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17 de diciembre de 2012

MAX16948 Diseño de un control satelital de Digital Equipment (DiSEqC)-Compatible Antena Phantom Power-Supply System

Diseño de un control satelital de Digital Equipment (DiSEqC)-Compatible Antena Phantom Power-Supply System

Por:
Andrea Longobardi

27 de noviembre 2012

Resumen: Esta nota de aplicación describe el diseño de una antena fantasma de fuente de alimentación compatible con el sistema de control satelital de Digital Equipment (DiSEqC) estándar de comunicación, utilizando el interruptor MAX16948 automóvil dual de alto voltaje LDO /. El circuito de aplicación presentado proporciona un suministro de energía de la antena remota y también permite una comunicación unidireccional desde la unidad principal de radio a la antena remota. Esta arquitectura del sistema ofrece una gran flexibilidad en la elección de DiSEqC frecuencia de tono burst (100Hz a 30kHz), que permite a los usuarios la posibilidad de seleccionar la mejor frecuencia para su aplicación.

 

Una versión similar de este artículo apareció en la edición de noviembre 2012 de Diseño de Sistemas de Potencia revista.El MAX16948 y estándar DiSEqC

El MAX16948 es un automóvil dual de alto voltaje, regulador de baja caída lineal(LDO) / interruptor con salida de detección de corriente . El dispositivo proporciona alimentación phantom a través de cable coaxial cable a distancia por radio frecuencia (RF), amplificadores de bajo ruido (LNA) en sistemas de automoción con una corriente máxima de 300 mA por canal. El dispositivo proporciona una salida regulada fijo de voltaje de 8,5 V o una 1V ajustable a la tensión de salida regulada de 12 V (modo LDO).

El Equipo de Satélite Digital Control (DiSEqC) es un protocolo estándar de comunicación desarrollado por Eutelsat utiliza entre el satélite receptor (decodificador), definido como maestro, y equipos de satélite periférico, como conmutadores de cocina, bajo nivel de ruido bloquea (LNB) y posicionadores plato, que se define como esclavos. El sistema de comunicación DiSEqC utiliza sólo el cable coaxial existente, lo que hace ideales DiSEqC para reducir costos y mejorar la confiabilidad. El DiSEqC es un estándar abierto con comandos no protegida.

Para permitir la comunicación de una vía DiSEqC en el cable de antena fantasma, un tono de 22 kHz-burst debe ser transmitida desde la unidad principal de radio y recibida por la antena remota. La amplitud de la tensión de este tono-ráfaga es de 650 mV, que es el valor indicado por el estándar DiSEqC. Tenga en cuenta que la antena fantasma cable coaxial se utiliza también para alimentar el LNA y para transmitir la señal de radio recibida. Por esta razón, el receptor DiSEqC debe ser capaz de rechazar la señal de radio en el cable.

Aplicación Circuito

En el circuito de aplicación de DiSEqC ( Figura 1 ), el MAX16948 se utiliza en el modo de LDO y la tensión de salida regulada cambia dinámicamente para generar los pulsos de DiSEqC. El bloque azul es la unidad de cabeza de radio, que incluye el suministro de energía de la antena remota (MAX16948) utilizado también como DiSEqC tono-burst transmisor y el sintonizador. El bloque rojo es la antena remota formado por la antena física, el LNA, y el receptor DiSEqC (el MAX931de baja potencia comparador ).

Figura 1.  El circuito de aplicación de DiSEqC.
Figura 1. El circuito de aplicación de DiSEqC.

El cable coaxial permite la comunicación entre la unidad de cabeza de radio y la antena remota (señal de radio y DiSEqC ráfaga de tono-) y también se utiliza para alimentar el LNA remoto, el ahorro de coste y peso del cable.

El MAX16948 está configurado en el modo de LDO con una tensión de salida de 5V cuando el NMOS externo está apagado (DiSEqC tono apagado-burst). Esta tensión de salida se obtiene dimensionamiento R 1 y R 2 resistencias, como se indica en la hoja de datos y MAX16948 nota de aplicación 5271, " Selección de componentes externos para un automóvil de doble antena remota actual-Sense LDO / Switch ". Si un diferente voltaje remoto alimentación de la antena (VOUT ) es necesario, utilice la siguiente ecuación para elegir R 1 y R 2 :

Ecuación 1.

Donde V FB es el voltaje en el pin de retroalimentación en la regulación (1V nominal) y R 2 debe ser menor que o igual a 1 kW.

Cuando el externo NMOS está activada, el R 3 resistencia conectada en paralelo con R 2 . Esto lleva el voltaje de salida del regulador a 5.65V. Con esta configuración de circuito, un usuario puede fácilmente generar un tono de 22 kHz DiSEqC-burst girando los NMOS externos y desconectarse mediante el microcontrolador. Si un diferente voltaje remoto alimentación de la antena es necesario, elegir un R 3 resistencia mediante la siguiente ecuación:

Ecuación 2.

R LIM y R SENSE establecer el límite de corriente de salida a 200 mA y el ADC rango del fondo de escala a 4V. (Ver nota de aplicación 5271, " Selección de componentes externos para un automóvil de doble antena remota actual-Sense LDO / Switch . "para obtener más información sobre la elección de los componentes externos de la MAX16948) Por razones de claridad, sólo un canal de MAX16948 se informa en el esquema; las mismas consideraciones son válidas para el segundo canal.

El inductor de salida (L OUT ) es necesario para filtrar la señal de radio y para no conflicto con el regulador MAX16948 LDO. Teniendo en cuenta una frecuencia más baja de la banda de AM de 148kHz, un inductor de salida 1mH es suficiente.

La señal de radio se extrae del cable coaxial por el sintonizador con un bypass capacitor (C RX ).

El suministro de energía de la antena remota utilizado para alimentar el LNA se obtiene a través de un filtro de paso bajo construido con inductor L SUP y el condensador C SUP . En una primera aproximación, el filtro de la fuente de alimentación es un filtro de paso bajo RLC ( Figura 2 ).

Figura 2.  Poder filtro de suministro.
Figura 2. Poder filtro de suministro.

La banda de paso-3dB debe estar por debajo de la frecuencia utilizada para la comunicación DiSEqC.

El comparador MAX931 de baja potencia actúa como el receptor DiSEqC y se suministra con la fuente de tensión que el LNA. La entrada del comparador negativo (EN-) está conectado a la tensión de REF proporcionada por el propio MAX931, mientras que la entrada del comparador positivo (EN +) está polarizado con un divisor de resistencia (R4 y R5) con el fin de tener cero salida de tensión en OUT ausencia de un DiSEqC tono burst.

Para detectar el tono DiSEqC-burst, un condensador de 22nF (C DiSEqC ) está conectado entre el cable coaxial y la entrada del comparador negativa. Cuando un tono de ráfaga se envía en el cable coaxial, el voltaje EN + supera el IN-tensión, que genera un impulso en la salida del comparador. Una protección diodo Schottky D DiSEqC está conectado entre IN + y la entrada de alimentación comparador de alimentación (V +) para evitar la sobretensión en la EN + pin.

Para evitar la salida de impulsos falsa activación debido a la señal de radio viajar en el cable, un condensador de derivación 1nF (C BP ) se coloca entre MAX931 entradas del comparador (de EN + a EN-).

La señal de radio recibida de la antena remota y amplificado con el LNA se inyecta en el cable con un condensador (C TX).

Las pruebas de banco

Pruebas de banco se realizaron generando ocho amplitud 5V-22kHz tono estallidos con una forma de onda del generador conectado a la puerta de los NMOS externos. Un sinusoidal 500mV amplitud de la señal RF se obtiene con otro generador de forma de onda y se inyecta con el C TX condensador, emulando la salida LNA señal de radio. La salida del MAX931 se monitorizó con un osciloscopio para confirmar si los envían ráfagas de tonos son recibidos y verificar que la señal de radio inyectado no influye en la comunicación DiSEqC.

La Figura 3a y la Figura 3b ilustran los alcances de las pruebas realizadas. La Figura 3a muestra los resultados con una señal de radio inyectado a 148kHz (500 mV de amplitud) que coincide con la menor AM banda de frecuencia. La Figura 3b muestra los resultados con una señal de radio inyectado a 37kHz (500 mV de amplitud), que es el segundo subarmónico de la frecuencia inferior de la banda de AM (148kHz).

La Figura 3A.  La señal de RF a 148kHz (500 mV de amplitud).
La Figura 3A. La señal de RF a 148kHz (500 mV de amplitud).

La Figura 3B.  La señal de RF a 37kHz (500 mV de amplitud).
La Figura 3B. La señal de RF a 37kHz (500 mV de amplitud).

Conclusión

El circuito presentado aplicación DiSEqC es una solución de bajo costo y flexible para una antena de alimentación fantasma que es compatible con el estándar de comunicación de DiSEqC. Otros resultados del banco de pruebas han confirmado que la comunicación DiSEqC todavía funciona cuando se selecciona el tono de DiSEqC-burst frecuencia en el rango entre 100 Hz a 30 kHz. Esto proporciona la flexibilidad para ajustar la frecuencia más adecuada para la comunicación DiSEqC, minimizando así la interferencia con otras señales de RF en el cable coaxial. Los usuarios también pueden regular el ciclo de trabajo de tono burst y añadir al comparador de histéresis MAX931 para lograr el mejor rendimiento de la comunicación DiSEqC.

Este circuito de aplicación permite la comunicación unidireccional DiSEqC, si una señal de recepción-reconocen que se necesita de la antena remota, que puede ser generado por la modulación de la corriente de carga de la MAX16948. Una manera sencilla de hacer esto sería la de conectar una carga adicional en paralelo a la fuente de LNA dentro de la antena a distancia una vez que el mensaje se recibe DiSeqC. El microcontrolador en la unidad de cabeza de radio puede recibir el acuse de recibo mediante el muestreo de la variación de la corriente de carga en la salida de detección de corriente de la MAX16948 (sentido). La carga conmutada adicional podría ser fácilmente construido con un conmutador NMOS en serie con una resistencia pull-up conectado a la fuente de LNA en el interior de la antena remota.

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