【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

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