作者：張國斌
因?yàn)閷?duì)汽車行駛安全有特別的意義，所以TPMS(汽車輪胎胎壓監(jiān)測系統(tǒng))得到迅速普及。調(diào)研公司指出2004年全球市場對(duì)直接式TPMS產(chǎn)品的需求約為400萬套，預(yù)計(jì)到2009年將達(dá)到4400萬套，平均復(fù)合增長率為61.6%！在TPMS系統(tǒng)開發(fā)上，多數(shù)方案組成分為5部分，它們是整合了具有壓力、溫度、加速度、電壓檢測和后信號(hào)處理ASIC芯片組合的智能傳感器SoC、4-8位單片機(jī)(MCU)、RF射頻發(fā)射芯片、鋰亞電池和天線等。其中智能傳感器還采用了硅顯微機(jī)械加工(MEMS)技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)目前的開發(fā)復(fù)雜度和成本都比較高。那幺有沒有更簡單更便宜的方案呢？
來自歐洲的Melexis在這方面做了有益的嘗試，他們的方案有兩大亮點(diǎn)——一是他們的TPMS置于胎內(nèi)的電子裝置無需電池！另一個(gè)亮點(diǎn)就是他們采用了一種40年發(fā)明的器件——SAW(聲表面波)組件。
表面聲波(Surface Acoustic Wave, SAW)是由英國物理學(xué)家瑞利在1885年發(fā)現(xiàn)的，他指出，在彈性晶體的表面上尚存在一種形式的波動(dòng)，稱為表面聲波。并以波動(dòng)數(shù)學(xué)理論證明其現(xiàn)象，故此表面聲波亦稱為瑞利波。只是當(dāng)時(shí)他的研究結(jié)果，并沒有引起任何在實(shí)務(wù)發(fā)展上的回響。直到1965年，加州大學(xué)柏克萊分校的R. M. White與F. M. Voltmer兩位教授，將指狀電極(Interdigital Transducers：IDT)結(jié)構(gòu)制作在壓晶體管的表面，并成功的產(chǎn)生了表面聲波訊號(hào)后，才正式開啟了表面聲波組件的應(yīng)用。
由于SAW組件可藉由不同的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來產(chǎn)生不同的頻率響應(yīng)，故此后的30年，SAW組件被廣泛的運(yùn)用在各類通訊領(lǐng)域的振蕩器、諧振器及濾波器等電路中。另外一方面，SAW在感測技術(shù)的發(fā)展上，也具有相當(dāng)?shù)臐摿�，因�(yàn)镾AW組件的敏感度高，當(dāng)晶體受到擾動(dòng)影響，所產(chǎn)生的頻率漂移都在數(shù)百KH間，利用目前的量測儀器，可精確偵測到1Hz的微小變化量。Melexis的TPMS方案，正是利用了SAW的這些特性。Melexis無線通信商務(wù)部經(jīng)理ANDRES LAUTE博士指出：“我們的方案在每個(gè)輪胎內(nèi)放置3個(gè)SAW，然后，以發(fā)信機(jī)發(fā)射RF信號(hào)給這些SAW，由于輪胎內(nèi)的壓力或溫度都有變化，所以SAW發(fā)射回的信號(hào)頻率就有了變化，天線接收到變化的RF信號(hào)后，再送到DSP進(jìn)行處理，根據(jù)特定的算法就可以知道輪胎內(nèi)的壓力、溫度情況。由于SAW是無源器件，所以無需電池�！�

而傳統(tǒng)的TPMS的組成則是如下所示：

ANDRES LAUTE表示：“這個(gè)方案的關(guān)鍵就是SAW對(duì)溫度、壓力的變化要有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，目前Transense Technologies公司、Epcos等都提供這種元件�！彼貏e指出，目前很多TPMS都應(yīng)用在后裝市場，從未來看，TPMS將成為汽車必備的功能之一，所以前裝市場必然要有很大增長。Melexis已經(jīng)在和GE等公司合作，在汽車出廠前就安裝該系統(tǒng)。
Melexis的分銷商EIL公司工程總監(jiān)梁福厚表示：“EIL愿意與本土供應(yīng)商一起推廣該方案，目前大陸已有四、五家供應(yīng)商在應(yīng)用這個(gè)方案�！�