設(shè)計數(shù)字衛(wèi)星設(shè)備控制兼容幻象天線供電系統(tǒng)

本應(yīng)用筆記討論了采用MAX16948汽車雙通道、高壓LDO/開關(guān)的幻象天線電源系統(tǒng)，兼容數(shù)字衛(wèi)星設(shè)備控制（DiSEqC）通信標(biāo)準(zhǔn)。所提出的應(yīng)用電路提供遠(yuǎn)程天線電源，并且還支持從無線電主機(jī)到遠(yuǎn)程天線的單向通信。該系統(tǒng)架構(gòu)在DiSEqC音突發(fā)頻率選擇（100Hz至30kHz）方面提供了靈活性，使用戶能夠為其應(yīng)用選擇最佳頻率。

MAX16948和DiSEqC標(biāo)準(zhǔn)

MAX16948為汽車雙路高壓、低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）/開關(guān)，具有輸出電流檢測功能。該器件通過同軸電纜向汽車系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程射頻 （RF） 低噪聲放大器 （LNA） 提供幻象電源，每通道最大電流為 300mA。該器件提供 8.5V 的固定穩(wěn)壓輸出電壓或 1V 至 12V 的可調(diào)穩(wěn)壓輸出電壓 （LDO 模式）。

數(shù)字衛(wèi)星設(shè)備控制（DiSEqC）標(biāo)準(zhǔn)是由Eutelsat開發(fā)的一種通信協(xié)議，用于衛(wèi)星接收器（解碼器）和衛(wèi)星外圍設(shè)備（如碟形切換器，低噪聲塊（LNB）和碟形定位器）之間，定義為從站。DiSEqC通信系統(tǒng)僅使用現(xiàn)有的同軸電纜，從而使DiSEqC成為降低成本和提高可靠性的理想選擇。DiSEqC 是具有非專有命令的開放標(biāo)準(zhǔn)。

為了允許在幻象天線電纜上進(jìn)行單向DiSEqC通信，必須從無線電主機(jī)發(fā)送22kHz音突發(fā)并由遠(yuǎn)程天線接收。該音突發(fā)的電壓幅度為650mV，這是DiSEqC標(biāo)準(zhǔn)指示的值。請注意，幻象天線同軸電纜還用于饋送LNA并傳輸接收到的無線電信號。因此，DiSEqC 接收器必須能夠抑制電纜上的無線電信號。

應(yīng)用電路

在DiSEqC應(yīng)用電路（圖1）中，MAX16948用于LDO模式，調(diào)節(jié)輸出電壓動態(tài)變化以產(chǎn)生DiSEqC脈沖。藍(lán)色方塊是無線電主機(jī)，包括遠(yuǎn)端天線電源（MAX16948），也可用作DiSEqC音暴發(fā)送器和調(diào)諧器。紅色方塊是由物理天線、LNA和DiSEqC接收器（MAX931低功耗比較器）組成的遠(yuǎn)端天線。

圖1.DiSEqC應(yīng)用電路。

同軸電纜可實現(xiàn)無線電主機(jī)和遠(yuǎn)程天線之間的通信（無線電信號和 DiSEqC 音突發(fā)），還用于饋送遠(yuǎn)程 LNA，從而節(jié)省成本和電纜重量。

MAX16948配置為LDO模式，當(dāng)外部NMOS關(guān)斷（DiSEqC音突發(fā)關(guān)閉）時，具有5V電壓輸出。該輸出電壓由尺寸R獲得1和 R2電阻，如MAX16948數(shù)據(jù)資料和應(yīng)用筆記5271“為汽車雙遠(yuǎn)端天線電流檢測LDO/開關(guān)選擇外部元件”所示。如果遠(yuǎn)程天線饋電電壓不同（V外） 是必需的，使用以下公式選擇 R1和 R2:

其中 VFB是調(diào)節(jié)（1V標(biāo)稱值）和R中的反饋引腳上的電壓2必須小于或等于1kΩ。

當(dāng)外部 NMOS 打開時，R3電阻與R并聯(lián)2.這使穩(wěn)壓器輸出電壓達(dá)到5.65V。通過這種電路配置，用戶可以通過微控制器打開和關(guān)閉外部NMOS，從而輕松生成DiSEqC 22kHz音突發(fā)。如果需要不同的遠(yuǎn)程天線饋電電壓，請選擇 R3電阻器使用以下公式：

R林和 R意義將輸出電流限值設(shè)置為200mA，將ADC滿量程范圍設(shè)置為4V。 （參見應(yīng)用筆記5271：“為汽車雙遠(yuǎn)端天線電流檢測LDO/開關(guān)選擇外部元件”，了解有關(guān)MAX16948外部元件選擇的更多信息。為清楚起見，原理圖上僅報告MAX16948的一個通道;同樣的考慮也適用于第二個通道。

輸出電感（L外）是濾除無線電信號且不與MAX16948 LDO穩(wěn)壓器沖突所必需的?？紤]到AM頻段的較低頻率為148kHz，一個1mH輸出電感就足夠了。

無線電信號由調(diào)諧器用旁路電容器（C接收).

用于饋送LNA的遠(yuǎn)程天線電源是通過用電感L構(gòu)建的低通濾波器獲得的支持和電容器 C支持.在第一次近似值下，電源濾波器是RLC低通濾波器（圖2）。

圖2.電源濾波器。

-3dB通帶必須低于用于DiSEqC通信的頻率。

MAX931低功耗比較器用作DiSEqC接收器，提供與LNA相同的電源電壓。負(fù)比較器輸入（IN-）連接到MAX931本身提供的REF電壓，而正比較器輸入（IN+）通過電阻分壓器（R4和R5）極化，以便在沒有DiSEqC音突發(fā)的情況下，輸出端為零電壓輸出。

為了檢測DiSEqC音突發(fā)，一個22nF電容（C二氧化質(zhì)） 連接在同軸電纜和負(fù)比較器輸入之間。當(dāng)同軸電纜上發(fā)送音突發(fā)時，IN+電壓超過IN-電壓，從而在比較器的輸出端產(chǎn)生脈沖。A 保護(hù)肖特基二極管 D二氧化質(zhì)連接在 IN+ 和比較器電源輸入 （V+） 之間，以避免 IN+ 引腳上的過壓。

為避免由于無線電信號在電纜上傳播而導(dǎo)致錯誤的輸出脈沖觸發(fā)，1nF旁路電容器（C英國石油公司）位于MAX931比較器輸入之間（從IN+到IN-）。

從遠(yuǎn)程天線接收并用LNA放大的無線電信號通過電容器（C德克薩斯州).

臺架測試

進(jìn)行了臺架測試，產(chǎn)生8個5V幅度22kHz音突發(fā)，波形發(fā)生器連接到外部NMOS的柵極。使用另一個波形發(fā)生器獲得正弦500mV幅度RF信號，并注入C德克薩斯州電容器，模擬LNA輸出無線電信號。MAX931的輸出用示波器監(jiān)測，以確認(rèn)是否接收到發(fā)送的音突發(fā)，并檢查注入的無線電信號是否不會影響DiSEqC通信。

圖 3a 和圖 3b 說明了所執(zhí)行測試的范圍。圖3a顯示了148kHz（500mV幅度）的注入無線電信號的結(jié)果，該信號與較低的AM頻段頻率一致。圖3b顯示了注入37kHz（500mV幅度）的無線電信號的結(jié)果，這是較低AM頻段頻率（148kHz）的二次次諧波。

圖 3a. 148kHz （500mV 幅度） 時的射頻信號。

圖 3b. 37kHz 時的射頻信號（500mV 幅度）。

結(jié)論

所提出的DiSEqC應(yīng)用電路是一種低成本且靈活的天線幻像電源解決方案，與DiSEqC通信標(biāo)準(zhǔn)兼容。其他臺架測試結(jié)果證實，在100Hz至30kHz范圍內(nèi)選擇DiSEqC音突發(fā)頻率時，DiSEqC通信仍然有效。這為調(diào)諧最適合DiSEqC通信的頻率提供了靈活性，從而最大限度地減少了對同軸電纜上其他RF信號的干擾。用戶還可以調(diào)節(jié)音突發(fā)占空比，并為MAX931比較器增加遲滯，以獲得最佳的DiSEqC通信性能。

該應(yīng)用電路可實現(xiàn)單向DiSEqC通信;如果需要來自遠(yuǎn)端天線的接收-確認(rèn)信號，可以通過調(diào)制MAX16948的負(fù)載電流產(chǎn)生。實現(xiàn)此目的的一種簡單方法是，一旦收到DiSEqC消息，就將額外的負(fù)載并聯(lián)到遠(yuǎn)程天線內(nèi)的LNA電源。無線電主機(jī)中的微控制器可以通過對MAX16948電流檢測輸出（SENSE）上的負(fù)載電流變化進(jìn)行采樣來接收確認(rèn)。通過與連接到遠(yuǎn)程天線內(nèi)部LNA電源的上拉電阻串聯(lián)的NMOS開關(guān)，可以輕松建立開關(guān)的額外負(fù)載。

審核編輯：郭婷