基于ASK调制模式的胎压监测系统设计
根据以上特点，并经过分析比较，我们最终选用了MAX7044这款性价比高的发射芯片。MAX7044是MAXIM公司生产的300MHz～450MHz频率范围内ASK调制芯片，最大输出功率+13dBm（50Ω负载)，电源电压最低2.1V工作。应用电路如图3所示，主要包括电源去耦电路、晶振电路和天线匹配电路三部分。由于RF芯片对电源的噪音非常敏感，恰当有效的电源去耦电路能很好的抑制噪音，提高可靠性，因而靠近3V电源引脚配置了去耦电容C5。MAX7044常用调制频率有315MHz和433.92MHz两种，不同调制频率所选用的晶振也不同。若调制频率为315MHz，那么外部晶振频率G1应为9.84375MHz，输出频率CLK-OUT为615.2kHz；若调制频率为433.92MHz，那么外部晶振频率G1应为13.56MHz，输出频率CLK-OUT为847.5kHz。输出频率CLK-OUT用于给压力温度传感器SP30内部的MCU提供操作时序。L1、L2、C1、C2和C3组成了天线匹配网络，通过优化这些参数可以将特定阻抗的天线匹配到MAX7044功率放大器的输出阻抗125Ω，以抑制谐波，提高天线的效能。本设计采用气门嘴作为天线，通过软件仿真和反复测试验证，最佳匹配电路如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/197601.htm
图3 MAX7044应用电路
2 MAX1473射频应用设计
因为胎压控制器直接从车载电源取电，对功耗的要求不是很严格。而由于胎压控制器安装于车厢内，考虑到车身对无线信号的屏蔽效应，在选择射频接收芯片时高灵敏度成为非常重要的因素。此外，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，我们最终选用MAXIM公司的超外差接收机MAX1473来完成胎压监测数据的可靠接收，其应用电路如图4所示。MAX1473具有-114～0dBm的信号输入范围，调制频率范围300～450MHz，接收数据速率最大为100kbps，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、10.7MHz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。
图4 MAX1473应用电路图
MAX1473外围电路主要包括三部分：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
。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433.92MHz，当L2=15nH，C9=3.0pF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50Ω。这时LNA的输入端等效于一个50Ω电阻与一个2.5pF电容串联，输入阻抗为:
。当RF输入频率为433.92MHz时，Z=50-j145。为消除输入阻抗的虚部，匹配50Ω天线，可算出匹配电感L4约为73nH。对于315MHz系统，晶振G1频率为4.7547MHz；对于433.92MHz系统，晶振G1频率为6.6128MHz，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。
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2～5年，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1000ms×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小时，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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