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高集成度国标ETC射频收发器应用设计

2013-11-19 18:02
月城清浅
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  中国的公路不停车收费(ETC)系统应用市场越来越大,为了促进ETC应用的快速发展和成熟,国家相关部门开展了高速公路联网不停车收费的试点工程,比如,京津翼地区和长三角地区,所以对车载单元(OBU)的需求量也随之大幅增加。

  目前市场上应用的OBU多数是通过分立元器件设计实现的,存在一致性、稳定性和可靠性的问题。博通(BEKEN)集成电路于2010年年初推出用于ETC系统的射频收发器芯片BK5822,是目前世界上唯一一款集成了包括接收、发射和唤醒在内的全部射频功能的国标ETC收发器,其性能指标完全符合国家标准GB/T 20851.1-2007和GB/T 20851.2-2007。BK5822设计实现的OBU完全解决了上述问题,批量生产的OBU具有一致性以及稳定可靠性。

  与应用分立元器件设计实现的OBU方案相比,BK5822仅需少量外部器件,最大程度上节约了PCB面积和外围器件的成本,缩短了研发周期,提高产品生产的成品率,BK5822集成了OBU所需的全部射频功能模块,使设计更为简单,研发调试更容易,量产的OBU产品性能更稳定。

  基本技术特性

  BK5822射频收发器内部集成了完整的射频收发和调制解调功能,并嵌入了数据帧处理功能,进行FM0的编解码。同时BK5822还集成了唤醒电路,能够在电流很低的睡眠状态被唤醒,满足了ETC OBU在睡眠状态超低功耗的要求。BK5822采用了常用的小尺寸28pin 5mm×5mm QFN封装(图1),加上简单的外围应用电路,大大减小了在PCB上所占用的空间,从而节省了成本。

高集成度国标ETC射频收发器应用设计

  图1: BK5822 5mm×5mm QFN封装芯片

  BK5822射频收发器的基本特性如下:工作频段5.7GHz~5.85GHz;能够同时接收5.83GHz和5.84GHz两个信道的信号;数据速率:上行512kbps,下行256kbps;输出功率为2dBm(传导);接收链路集成了AGC功能,能动态调整接收链路的增益;接收灵敏度达-60dBm;ASK调制方式,FM0编解码;内置唤醒电路,唤醒灵敏度为-42dBm;发射功耗为40mA;接收功耗为35mA;支持2.6V到3.6V的电源电压;睡眠状态的电流为13μA;最高8MHz的4线SPI接口。

  主要功能模块

  BK5822全部集成了ETC OBU的各射频功能模块,图2为BK5822射频收发器内部的系统框图,下面结合图2对各功能模块进行简要的描述。

高集成度国标ETC射频收发器应用设计

  图2: BK5822射频收发器内部的系统框图

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