PIC16F639智能无钥门禁应答器设计(四):应答器与基站电路详解

2017-03-16 66 0

一、应答器无电池模式电源

应答器处于无电池运行时称为无电池模式。图2中二极管D1、D2、D3与C1构成无电池模式电源电路:应答器线圈产生电压时,电流经D1、D2为C1充电,由C1向器件提供VDD。该电路适用于防碰撞应答器等无电池运行场合,C1容值依应用由几微法至几法不等。

二、应答器电路组成

应答器含三个外部LC谐振电路、五个按钮开关、一个433.92MHz UHF发送谐振器及后备电池元件。三个LC谐振电路分别接LC输入与LCCOM引脚:空芯天线接LCX,两只铁氧体磁棒电感接LCY、LCZ,LCCOM经C11、R9接地为公共端。各谐振天线须调谐至基站载波频率以获得最佳接收,可利用各通道内部电容调谐。

三、上电与噪声抑制

器件上电后,数字部分经SPI(CS、SCLK/ALERT、SDIO)对AFE配置寄存器编程。AFE输入灵敏度约3mV峰峰值,对环境噪声敏感,须避免PCB走线引入交流噪声,VDD与VDDT引脚分别以C6、C12滤除。

四、后备电池与无电池模式

D1、D2及C5构成电池后备模式;D2、D3、D7及C5用于无电池模式。无电池模式需较大C5以稳定运行,C5经D3、D7保存电池与线圈电压电荷,电池短暂断开时维持器件供电;D3、D7跨接空芯线圈,在三谐振天线间产生较强线圈电压。

五、响应机制

检测到有效输入信号后唤醒数字MCU,命令有效则发出响应。应答器可经内部调制器(LF对讲)或外部UHF发送器应答。LF对讲通过箝位/断开箝位命令控制内部调制晶体管通断,改变天线电压,供近距离应用;长距离应用采用UHF发送器,由433.92MHz谐振器U2与功放Q1构成按键通断式发送器,C2、C3约20pF依布局调整,PCB走线形成UHF天线L1,增大环路面积可显著提升效率。RC5输出UHF调制数据,供基站UHF接收器重建。

六、基站电路

基站由MCU、125kHz收发器与UHF接收模块组成,发出125kHz低频命令并接收LF/UHF响应。电流驱动器U1放大MCU输出的125kHz方波,经L1、C2、C3、C4串联谐振电路转为正弦波驱动LF天线;谐振时阻抗最小、天线电流最大、辐射最强。应答器LF对讲响应使L1线圈电压随应答器磁场改变(相位相差180°),经D1、C5包络检波与低通滤波后由有源增益滤波器U2A、U2B放大,再送MCU比较器输入整形,比较器输出在TP6处供MCU解码。

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