轮胎爆胎预警系统硬件设计的可靠性研究
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2．2 LF低频唤醒装置
延长系统总的工作时间还可以采取降低轮胎测量端电流消耗的方式。即当汽车停止时或低速运行时，系统不需要知道轮胎的各项参数，可以使轮胎检测端进入休眠状态。当系统需要轮胎数据时，可用LF低频唤醒装置唤醒处于休眠状态的轮胎检测端。所谓低频唤醒技术由谐振电路发展而来，如图3所示。图中右边为LC组成的串联谐振电路，它的固有谐振频率为
，当其天线L3接收到这个频率信号时便会使电路发生谐振而产生感应电压。由电磁场理论：rλ／2π=c／2πf时，能收到磁场感应。其中λ为信号波长，f为信号频率，c为光速，r为发射与接收之间的距离。该LF低频信号选用125 kHz，根据以上公式其适用距离可达上百米，完全适用于驾驶室与轮胎之间1～2 m的距离。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/196884.htm
实际应用中可以利用驾驶室内的控制模块通过三维正交阵列天线(3个天线分别置于x，y和z方向)向各个轮胎方向发射125 kHz LF信号，信号触发轮胎检测模块的LC谐振电路，从而唤醒处于休眠状态的检测端。在这一过程中，经过曼彻斯特编码的串行数据通过LF驱动电路调制到低频的载波，最后功率放大后由低频天线发射出去，检测端接收到低频唤醒信号后，根据信号调理与译码所得指令，进行温度压力测量、数据转换、射频发射和休眠等操作。
文中设计的检测端采用Freeseale公司的MPXY8300A传感器，其自身已集成LF低频唤醒电路。LF低频唤醒发射端采用ATA5275芯片。低频唤醒电路结构如图3所示。此举可通过减少工作时间来降低系统能耗，从而延长轮胎爆胎预警系统的工作时间。
3 轮胎检测端射频天线设计
由于汽车本身的电磁干扰严重，加之轮胎处于高速、高温的工作环境，使天线设计成为TPMS系统稳定工作的前提条件。本文为了加强天线传输效率和减小发射端的体积，天线采用直接在PCB板制成的微带天线，此系统选择1／4波长单极印制天线。这种天线的最大特点是可以通过调节长度来适应不同的环境。系统选用频率为433．92 MHz，天线用厚度h=1．6 mm FR4材料制作，电介质常数ε=4．4时，假设网络匹配阻抗为50 Ω，根据天线尺寸公式(1)和(2)，得到1／4波长的天线宽度W=1．5 mm，长度L=9．72 cm。
品质因数是天线设计的重要参数，对于固定尺寸的天线，品质参数Q越高，输出的功率就越大，但是天线的传输带宽B却与品质因数成反比关系，过高的品质因数会降低传输带宽，影响数据信息的正确传输，本系统环形天线的品质因数由回路中的总电阻R，射线频率f、环形天线的周长l决定，可表示为公式(3)：
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