超低静态电源电流125kHz ASK接收器

本应用笔记展示了用于胎压监测系统（TPMS）的125kHz ASK接收器的简单设计。该LFRF接收器仅需一个2.1V电源电压和4μA （典型值）电源电流。设计使用微型比较器作为限幅放大器、MAX9075和用于检测的晶体管。毫微功耗比较器MAX9117可用于将电源电流降至600nA （典型值）。

有一个新兴的汽车市场：胎压监测系统（TPMS）。这些系统即将用于新车，用于监测轮胎压力，并在压力超出规格时提醒驾驶员。适当的胎压可提高燃油经济性和车辆安全性。

为这些系统供电是一项复杂的挑战。组件内置在车轮中，因此使用的电池必须重量轻。电池必须提供七年的使用寿命，因为它们永久模制在模块中并且无法更换。

由于难以在车辆和旋转轮之间提供连接，无线系统是一种常见的解决方案。压力信息通过RF通道以因国家/地区而异的频率（通常为315MHz，434MHz或868MHz）传输。发射器通常打开和关闭，以防止过度干扰并延长电池寿命。

一些系统使用机械开关，而其他系统使用算法，该算法根据转速循环变送器。许多设计使用 LFRF（低频射频）解决方案：125kHz 磁场唤醒轮胎安装的 TPMS 模块，该模块传输与压力相关的信号并返回睡眠模式。该模块由车辆上的电子设备控制。TPMS 模块需要一个功耗非常低的 LFRF 接收器。

本应用笔记描述了一个125kHz的ASK接收器，电源电压要求为2.1V，在没有LFRF触发信号时的典型电源电流仅为4μA。灵敏度可调，典型值约为 5mVP-P.该设计基于市场上最好的速度/功耗比较器：MAX9075。它采用微型 SC70 封装

图1.

天线是一个线圈，用固定或可调电容器调谐。负载的Q因数由R3设置，可以是10或更高，具体取决于线圈和电容器的精度以及所需的数据速率。

MAX9075用作限幅放大器。单个晶体管Q1用于检测。检测器部分的值根据所需的数据速率进行调整。

R1和R2构成偏置电阻网络。采用新型锂电池时，偏置电流约为 1μA （≈3.2V）。R4产生偏移以调整灵敏度。如果R4 = 0，灵敏度最佳，但由于MAX9075没有内部迟滞，因此存在振荡风险。在这种情况下，真正的灵敏度是未知的，因为它取决于内部偏移。典型值为±1mV，但最大值为±8mV。

根据全局偏移，比较器的输出状态未知。C3 消除了“直流电平”。在本例中，检波器晶体管为PNP，解调输出为正。数据输出 ≈ V抄送如果存在低频信号，并且数据输出在没有LFRF输入信号的情况下≈0V。

R5/C2是电源滤波器。它的上升时间约为1ms（循环模式）。

如果可以在天线上施加高磁场，则需要在U1的引脚3和4之间使用双二极管，例如BAV99，以限制施加到比较器输入端的峰值/峰值电压。在TPMS系统中，输入信号的动态范围不是很高，因为发射线圈和TPMS模块之间的距离相当恒定。

可选的毫微功耗比较器，如SC70中的MAX9117，可用于确保良好的方形输出波形（见图2）。其电源电流在 1.8V 时的典型值仅为 600nA，并且集成了一个内部连接到 IN- （引脚 4） 的基准电压源，该基准与 C5 = 1nF 交流去耦。

图2.

审核编辑：郭婷