高集成度ETC射频收发器应用系统
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。
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。
图2： bk5822射频收发器内部的系统框图
发射模块(请做粗宋)：对于发射有四种常用的工作模式，分别为发射单载波信号、发射正常burst信号、发射pn9连续信号、发射全“0”数据信号。发射正常burst信号，用户只需向发射的fifo中直接写入所需要发射的数据，bk5822检测到fifo中有数据后，打开发射相关电路，将数据调制到载波上，发送出去，数据发送结束后，发射相关电路关闭，进入待机状态。其它三种工作模式用于测试模式，完成射频性能的测试。发射的调制深度是可调的，由数据调制前的ramp决定;发射功率也是可调控的，通过相应寄存器的设置来实现，功率的调节范围可达到22db。
接收模块(请做粗宋)：接收机采用低中频结构，在下变频后的rx filter是一个中间频率在5mhz的带通滤波器。当使bk5822进入接收状态，并且bk5822接收到数据包结束标志后，便自动将rx关闭，同时中断引脚发出接收中断，bk5822进入待机状态，直到fifo里面的数据被读空，或者清除接收中断后，接收才重新打开以等待接收数据。如果bk5822没有接收到数据包结束标志，将一直处于接收状态，此时如果要退出接收状态进入待机状态，需要通过相应寄存器设置强制关闭接收模块。为了对bk5822接收的信号进行更好的解调和解码，bk5822内部集成了一个agc(自动增益控制)，实现接收链路增益的自动调节。
唤醒模块(请做粗宋)：对14khz方波进行检测，检测到n个方波后，bk5822给出唤醒中断信号。这里的n可由用户设定，范围是1~16。bk5822内部集成了带通的鉴频器，实现10khz~20khz范围内的方波能够产生唤醒中断，大大减小了误唤醒的概率。
系统应用分析
应用bk5822设计etc obu，电路实现方面十分简单，图3是应用bk5822设计etc obu的系统框图。从图可看出，整个obu系统主要有两颗芯片，一个是主控芯片mcu，另一个是射频收发器bk5822。bk5822的外围应用器件很少，一颗是32.768mhz的晶振，其它主要是匹配电路应用的无源器件。发射、接收和唤醒部分的匹配电路均采用单端输出和输入的结构，便于研发调试和外围器件的成本控制。接收和发射共用一个微波天线，通过一个pin微波二极管来控制收发的切换。微波天线具有圆极化的特性，方向性较强，应用普通pcb板材实现的pcb板上印制微波天线，大幅降低了成本。
图3： 应用bk5822实现的etc obu系统框图。
主控mcu通过spi来控制射频收发器bk5822，从而实现整个obu的功能。bk5822提供一个最高速率可达8mhz的spi接口，它由四根信号线组成，分别为mosi、miso、clk和csn。通过spi接口，用户通过读写寄存器的方式进行数据传输和控制。
实际应用bk5822实现的obu，在程序初始化后，一般来说，只是通过两个中断信号触发mcu之后，才与bk5822进行数据传输。一个中断信号为唤醒中断，另一个为irq中断。irq的中断信号在接收到数据或发射完数据后产生。具体mcu和bk5822的交互流程图如图4所示。
图4： mcu和bk5822交互流程图
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