多路无线遥控接收装置的设计_优秀论文集(编辑修改稿)

多路无线遥控接收装置的设计_优秀论文集(编辑修改稿)内容摘要：

3— 1 若把静态电容 C0考虑进去，则产生并联谐振，其谐振频率为 3— 2 式中： C为 C0和 Cq的串联电容。 由于 C0》 Cq，因而 fq 和 fp两个频率相隔很近。 对式（ 3— 2）进行展开并推导后，可得 接收机的选择论证 西安 欧亚 学 院本科 毕业设计 （论文） 11 接收模块从工作方式分，可以分成超外差接收板和超再生接收板。 超再生式接收机具有电路简单 、性能适中、成本低廉的优点所以在实际应用中广泛采用。 这里我们就是采用超再生式接收机。 方案一 超外差接收机 图 28（ 超外差式接收机 结构图 ） 美国 Micrel公司推出的单片集成电路可完成接收及解调，其 MICRF002为 MICRF001的改进型，与 MICRF001 相比，功耗更低，并具有电源关断控制端。 MICRF002 性能稳定，使用非常简单。 下面为其管脚排列及推荐电路。 图 29（ MICRF002 原理电路图 ） ICRF002 使用 陶瓷谐振器，换用不同的谐振器，接收频率可覆盖 300440MHz。 MICRF002 具有两种工作模式：扫描模式和固定模式。 扫描模式接受带宽可达几百 KHz,此模式主要用来和 LC 振荡的发射机配套使用，因为， LC 发射机的频率漂移较大，在扫描模式下，数据通讯速率为每秒。 固定模式的带宽仅几十 KHz，此模式用于和使用晶振稳频的发射机配套，数据速率可达每秒钟 10KBytes。 工作模式选择通过 MICRF002 的第 16 脚（ SWEN）实现。 另外，使用唤醒功能可以唤醒译码器或 CPU，以最大限度地降低功耗。 MICRF002 为完整的单片超外差接收电路，基本实现了 “天线输入 ”之后 “数据直接输出 ”，接收距离一般为 200 米。 超外差接收机虽然，工作稳定可靠，接受灵敏度高，温度适应性强，但 与超再生 检波 电路相比，缺点是成本偏高。 一般使用在要求较高的接收机中。 方案二 超再生检波接收机 控制信号输出 译码 整形 低放、检波 中放 混频 高放 本振 自动增益控制（ AGC） 西安 欧亚 学 院本科 毕业设计 （论文） 12 图 210（ 超再生式接收机结构图 ） 超再生是指把高频放大输出信号的一部分以正反馈的方式送到输入端，使放大器的灵敏度和选择性都得到提高。 超再生电路是指振荡电路自身产生的振荡电压比再生正反馈的作 用还强，所以叫做超再生电路。 超再生接收电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。 通常再生接收电路由检波、低频放大、整形、解码等环节组成。 而采用超再生接收电路，仅用一级“超再生检波”就能完成信号选择、放大和解调功能。 使超再生电路工作的关键问题是让电路产生间歇式的高频振荡，而产生高频振荡的条件必须具备有间歇式的控制电压，这个电压通常叫熄火电压，振荡频率约为 20~60kHz，能影响高频振荡器的工作，使其振荡不是连续而是间歇的。 这种间歇的振荡器振荡幅度受电路中的电压波动影响很大，反映敏 感。 当超再生电路没有收到外来信号时，其输出是连续不断的“沙沙”的噪声电压。 而收到外来信号时，其输出的是调制信号。 需要指出的是，超再生电路所检波的不是接收到的载波信号，而是由载波信号控制的振荡电路自身产生的振荡电压，该电压幅度越大，超再生接收电路的灵敏度越高。 超再生接收电路按照熄灭电压来源不同，可分为“他熄火”和“自熄火”两种。 他熄火超再生接收电路由高频振荡和熄火电压振荡两级组成。 而在“自熄火”超再生接收电路中，高频振荡和熄火电压振荡同由一个晶体管完成。 一般超再生检波电路在中波段工作时灵敏度很高，所以常 用来制作简易晶体管收音机。 对于工作于短波段的无线电遥控设备，再生检波的灵敏度及稳定性都不符合要求。 超再生检波在短波段却具有很高的灵敏度，对接收的弱信号可放大几十万倍。 因此，对于希望电路简单、灵敏度高，而对选择性和信噪比要求不高的简单无线遥控通信设备（如防盗器等产品），超再生检波电路还是很有实用价值的。 比起超外差接收机超再生式接收机同样具有电路简单、接收机本振辐射低、成本低廉等优点而被广泛采用 ，功耗小可达 100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。 而且 超再生电路 结合编解码芯片组 PT2262/2272 的 地址编码功能可以大大的增加系统 工作稳定性，从而 提高 了抗干扰能力。 因此在本设计中才有的是超再生检波接收机。 超再生检波 高频放大 整 形 低频放大 选频回路 LED 灯 继电器开关电路 解码电路 西安 欧亚 学 院本科 毕业设计 （论文） 13 天线与输入回路耦合的选择论证 （ 1） 直接耦合方式 直接耦合方式如图所示，它将外接天线直接接在输入回路上。 显然，外接天线的接入能提高接收微弱信号的能力，但这种方式存在一个问题，这就是外接天线与地之间构成一个很大的电容 Ca。 该电容直接并接在 LC 调谐回路两端。 这不仅增加了回路的损耗，使回路的 Q 值降低，同时会导致LC 调谐回路失谐。 因此，在实际接收 机种采用这种耦合方式的较少。 （ 2） 电感耦合方式 电感耦合是利用绕在磁棒上的一个线圈 Lc 将接收信号传输给调谐回路，如图所示。 线圈 Lc 较天线线圈。 信号频率越高， Lc的感抗越大，电压传输系数越小，当波段范围较小时变化比较均匀，虽然它的结构比较简单，但线圈的绕制比较肯难。 因此在本电路中未能采用。 （ 3） 电容耦合方式（本电路中所采用的耦合方式） 电容耦合是将外接天线经过电容器 Cc 接到调谐回路上，如图所示加上 Cc 后相当于在天线电容Ca 上串联一个小电容，如图 B 所示。 由于 Cc 的容量很小，一般只有 10~30Pf，所以使 Ca 与 Cc 串联后的总电容减小，因而减小了 Ca 对 C 的影响。 这种耦合电路，由于 Cc的容量很小，对高频信号有一定的容抗，而且它的容抗随频率的升高而减小，随频率的降低而增加，所以在高频端传输系数较大，在低频端传输系数越小。 此耦合方式的结构简单以实现，因此本电路中得到了较好的应用。 （ 4） 电容 —— 电感耦合方式 这种耦合方式如图所示。 天线与调谐回路既有电感耦合又有电容耦合。 因而，它的优点是整个接收频率范围内其电压传输系数较均匀，但这种耦合方式调试复杂，一般在性能较高的接收机中应用。 图 211（ 接收机输入回路原理图 ） 高频小信号放大器的选择 （ 1） 谐振放大器 西安 欧亚 学 院本科 毕业设计 （论文） 14 由晶体管、场效应管或集成电路与 LC 并联谐振回路组成的高频小信号谐振放大器广泛应用于广播、电视、通信、雷达等接收设备中，其作用是将微弱的有用信号进行线形放大并滤除不需要的噪声和干扰信号，由于谐振放大器的工作频段较窄，加之回路与晶体管的耦合常采用自耦变压器耦合方式并且对下一级之间的阻抗匹配要求较高，所以比起单管放大器来说较有不便。 因为在本设计中使用的是带有地址编码的芯片所以放大器我们采用的是普通单管放大器。 （ 2） 共射 极单管放大器 优点是频带宽且电路简单适合遥控电路的应用 图 212（ 宽带放大器原理图 ） 继电器的选择 继电器是遥控装置的重要执行元件继电器是利用电磁原理、机电原理或气体（如热电、光电等）方法来实现电路中联结通断的开关控制元件，是自动控制、无线电遥控装置中最常用的执行元件。 它的触点的通断呈阶跃式，或呈高电平，或呈低电平，具有一定的逻辑功能。 将多个继电器合理地进行排列、组合，可构成一个复杂的逻辑电路或时序电路，实现对电路的逻 辑或时序控制。 继电器种类繁多，用途各异，可按不同方法进行分类，如可以按动作原理、触点特征、结构形式、负载功率、用途、防护特征等进行分类。 在无线电遥控、遥测中，最常用的是直流电磁式继电器、交流电磁式继电器、固态继电器、磁保持继电器和时间继电器等。 在无线电遥控系统中，接收机的输出信号一般都比较弱，即使经过放大，也很难直接驱动较大的负载或功率部件，而通过继电器就可用较小的电流去控制这些负载或部件。 继电器一般包含三部分：一是对输入的物理量产生响应的输入机构，如电感线圈、电磁铁、电子线路等；二是能改变输出状态或控 制负载的输出机构，如触电、切换开关等；三是连接输入和输出机构的转换机构或电路，如弹簧杠杆、衔铁、比较器等。 这样一来，通过继电器就可用较弱的信号去控制大功率的负载。 因此继电器实际上是一种用低电压、小电流去控制高电压、大电流的自动开关。 在控制电路中可将继电器视作一种开关，但它又不同于一般的开关，因为它具有自动控制的功能。 这里我们采用的就是一种直流电磁式继电器。 它主要由带铁芯的线圈、动触点、静触点、衔铁西安 欧亚 学 院本科 毕业设计 （论文） 15 以及返回弹簧等组成。 它是利用电磁感应原理实现触点闭合或断开的开关控制元件。 它可用较小的电流控制较大的电流，用低 电压控制高电压，或用直流去控制交流等，并可将被控电路与控制电路完全隔离（绝缘电阻不小于 100MΩ），在自动控制、遥控、遥测及保护电路等方面应用广泛。 第三章 发射装置 总体电路的设计 发射装置的工作原理 图 31（ 发射模块编码原理图 ） 发 射系统主要由 电源开关 电路、编码电路、无线电 调制 发射电路组成。 发射系统主要功能 是通过按键经由 PT2262 编码芯片构成的编码电路，产生所需要的、具有某些特征的编码脉冲控制指令。 由于这些控制指令都是频率比较低的电信号，无法直接传送到遥控目标上去，所以必须将指令信号送到发射电路，使它载在高频信号（ 315M 载波）上，才能由发射天线发送出去。 发射部分电源采用两节 一号电池供电，在电池两端接一个电源指示灯，方便操作。 本设计中编码芯片 PT2262 的发送控制端 （ 14 脚 ）直接接有效电平（低电平）， 这里我们并没有把 18脚直接接电源（ VCC），而是通过二极管和开关将 18 脚、 电源与数据输入端 连接在一起。 这样当按下 K1～ K4 任何一键时， 二极管导通，供电给 PT2262使其工作，同时送入开关信号，使 电路发送 1～ 4 通道相应的控制数据 ； 当松开发射键时， 二极管截西安 欧亚 学 院本科 毕业设计 （论文） 16 止， 18 脚不得电， PT2262 不工作，数据输出端无信号输出。 这里我们 在电路中采用二极管 D1～ D4的目的主要是为了保护电路，避免在按下按键的瞬间，冲击脉冲过大，从而烧坏片。 图中 15 和 16脚的电阻（ R5）是振荡电阻，调整 R5（振荡电阻）可调整发射电流，从而调整发射距离， R5 取植小可提高发射距离。 当然，编码和解码电路它们都有振荡电阻，并且还相互对应，即编 码电路中的振荡电阻阻值必须和解码电路中振荡电阻的阻值相匹配，否则解码电路不解码。 匹配电阻表见附录 在无线电遥控设备中，发射电路用来产生遥控指令电信号和产生运送该信号（作为调制信号）的高频载波，使调制信号依附在该高频载波上经天线发射至空中。 当发射机没有按键按下时， PT2262 的 18（ vcc）脚不得电，则芯片不工作同样没有数据输入 ，17 脚 没有数据输出且为低电平 ， 发射模块中三极管 S8050处于截止状态， 315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时， PT2262 得电工作，其第 17 脚输出经 编码 的串行数据信号 ， 此时 17 脚为高 低 电平 ，当为高电平时，发射模块中三极管 S8050 处于导通状态， 315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅 315M高频信号 代表“ 1” ，当 17 脚为低平 时， 315MHz的高频发射电路停止振荡， 不发射 315 M 的高频信号代表“ 0” 所以高频发射电路完全 受 控于 PT2262 的 17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ ASK 调制） ， 相当于调制度为 100％的调幅。 幅度键控调制方式的最终效果体现为高频载波等幅信号的“有”或“无”。 例如，当调制信号为高电平“ 1”时，发射电路有高频载波发出，所发出的载波 为周期幅度相等的等幅波；而在调制信号为低电平“ 0”，则没有高频载波发出。 幅度键控做法是使用开关管对发射电路的供电回路实行开关控制，也可以只对发射电路中的功放输出级实行控制或只对本振级实行控制，控制信号即为调制信号，取自于组成遥控命令的数字编码脉冲信号。 本系统的 无线电发射电路中采用 的是 一种新型射频发射模块，它具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，性能稳定。 当 PT2262 的数据输出端（ 17 脚）无信号输出时，开关管 S8050 截止，导致整个发射模块都不工作，发射电流为零。 当它的控制端（ 14脚）有效时， 17 脚有编码脉 冲信号输出时，开关管 S8050 处于导通状态，从而驱动射频功率放大管 RF57 工作，即 17 脚。