设计数字卫星设备控制兼容幻象天线供电系统

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。

审核编辑：郭婷