本应用笔记讨论了采用max16948汽车双通道、高压ldo/开关的幻象天线电源系统,兼容数字卫星设备控制(diseqc)通信标准。所提出的应用电路提供远程天线电源,并且还支持从无线电主机到远程天线的单向通信。该系统架构在diseqc音突发频率选择(100hz至30khz)方面提供了灵活性,使用户能够为其应用选择最佳频率。
max16948和diseqc标准
max16948为汽车双路高压、低压差线性稳压器(ldo)/开关,具有输出电流检测功能。该器件通过同轴电缆向汽车系统中的远程射频 (rf) 低噪声放大器 (lna) 提供幻象电源,每通道最大电流为 300ma。该器件提供 8.5v 的固定稳压输出电压或 1v 至 12v 的可调稳压输出电压 (ldo 模式)。
数字卫星设备控制(diseqc)标准是由eutelsat开发的一种通信协议,用于卫星接收器(解码器)和卫星外围设备(如碟形切换器,低噪声块(lnb)和碟形定位器)之间,定义为从站。diseqc通信系统仅使用现有的同轴电缆,从而使diseqc成为降低成本和提高可靠性的理想选择。diseqc 是具有非专有命令的开放标准。
为了允许在幻象天线电缆上进行单向diseqc通信,必须从无线电主机发送22khz音突发并由远程天线接收。该音突发的电压幅度为650mv,这是diseqc标准指示的值。请注意,幻象天线同轴电缆还用于馈送lna并传输接收到的无线电信号。因此,diseqc 接收器必须能够抑制电缆上的无线电信号。
应用电路
在diseqc应用电路(图1)中,max16948用于ldo模式,调节输出电压动态变化以产生diseqc脉冲。蓝色方块是无线电主机,包括远端天线电源(max16948),也可用作diseqc音暴发送器和调谐器。红色方块是由物理天线、lna和diseqc接收器(max931低功耗比较器)组成的远端天线。
图1.diseqc应用电路。
同轴电缆可实现无线电主机和远程天线之间的通信(无线电信号和 diseqc 音突发),还用于馈送远程 lna,从而节省成本和电缆重量。
max16948配置为ldo模式,当外部nmos关断(diseqc音突发关闭)时,具有5v电压输出。该输出电压由尺寸r获得1和 r2电阻,如max16948数据资料和应用笔记5271“为汽车双远端天线电流检测ldo/开关选择外部元件”所示。如果远程天线馈电电压不同(v外) 是必需的,使用以下公式选择 r1和 r2:
其中 vfb是调节(1v标称值)和r中的反馈引脚上的电压2必须小于或等于1kω。
当外部 nmos 打开时,r3电阻与r并联2.这使稳压器输出电压达到5.65v。通过这种电路配置,用户可以通过微控制器打开和关闭外部nmos,从而轻松生成diseqc 22khz音突发。如果需要不同的远程天线馈电电压,请选择 r3电阻器使用以下公式:
r林和 r意义将输出电流限值设置为200ma,将adc满量程范围设置为4v。 (参见应用笔记5271:“为汽车双远端天线电流检测ldo/开关选择外部元件”,了解有关max16948外部元件选择的更多信息。为清楚起见,原理图上仅报告max16948的一个通道;同样的考虑也适用于第二个通道。
输出电感(l外)是滤除无线电信号且不与max16948 ldo稳压器冲突所必需的。考虑到am频段的较低频率为148khz,一个1mh输出电感就足够了。
无线电信号由调谐器用旁路电容器(c接收).
用于馈送lna的远程天线电源是通过用电感l构建的低通滤波器获得的支持和电容器 c支持.在第一次近似值下,电源滤波器是rlc低通滤波器(图2)。
图2.电源滤波器。
-3db通带必须低于用于diseqc通信的频率。
max931低功耗比较器用作diseqc接收器,提供与lna相同的电源电压。负比较器输入(in-)连接到max931本身提供的ref电压,而正比较器输入(in+)通过电阻分压器(r4和r5)极化,以便在没有diseqc音突发的情况下,输出端为零电压输出。
为了检测diseqc音突发,一个22nf电容(c二氧化质) 连接在同轴电缆和负比较器输入之间。当同轴电缆上发送音突发时,in+电压超过in-电压,从而在比较器的输出端产生脉冲。a 保护肖特基二极管 d二氧化质连接在 in+ 和比较器电源输入 (v+) 之间,以避免 in+ 引脚上的过压。
为避免由于无线电信号在电缆上传播而导致错误的输出脉冲触发,1nf旁路电容器(c英国石油公司)位于max931比较器输入之间(从in+到in-)。
从远程天线接收并用lna放大的无线电信号通过电容器(c德克萨斯州).
台架测试
进行了台架测试,产生8个5v幅度22khz音突发,波形发生器连接到外部nmos的栅极。使用另一个波形发生器获得正弦500mv幅度rf信号,并注入c德克萨斯州电容器,模拟lna输出无线电信号。max931的输出用示波器监测,以确认是否接收到发送的音突发,并检查注入的无线电信号是否不会影响diseqc通信。
图 3a 和图 3b 说明了所执行测试的范围。图3a显示了148khz(500mv幅度)的注入无线电信号的结果,该信号与较低的am频段频率一致。图3b显示了注入37khz(500mv幅度)的无线电信号的结果,这是较低am频段频率(148khz)的二次次谐波。
图 3a. 148khz (500mv 幅度) 时的射频信号。
图 3b. 37khz 时的射频信号(500mv 幅度)。
结论
所提出的diseqc应用电路是一种低成本且灵活的天线幻像电源解决方案,与diseqc通信标准兼容。其他台架测试结果证实,在100hz至30khz范围内选择diseqc音突发频率时,diseqc通信仍然有效。这为调谐最适合diseqc通信的频率提供了灵活性,从而最大限度地减少了对同轴电缆上其他rf信号的干扰。用户还可以调节音突发占空比,并为max931比较器增加迟滞,以获得最佳的diseqc通信性能。
该应用电路可实现单向diseqc通信;如果需要来自远端天线的接收-确认信号,可以通过调制max16948的负载电流产生。实现此目的的一种简单方法是,一旦收到diseqc消息,就将额外的负载并联到远程天线内的lna电源。无线电主机中的微控制器可以通过对max16948电流检测输出(sense)上的负载电流变化进行采样来接收确认。通过与连接到远程天线内部lna电源的上拉电阻串联的nmos开关,可以轻松建立开关的额外负载。
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