Silicon Labs射频发射器Si4010作为一款设计简单、成本低廉的单芯片遥控IC被工程师们广泛使用于无线钥匙射频发送系统中。

新应用发布时间 : 2016-03-07

Silicon Labs（芯科科技） Si4010刻录工具包

型号- SI4010-C2-AS,SI4010-C2-GTR,SI4010,SI4010-C2-GSR,SI4010-C2-GT,SI401X,SI4010-C2-GS,SI4010-C2-ATR

开发环境(软件/固件) - SILICON LABS - 1.0 - 2017年08月21日 RAR 英文下载

Si4010-C2 CRYSTAL-LESS SOC RF TRANSMITTER

型号- SI4010-C2-GSR,SI4010-C2-GTR,SI4010-C2-AS,SI4010-C2-AT,SI4010-C2-GT,SI4010-C2,SI4010-C2-GS,SI4010-C2-ATR,SI4010-C2-AS,SI4010-C2-GTR,SI4010-C2-GS,SI4010,SI4010-C2-GT,SI4010-C2-GSR,SI4010-C2-ASR,SI401X,SI4010-C2-ATR

数据手册 - SILICON LABS - Rev. 1.0 2/11 - 2011年02月01日 PDF 英文下载

请问Silicon Labs的高性能晶振SI545输出的两路CMOS时钟是同相还是反相的？

Silicon Labs的SI545支持差分、CMOS时钟信号输出，当选择单CMOS信号格式输出时，SI545两路差分输出端P/N可以选择是同相还是反相输出，但是需要在晶振定制时提前确认。

技术问答发布时间 : 2019-03-18

Silicon Labs（芯科科技） Si4010参考例程

型号- SI4010-C2-AS,SI4010-C2-GTR,SI4010,SI4010-C2-GSR,SI4010-C2-GT,SI401X,SI4010-C2-GS,SI4010-C2-ATR

开发代码 - SILICON LABS - 2016年11月18日 RAR 英文下载

无线发射芯片Si4010，使用Silicon Labs IDE创建新工程时，Project选项中没有Si4010芯片器件，是不支持该芯片开发吗？

Silicon Labs IDE完全支持Si4010开发，默认情况下IDE缺少该芯片相关头文件，因此请直接打开参考项目工程进行修改开发（如keyfob_demo_2 例程）。

技术问答发布时间 : 2017-05-10

100M 25M 50M 5032 3.3V +-25 LVDS输出的晶振有吗

可以参考下 silicon labs的晶振 SI590 系列，输出频率范围10M~810M;Output Format(s): CML; CMOS; LVDS; LVPECL,Stability (+/- ppm): 20; 30; 50; 100,Supply Voltage (V): 1.8; 2.5; 3.3:【产品】最大相位抖动1 ps的可编程高频晶振Si590，具有10-810MHz任意输出频率

技术问答发布时间 : 2019-03-05

Si4010 无线发射芯片的VPP和VDD两个引脚区别是什么？

主要区别有：1、Si4010正常工作时，工作电压从VDD引脚提供，电压范围是1.8-3.6V。 2、代码烧录时需要是用6.5V的烧录电压，从VPP引脚提供。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

Silicon Labs（芯科科技） AN511 Si4010 NVM编程实用工具用户指南应用笔记

型号- SI4010-C2-AS,SI4010-C2-GTR,SI4010,SI4010-C2-GSR,SI4010-C2-GT,SI401X,SI4010-C2-GS,SI4010-C2-ATR

应用笔记或设计指南 - SILICON LABS - Rev 0.3 - 2013年01月01日 PDF 英文下载

请问Silicon Labs的高性能晶振530BC622M080DG的默认输出频率是多少？

530BC622M080DG是SI530晶振的定制物料号，这款晶振支持10MHz~1.4GHz之间的频率定制输出，该物料号的默认频点输出是622.08MHz。

技术问答发布时间 : 2019-01-21

在使用射频发射芯片Si4010做遥控时，如何优化RF性能？

Silicon Labs Si4010射频发射芯片 RFIC 可以与没有外部匹配元件的小环天线配合使用。一个本地的小环天线有相当高的输入阻抗（约 10k），但是如果要实现最佳操作，Si4010发射机的 PA 大约需要 400-500 ohm 天线阻抗。这种阻抗变换是由顶部天线电容（可以作为印刷交指式电容器实现，C1）和 Silicon Labs Si4010射频发射芯片的内部 PA 电容组（在芯片内，C2）之比提供的。C2>C1。所有设计都对顶部天线电容相当敏感（为 C1）：一般而言，较小的电容会产生更低的发射功率，同时较大的电容会产生更高的辐射谐波。内部的 PA 电容（C2）由 RFIC 自身自动调谐，并可受到监测。有关小环形天线的更多建议性设计技巧：（1）在您的给定形状因数下，实现最大的环形区域，以获得最佳天线效率；（2）在天线走线和 PCB 边缘之间至少空出 0.5mm 的距离；（3）天线走线和接地/电路区之间至少空出 3mm 的距离；（4）尽量避免信号线形成多余的环形；（5）保持天线的对称性。

技术问答发布时间 : 2017-10-10