一种应用于轮胎压力监测系统的信号中继器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，与轮胎压力监测系统的接收主机和发射机实现无线信号发射和接收通讯，包括接收天线、发射天线、中央处理器CPU、发射芯片、接收芯片、第一滤波器、第二滤波器和电源模块，接收天线接收轮胎压力监测系统的发射机发射的信号通过第二滤波器滤波后发送至接收芯片，接收芯片和发射芯片均与中央处理器CPU双向连接，发射芯片的信号经过第一滤波器滤波后，通过发射天线向轮胎压力监测系统的接收主机发送出来；电源模块为上述各模块供电。本方案中的接收与发射链路分开并且使用不同工作频率的设计，有效地提高了信号中继器的接收灵敏度，同时接收主机的误码率显著下降，系统的整体性能得以有效提升。
【专利说明】—种应用于轮胎压力监测系统的信号中继器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轮胎压力监测系统(TPMS)，具体涉及应用于轮胎压力监测系统中的信号中继器。
【背景技术】
[0002]轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System, TPMS),通过采用无线射频通信的胎压传感单元和胎压监测单元，实现了对轮胎压力的实时监控。TPMS系统中，信号中继器作为一种无线接收与发射功能并存的信号转发设备，在早期产品的设计中使用收发一体的芯片就可以实现它的功能，其电路结构简单成本低廉；同时收发频率相同，对于接收主机来说信号处理就相对简单。
[0003]目前的TPMS信号中继器，应用在轮胎较多、车体较长的大车上时，其弊端也就很明显地体现出来。一是，使用收发一体芯片就意味着接收与发射使用同一高频电路和同一天线，在电路设计中为了平衡收发的性能，就必须以降低接收灵敏度为代价，这使得收发的性能都打了折扣，不能发挥到最佳状态。二是，收发使用相同频率时，在主机接收信号中继器信号的同时容易受到发射机同频信号的干扰，提高了误码率。
实用新型内容
[0004]因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，对其电路结构进行改进，在不降低接收灵敏度的前提下，提高平衡收发的性能，同时降低误码率，从而解决现有技术之不足。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，与轮胎压力监测系统的接收主机和发射机实现无线信号发射和接收通讯，包括接收天线、发射天线、中央处理器CPU、发射芯片、接收芯片、第一滤波器、第二滤波器和电源模块，接收天线接收轮胎压力监测系统的发射机发射的信号通过第二滤波器滤波后发送至接收芯片，接收芯片与中央处理器CPU双向连接，中央处理器CPU与发射芯片双向连接，发射芯片的信号经过第一滤波器滤波后，通过发射天线向轮胎压力监测系统的接收主机发送出来；电源模块为上述各模块供电。第一滤波器和第二滤波器均为带通滤波器。收、发链路均使用了带通滤波器，其作用是:对于发射端来说，滤波器可以抑制发射芯片自身产生的倍频信号，避免其从天线发射出去影响了接收端的灵敏度，同时也避免了对外部空间的频谱干扰；对于接收端来说，滤波器可以有效抑制外部环境的带外杂散信号，加强了信号中继器的稳定性和可靠性。
[0006]进一步的，所述电源模块包括第一线性稳压器LD0、第二线性稳压器LD0、第三线性稳压器LDO和DC/DC电源，所述DC/DC电源通过第一线性稳压器LDO连接至中央处理器CPU，所述DC/DC电源通过第二线性稳压器LDO连接至发射芯片，所述DC/DC电源通过第三线性稳压器LDO连接至接收芯片。
[0007]进一步的，所述接收天线接收信号的频率与发射天线发射信号的频率不同，即采用双频工作模式。例如，发射天线发射信号的频率是431.505MHz，接收天线接收信号的频率是434.020MHz，该工作模式使得信号中继器与接收主机通信时避免了发射机产生的同频信号干扰，提高了 TPMS系统整体接收性能。
[0008]本实用新型通过上述电路结构，与现有技术相比，具有如下优点:
[0009]1、本方案中的信号中继器使用双频工作模式，发射端工作频率为431.505MHz，与接收主机的接收频率相同；接收端工作频率为434.020MHz，与发射机发射频率相同。这种模式使信号中继器与接收主机通信时避免了发射机产生的同频信号干扰，提高了 TPMS系统整体接收性能；
[0010]2、本方案中的接收与发射链路分开设计，并各自使用不同的天线，双方互不干扰，收发芯片的性能都可以做到最佳状态，提高了整体性能。中央处理器CPU、接收芯片、发射芯片分别用独立的线性稳压器LDO进行供电，降低了收发端相互的干扰；实现了收发同步进行，不再丢失实时数据。
[0011]总之，本方案中的接收与发射链路分开并且使用不同工作频率的设计，有效地提高了信号中继器的接收灵敏度，同时接收主机的误码率显著下降，系统的整体性能得以有效提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的信号中继器的原理框图。
【具体实施方式】
[0013]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0014]参见图1，本实用新型的一种应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，与轮胎压力监测系统的接收主机和发射机实现无线信号发射和接收通讯，包括接收天线、发射天线、中央处理器CPU、发射芯片、接收芯片、第一滤波器、第二滤波器和电源模块，接收天线接收轮胎压力监测系统的发射机发射的信号通过第二滤波器滤波后发送至接收芯片，接收芯片与中央处理器CPU双向连接，中央处理器CPU与发射芯片双向连接，发射芯片的信号经过第一滤波器滤波后，通过发射天线向轮胎压力监测系统的接收主机发送出来；电源模块为上述各模块供电。其中，所述电源模块包括第一线性稳压器LD0、第二线性稳压器LD0、第三线性稳压器LDO和DC/DC电源，所述DC/DC电源通过第一线性稳压器LDO连接至中央处理器CPU,所述DC/DC电源通过第二线性稳压器LDO连接至发射芯片，所述DC/DC电源通过第三线性稳压器LDO连接至接收芯片。
[0015]第一滤波器和第二滤波器均为带通滤波器。收、发链路均使用了带通滤波器，其作用是:对于发射端来说，滤波器可以抑制发射芯片自身产生的倍频信号，避免其从天线发射出去影响了接收端的灵敏度，同时也避免了对外部空间的频谱干扰；对于接收端来说，滤波器可以有效抑制外部环境的带外杂散信号，加强了信号中继器的稳定性和可靠性。
[0016]另外，所述接收天线接收信号的频率与发射天线发射信号的频率不同，即采用双频工作模式。例如，发射天线发射信号的频率是431.505MHz，接收天线接收信号的频率是434.020MHz ο
[0017]上述信号中继器实现原理是，接收端(接收天线、第二滤波器和接收芯片)接收到轮胎压力监测系统的发射机的无线信号后，经中央处理器CPU先解调再调制成另一频率，再由发射端(发射芯片、第一滤波器和发射天线)发射到轮胎压力监测系统的接收主机。
[0018]目前市面上使用了同频收发的设计方案，存在这样的缺陷，在接收主机处于正常接收状态时，由于发射机产生的信号频率与信号中继器发射频率相同，产生的同频干扰使得接收主机的误码率明显增加。本方案中的信号中继器使用双频工作模式，发射端工作频率为431.505MHz,与接收主机的接收频率相同；接收端工作频率为434.020MHz，与发射机发射频率相同。这种模式使信号中继器与接收主机通信时避免了发射机产生的同频信号干扰，提高了 TPMS系统整体接收性能。
[0019]目前为了降低成本，使用收发一体的射频芯片的方案，利用相同的链路和天线进行接收与发射，这种方案的缺陷是，为了平衡整体性能，设计时必须在一定程度上牺牲芯片接收端的灵敏度，应用时即达不到最佳的性能效果；另外发射的时候必须要停止接收，这样容易丢失实时的数据。现有方案的收发一体不同，本方案中接收链路与发射链路分开，分别对数据信号进行调制与解调，并且各自使用不同的天线，这种双天线的设计与收发使用同根天线的设计相比，提高了接收端的灵敏度。而且在发射端增加的滤波器可以减小发射信号的带外杂散，降低其对接收端和外部空间环境的干扰。
[0020]本方案中的接收与发射链路分开且使用双天线，同时使用不同工作频率的设计，有效地提高了信号中继器的接收灵敏度，同时接收主机的误码率显著下降，系统的整体性能得以有效提升。
[0021]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，与轮胎压力监测系统的接收主机和发射机实现无线信号发射和接收通讯，其特征在于:包括接收天线、发射天线、中央处理器CPU、发射芯片、接收芯片、第一滤波器、第二滤波器和电源模块，接收天线接收轮胎压力监测系统的发射机发射的信号通过第二滤波器滤波后发送至接收芯片，接收芯片与中央处理器CPU双向连接，中央处理器CPU与发射芯片双向连接，发射芯片的信号经过第一滤波器滤波后，通过发射天线向轮胎压力监测系统的接收主机发送出来；电源模块为上述各模块供电。
2.根据权利要求1所述的应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，其特征在于:所述第一滤波器和第二滤波器均为带通滤波器。
3.根据权利要求1或2所述的应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，其特征在于:所述电源模块包括第一线性稳压器LDO、第二线性稳压器LDO、第三线性稳压器LDO和DC/DC电源，所述DC/DC电源通过第一线性稳压器LDO连接至中央处理器CPU，所述DC/DC电源通过第二线性稳压器LDO连接至发射芯片，所述DC/DC电源通过第三线性稳压器LDO连接至接收芯片。
4.根据权利要求1或2所述的应用于轮胎压力监测系统的信号中继器，其特征在于:所述接收天线接收信号的频率与发射天线发射信号的频率不同。
【文档编号】H04B1/50GK203747816SQ201420034351
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】莫锦应 申请人:世纪鸿进（厦门）电子科技有限公司