無(wú)線遙控系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘 要無(wú)線電遙控技術(shù)在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、國(guó)防等領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，要求遙控技術(shù)越來(lái)越精細(xì)，需要設(shè)計(jì)者整體考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)整個(gè)遙控系統(tǒng)。論文主要包括兩大部分，發(fā)射電路的設(shè)計(jì)和接收電路的設(shè)計(jì)，又以 發(fā)射電路的設(shè)計(jì)為重點(diǎn)。首先，從整體著手，闡述了整體設(shè)計(jì)思路，然后對(duì)整體方案分塊設(shè)計(jì)。以求設(shè)計(jì)出最佳單元電路，然后整合在一起，使其整體電路更加精良。其次，我們開始了對(duì)各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)。從開關(guān)電路，到編碼電路，功率放大電路，調(diào)制電路，再到發(fā)射天線，我們都一一加以介紹。最后，我們選用FM解調(diào)芯片MC3361構(gòu)成解調(diào)電路，LC作發(fā)射模塊，設(shè)計(jì)出一套簡(jiǎn)單、使用方便的遙控發(fā)射裝置。關(guān)鍵詞：

2、發(fā)射電路，接收電路，主振電路，高頻功率放大器，調(diào)制電路Abstract:The field of radio frequency (RF)circuit design is currently enjoying a renaissance,driven in particular by the recent ,and largely unanticipaated,explosive growth in wireless telecommunications,Because this resurgence of interest in RF enigneers ,However ,in tryi

3、ng to synthesize the two traditions of “conventional”RF and lower-frequency MC desigers often find communication with each other difficult bacause of their diverse back-grounds and the differences in the media in which they realize their circuits .Radio-frequency MC design , particularly in LC, is a

4、 different activity altogether from discrete RF design.Key words: wireless remote control an oscillating circuit a high-frequency power amplifier modualation code projectile目 錄1 論文設(shè)計(jì)要求21.1 基本要求21.2 發(fā)揮部分32 總體設(shè)計(jì)方案32.1 方案一32.2 方案二43 方案比較54 擇方案的具體論證54.1 無(wú)線信號(hào)傳輸部分54.2 控制部分74.3 關(guān)于傳輸距離的分析85 無(wú)線信號(hào)傳輸部分115.1發(fā)射機(jī)

5、115.2 接收機(jī)156 數(shù)字系統(tǒng)部分196.1編碼部分196.2 解碼部分206.3 驅(qū)動(dòng)部分22總 結(jié)26參 考 文 獻(xiàn)27附錄28無(wú)線電遙控系統(tǒng)1 論文設(shè)計(jì)要求1.1 基本要求（1）工作頻率：fo=610MHz中任選一種頻率。（2）調(diào)制方式：AM、FM或FSK任選一種。（3）輸出功率：不大于20mW（在標(biāo)準(zhǔn)75假負(fù)載上）。（4）遙控對(duì)象：8個(gè)，被控設(shè)備用LED分別代替，LED發(fā)光表示工作。（5）接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)不小于10m。1.2 發(fā)揮部分（1）8路設(shè)備中的一路為電燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級(jí)并用 數(shù)碼管顯示級(jí)數(shù)。（2）在一定發(fā)射功率下（不大于20mW），盡量增大接收距離。（3）

6、增加信道抗干擾措施。（4）盡量降低電源功耗。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 方案一整個(gè)系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1和1-2所示。系統(tǒng)的工作原理是首先通過(guò)按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號(hào)，再通過(guò)無(wú)線電發(fā)射電路將該信號(hào)發(fā)射出去。而無(wú)線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號(hào)通過(guò)解碼電路進(jìn)行編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否為本遙控開關(guān)系統(tǒng)地址，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)遙控對(duì)象8個(gè)，且其中一個(gè)是電燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級(jí)并用數(shù)碼管顯示級(jí)數(shù)。.控制器編碼調(diào)制功放電池 圖2-1 無(wú)線電遙控發(fā)射方框圖

7、放大解調(diào)解碼外供直流穩(wěn)壓電源被控設(shè)備 圖2-2 無(wú)線電接收機(jī)方框圖2.2 方案二整個(gè)可編程無(wú)線電遙控多通道開關(guān)系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖如圖1-3和1-4所示。開關(guān)系統(tǒng)的工作原理是首先通過(guò)按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號(hào)，再通過(guò)無(wú)線電發(fā)射電路將該信號(hào)發(fā)射出去。而無(wú)線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號(hào)通過(guò)解碼電路進(jìn)行編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否為本遙控開關(guān)系統(tǒng)地址。如果是，則單片機(jī)電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)控制開關(guān)電路動(dòng)作；如果不是，則解碼電路不解碼，單片機(jī)電路不響應(yīng)，開關(guān)電路無(wú)任何動(dòng)作。系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要是通

8、過(guò)編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)開關(guān)電路的狀態(tài)進(jìn)行控制。充分利用其軟硬件資源，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)受控電路的多種狀態(tài)進(jìn)行控制，還可以實(shí)現(xiàn)單鍵控制多路電路（例如，可按下一個(gè)遙控按鍵關(guān)掉所有的受控電器）。利用單片機(jī)對(duì)開關(guān)電路進(jìn)行控制還使得控制電路擴(kuò)展方便，控制靈活。3 方案比較在方案一中我們采用了在發(fā)射系統(tǒng)中電源開關(guān)的設(shè)計(jì)，使得只有在按下指令鍵時(shí)發(fā)射系統(tǒng)才上電，指令鍵松開時(shí)發(fā)射系統(tǒng)掉電，大大降低了發(fā)射系統(tǒng)的功耗，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。采用專用編碼、解碼集成電路，電路內(nèi)部的重復(fù)辨識(shí)確認(rèn)提高了系統(tǒng)的可靠性，避免了多個(gè)同一結(jié)構(gòu)的無(wú)線電遙控開關(guān)系統(tǒng)在有效距離內(nèi)相互干擾問(wèn)題。被控制設(shè)備能簡(jiǎn)單明了地體現(xiàn)遙控狀態(tài)，而且便于擴(kuò)展及實(shí)使用

9、。方案二中發(fā)射模塊與方案一中大致相同，但是在接收電路中采用了單片機(jī)控制的電路使電路構(gòu)成簡(jiǎn)化，可實(shí)現(xiàn)多路多功能控制。采用射頻發(fā)射、接收模塊，安裝調(diào)試方便，電路簡(jiǎn)潔，可靠性好，穩(wěn)定性高。從我們?cè)O(shè)計(jì)的難易程度和經(jīng)濟(jì)角度我們同組成員選擇了第一個(gè)方案，第二個(gè)方案如果用于商業(yè)用途肯定會(huì)有很大的潛力，但是作為我們簡(jiǎn)單的制作設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)過(guò)于大費(fèi)周章了，所以第一方案作為我們的首選目標(biāo)。4 擇方案的具體論證根據(jù)任務(wù)要求，系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上考慮，有無(wú)線電遙控發(fā)射機(jī)和無(wú)線電接收機(jī)兩大模塊，從功能上講有無(wú)線信號(hào)傳輸部分和控制部分。下面分別從這兩個(gè)方面闡述方案的設(shè)計(jì)思想。4.1 無(wú)線信號(hào)傳輸部分（1） 調(diào)制方式的選擇根據(jù)要求，控制

10、對(duì)象是8盞燈，其中一盞亮度可調(diào)，亮度分為8級(jí)，用數(shù)碼管顯示級(jí)數(shù)，被控狀態(tài)采用二進(jìn)制編碼。因課題對(duì)頻帶寬度沒(méi)有限制，為了提高抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，載波傳輸采用FSK調(diào)制方式。（2） 發(fā)射機(jī)主振電路型式的選擇主振可采用晶體振蕩或LC振蕩。課題要求載頻為610MHz。若采用普通晶體倍頻方式，假設(shè)為三倍頻，則晶體頻率要低于3.33MHz，在這種情況下難于獲得足夠的頻偏。例如，用摩托羅拉公司的單片集成FM調(diào)制芯片MC2833實(shí)現(xiàn)2.5MHz電抗管晶體三倍頻調(diào)頻時(shí)，實(shí)測(cè)三倍頻后的最大頻偏為420MHz。若采用專用調(diào)頻晶體，價(jià)格又太高。因此本設(shè)計(jì)選擇了變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的西勒電路，即可獲得較大的頻偏，又

11、可保證一定的頻率穩(wěn)定度。（3） 發(fā)射機(jī)功放電路的選擇功率放大器一般可由推動(dòng)級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)組成，具體級(jí)數(shù)應(yīng)由所要求的總功率增益而定。試題要求輸出功率不大于20mW，假設(shè)天線特性阻抗為75，則在匹配良好條件下天線上電壓峰峰值要小于3.5v。一般西勒振蕩器輸出電壓峰峰值為1v是可實(shí)現(xiàn)的，故用一級(jí)功率放大應(yīng)能滿足要求?？紤]到前后級(jí)影響的問(wèn)題，在振蕩器與功放間加入了一級(jí)射隨器，起隔離和激勵(lì)的作用。鑒于輸出功率低，兼顧效率，功放管工作狀態(tài)選為甲乙類。（4） 接收機(jī)高頻放大器為保證接收機(jī)具有較高的靈敏度，選用低噪聲高頻晶體管2SC763。為獲得一定的電壓增益，采用共射極諧振放大電路。（5） 接收機(jī)解調(diào)器

12、通過(guò)查閱資料，選擇了摩托羅拉的單片集成窄帶FM解調(diào)芯片MC3361構(gòu)成解調(diào)電路。MC3361的特點(diǎn)為低功耗、低電壓和高靈敏度，在窄帶語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信中有良好的鏡頻抑制能力。 4.2 控制部分控制的對(duì)象是8路設(shè)備，8路當(dāng)中有一路設(shè)備是電燈，該路電燈亮度可調(diào)，共分為八個(gè)亮度等級(jí)，其余7路只有開關(guān)兩種狀態(tài)，因此共計(jì)為15種狀態(tài)，用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示是合理的。這15種狀態(tài)不允許同時(shí)出現(xiàn)?，F(xiàn)將15種狀態(tài)進(jìn)行編碼。如表1.1所示，采用四位二進(jìn)制碼表示各控制狀態(tài)。 表1.1 15種狀態(tài)編碼表編 號(hào)ABCD功能說(shuō)明10001一路工作,其余不工作20010二路工作,其余不工作30011三路工作,其余不工作40100四

13、路工作,其余不工作50101五路工作,其余不工作60110六路工作,其余不工作70111七路工作,其余不工作81000八路工作,其余不工作亮度0級(jí)91001八路工作,其余不工作亮度1級(jí)101010八路工作,其余不工作亮度2級(jí)111011八路工作,其余不工作亮度3級(jí)121100八路工作,其余不工作亮度4級(jí)131101八路工作,其余不工作亮度5級(jí)141110八路工作,其余不工作亮度6級(jí)151111八路工作,其余不工作亮度7級(jí)其中一位碼A表示控制對(duì)象是其中一盞燈亮還是其余七盞燈的開關(guān),另三位碼對(duì)應(yīng)表示八級(jí)亮度或被點(diǎn)亮的燈號(hào)。ABCD=0000表示全部不工作。為了便于碼元的傳輸，需要對(duì)碼元件進(jìn)行再編碼

14、（一是進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，二是加入一定冗余信息提高可靠性）。經(jīng)查閱資料，MC145026和MC145027是專門設(shè)計(jì)用于遙控電路中的編/解碼器。MC145026可以接收四位并行數(shù)據(jù)，再編碼后串行輸出，在每一個(gè)編碼周期中，發(fā)送兩次數(shù)據(jù)，以提高可靠性。MC145027解碼器接收串行數(shù)據(jù)，前五位二元碼是地址碼，剩下的為四比特的二元數(shù)據(jù)碼，當(dāng)接收到的地址碼與本地地址碼相等時(shí)，并行輸出數(shù)據(jù)碼。用MC145026和MC145027可以滿足控制信號(hào)的再編碼與解碼。類似MC145027/MC145026專門用于設(shè)計(jì)遙控電路中的編碼/解碼集成芯片有許多種，例如PT2262/PT2272、YYH26/YYH27等均可

15、勝任。4.3 關(guān)于傳輸距離的分析傳輸距離是簡(jiǎn)易無(wú)線電遙控系統(tǒng)的綜合性技術(shù)指標(biāo)，也是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容。單工無(wú)線通信最大作用距離公式為 (1.1)式中，Pt為發(fā)射機(jī)天線端輻射的有效功率；Smin為接收機(jī)的最小檢測(cè)功率；Gt、Gr分別為發(fā)射機(jī)天線和接收機(jī)天線的增益；K值在發(fā)射機(jī)頻率為定值，實(shí)驗(yàn)環(huán)境確定的情況下基本上為常量。要增大作用距離應(yīng)從如下幾個(gè)方面考慮：（1） 盡量提高發(fā)射與接收天線的增益因題目對(duì)天線的形狀、尺寸未作規(guī)定，故天線的設(shè)計(jì)可以大做文章，下大工夫。由式（1.1）可知，傳輸距離是與Gt、Gr形成正比。若Gt、Gr分別增大兩倍，則作用距離也增加兩倍。這是非?？捎^的。（2） 盡量提高發(fā)

16、射機(jī)天線端有效輻射功率Pt根據(jù)題目要求，在發(fā)射機(jī)輸出端接上75的假負(fù)載，其輸出功率不應(yīng)大于20mW。在去除假負(fù)載，接上發(fā)射天線，則被天線輻射出去的有效功率Pt比20mW要小。以單振子天線為例，如圖1.2所示。當(dāng)l= 時(shí)，A、B兩端所呈現(xiàn)的阻抗為300左右，必須接一個(gè)4：1的阻抗變換器才能與發(fā)射機(jī)阻抗匹配。自然這樣是效果最佳。然而根據(jù)題目要求，工作頻率fo在610MHz之間任選一個(gè)頻點(diǎn)，假設(shè)選取fo=610MHz，光速為c，則波長(zhǎng)為 = =3*108/10*106=30(m),l= /2=15(m)要架設(shè)這么長(zhǎng)的天線是不實(shí)際的。 阻抗變換 器75電阻電纜75ABl 圖1.2 單振子天線 一般情況

17、下，發(fā)射機(jī)采用拉桿天線，其總長(zhǎng)度約1.5m左右。經(jīng)過(guò)MATLAB仿真計(jì)算可得，拉桿天線的等效阻抗Zr為 Zr=RL-jXL (1.2)RL不到10,XL超過(guò)100。它與發(fā)射機(jī)嚴(yán)重失匹，而且天線呈容性阻抗。因此在發(fā)射機(jī)輸出端和拉桿天線之間必須加裝阻抗變換器，且要抵消天線容性的影響，其示意圖如圖1.3所示。 發(fā)射機(jī)降阻網(wǎng)絡(luò)模擬拉桿天線CLRLL13 天線匹配示意圖當(dāng)然還可以采用天線增益更高的天線。例如雙拉桿天線、環(huán)行天線等。不管采用任何形式的天線，均存在發(fā)射機(jī)與天線匹配問(wèn)題。接收機(jī)同時(shí)也存在接收天線與高頻放大器之間的阻抗匹配問(wèn)題，這里不再重復(fù)。（3） 提高接收機(jī)的靈敏度由式（1.1）可知，提高接收

18、機(jī)的靈敏度（即降低接收機(jī)的Smin）與提高發(fā)射機(jī)天線的輻射功率Pt對(duì)增加傳輸距離是同等重要的。故接收機(jī)采用超外差體制，切加裝一級(jí)低噪聲、高增益高頻放大器，同時(shí)接收機(jī)要調(diào)準(zhǔn)，使接收機(jī)靈敏度達(dá)到最高。（4）根據(jù)電波傳輸理論，如圖1-4所示。在距離為(2n-1)/4時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波谷，收聽效果最差；在距離為n/2時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波峰，收聽效果最好。其中n為自然數(shù)。如圖所示。在進(jìn)行傳輸距離測(cè)試時(shí)，要轉(zhuǎn)動(dòng)天線方向，使接收效果達(dá)到最佳為止。 磁場(chǎng)強(qiáng)度/23/25/2/43/45/47/49/4距離圖1-4 電波傳輸理論示意圖（5） 關(guān)于盡量減小系統(tǒng)輸出信號(hào)失真度的分析輸出信號(hào)失真度也是單工無(wú)線呼叫系統(tǒng)的重要指標(biāo)。該

19、指標(biāo)的優(yōu)劣取決于接收和發(fā)射兩個(gè)分機(jī)。對(duì)可能產(chǎn)生波形失真的原因要分析清楚，從而采取有效措施，才能保證系統(tǒng)輸出波形無(wú)明顯失真。（6）從系統(tǒng)方面考慮：收發(fā)系統(tǒng)要調(diào)整正常，兩者的頻率要對(duì)準(zhǔn)，直流穩(wěn)壓電源紋波要小，還要防止外部干擾（特別是市電干擾）串入系統(tǒng)。故發(fā)射機(jī)音頻放大級(jí)最好能屏蔽。最后，還要使收發(fā)天線極化一致，方向?qū)?zhǔn)。5 無(wú)線信號(hào)傳輸部分5.1發(fā)射機(jī)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的模擬部分分為二大模塊（1） 發(fā)射部分電路圖如圖2.1所示。圖2.1 發(fā)射部分電路圖主振器由晶體管VT1與電容C2、C3、C4、C5、變?nèi)荻O管C3和電感L1組成西勒振蕩器。該電路較易起振，輸出振蕩頻率和振幅也較為穩(wěn)定，波形好，調(diào)諧范圍也比

20、較寬。振蕩信號(hào)由C7弱耦合至射隨器，然后送至功放。射隨器的功能有1）輸入阻抗高、輸出阻抗低；2）輸入輸出同相；3）輸入集電極電壓等于發(fā)射集電壓；4）有電流和電壓放大作用。功放的工作狀態(tài)為甲乙類，R8、R9給VT3提供偏壓，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用簡(jiǎn)單的T型網(wǎng)絡(luò)，其中L4與C10和天線等效電容諧振于載頻，L3與L2起阻抗變換作用，以使輸出功率最大。調(diào)頻采用變?nèi)荻O管電路。在本設(shè)計(jì)中，調(diào)制信號(hào)為二單元單極性碼，即只有高低兩個(gè)電平，故對(duì)調(diào)制線性度要求不高。因次設(shè)計(jì)采用了變?nèi)荻O管部分接入及對(duì)變?nèi)荻O管不外加發(fā)偏壓的電路結(jié)構(gòu)，電路如圖2.2所示。Cj為變?nèi)荻O管的結(jié)電容，可求得Cj對(duì)主振回路的接入系數(shù)P為 P

21、=C5/（C5+Cj） 若調(diào)制信號(hào)引起的結(jié)電容變化為C，則引入主振回路的電容變化量為P2C，可求得由此引起的振蕩頻率的變化為fg-(P2C/2C) fg式中C=C5Cj / (C5+Cj)+C4 為主振回路總電容。負(fù)號(hào)表示C與fg的變化相反。本設(shè)計(jì)中C5=3pF,Cj=21pF,可得P <<1,即變?nèi)荻O管參量的變化對(duì)振蕩頻率影響較小，頻率穩(wěn)定度大大提高。由此引入的問(wèn)題是如何能得到足夠的頻偏，也就是如何使變?nèi)荻O管的結(jié)電容變化較大。解決的辦法是對(duì)變?nèi)荻O管不加反偏壓。如圖2.3所示，在不加反偏壓時(shí)可獲得最大電容變化量。由于無(wú)外加偏壓，避免了由偏壓變化引起的頻率漂移，同時(shí)簡(jiǎn)化了電路。

22、調(diào)制信號(hào)C5Cj圖2.2 變?nèi)荻O管偏壓電路 CjCj0Cjtutoo圖2.3 變?nèi)荻O管壓容特性 （2） 編碼部分電路圖如圖2.4所示。采用CD40147 10-4線優(yōu)先編碼器和編碼集成電路MC145026構(gòu)成。圖2.4 編碼部分電路圖控制鍵包括8個(gè)常閉按鍵和一個(gè)單刀雙擲撥鍵K1,撥鍵用來(lái)選擇被控對(duì)象，8個(gè)常閉按鍵用來(lái)表示被選中對(duì)象的8 種狀態(tài)。采用核心元件CD40147 10-4線優(yōu)先編碼器，只對(duì)按鍵進(jìn)行編碼。目前只用其中的8-3線部分，其余的可以留給以后擴(kuò)展用。利用MC145026和MC145027對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行再編碼和解碼，以利于碼元在無(wú)線信道中傳輸，MC145026產(chǎn)生占空比隨傳0、

23、傳1改變的單極性碼，一組編碼包括5位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼。在本設(shè)計(jì)中MC145026的地址碼四位是設(shè)定的，另一位由撥鍵控制， 來(lái)選擇控制對(duì)象是要調(diào)亮度的燈還是其余的七盞燈。相應(yīng)的MC145027才會(huì)有解碼輸出。這樣，可以利用一片MC145026控制兩片MC145027。集成編碼器MC145026的波形如圖2.5所示。圖2.5 MC145026的波形圖 圖2.6 MC145026的引腳功能和外部電路圖集成編碼器MC145026的引腳功能和外部電路如圖2.6所示。A1A9是地址或數(shù)據(jù)輸入端,當(dāng)作地址使用時(shí)有三個(gè)狀態(tài) (高電平、開路、低電平)，當(dāng)作數(shù)據(jù)使用時(shí)有兩種狀態(tài)（高電平、低電平）；、的數(shù)值決定M

24、C145026內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的工作頻率；TE是內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的工作控制端，當(dāng)TE為低電平時(shí)，振蕩器工作；的輸出編碼信號(hào)如圖3所示，兩個(gè)連續(xù)的寬脈沖（占空比7：1）表示“1”，兩個(gè)連續(xù)的窄脈沖（占空比1：7）表示“0”，一寬一窄兩個(gè)脈沖表示“開路”。發(fā)送時(shí)，先發(fā)送17.5個(gè)時(shí)鐘周期的低電平, 接著依次發(fā)送A1A2的狀態(tài)編碼，如果A1A9的狀態(tài)編碼發(fā)送完畢后TE依然是低電平,經(jīng)過(guò)24個(gè)時(shí)鐘周期后再依次發(fā)送 A1A9的狀態(tài)編碼。其編碼的發(fā)送工作不管TE在何時(shí)由低電平變?yōu)楦唠娖剑仨毜鹊疆?dāng)前發(fā)送周期結(jié)束以后才能停止。5.2 接收機(jī) 接收機(jī)的模擬部分可分為三大模塊：（1） 高頻放大電路如圖2-7所示：

25、采用了典型電路，為一級(jí)共發(fā)射級(jí)諧振高放。為提高接收機(jī)靈敏度使用了低噪聲的三極管2SC763。 圖2-7 高頻放大電路（2） 鑒頻電路如圖2-8所示：采用MC3361，本振為8MHz，與高放送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生500kHz的中頻信號(hào)。此信號(hào)通過(guò)窄帶陶瓷濾波器（FL）送回MC3361進(jìn)行鑒頻。 圖2-8 鑒頻電路MC3361是美國(guó)MOTOROLA公司生產(chǎn)的單片窄帶調(diào)頻接收電路，主要應(yīng)用于語(yǔ)音通訊的無(wú)線接收機(jī)。片內(nèi)包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑制器、掃描控制器及靜噪開關(guān)電路。主要應(yīng)用在二次變頻的通訊接收設(shè)備。其主要特性如下：   

26、0;· 低功耗（在Vcc=4.0V，耗電典型值僅為3.9mA）    · 極限靈敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）    · 少量的外接元件    · 工作電壓：2.08.0V    · DIP16和SO-16兩種封裝形式    · 工作頻率：60MHz(max)圖2-9 M

27、C3361內(nèi)部電路圖 圖2-10 MC3361典型應(yīng)用電路圖MC3361單片窄帶調(diào)頻接收電路工作原理：    MC3361的內(nèi)部振蕩電路與Pin1和Pin2的外接元件組成第二本振級(jí)，第一中頻IF輸入信號(hào)10.7MHz從MC3361的Pin16輸入，在內(nèi)部第二混頻級(jí)進(jìn)行混頻，其差頻為：10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz第二中頻信號(hào)。    第二中頻信號(hào)由Pin3輸出，由455kHz陶瓷濾波器選頻，再經(jīng)Pin5送入MC3361的限幅放大器進(jìn)行高增益放大，限幅放大級(jí)是整個(gè)電路的主要增益級(jí)。Pi

28、n8的外接元件組成455kHz鑒頻諧振回路，經(jīng)放大后的第二中頻信號(hào)在內(nèi)部進(jìn)行鑒頻解調(diào)，并經(jīng)一級(jí)音頻電壓放大后由Pin9輸出音頻信號(hào)。    Pin12Pin15為載頻檢測(cè)和電子開關(guān)電路，通過(guò)外接少量的元件即可構(gòu)成載頻檢測(cè)電路，用于調(diào)頻接收機(jī)的靜噪控制。MC3361內(nèi)部還置有一級(jí)濾波信號(hào)放大級(jí)，加上少量的外接元件可組成有源選頻電路，為載頻檢測(cè)電路提供信號(hào)，該濾波器Pin10為輸入端，Pin11為輸出端。Pin6和Pin7為第二中放級(jí)的退耦電容。表2-1 MC3361的特性參數(shù)名稱引腳位置標(biāo)識(shí)符極限值單位電源電壓4Vcc(max)10V(DC)工作電壓范圍4

29、Vcc48V(DC)檢波輸入電壓8-1.0Vp-p輸入電壓16V161.0VRMS靜噪功能14V14-0.55.0Vpk焊接溫度-Tj150工作周圍溫度范圍-TA-30+70儲(chǔ)藏溫度-Tstg-65+150（3） 比較電路如圖2-11所示：碼型在傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)畸變，所以應(yīng)通過(guò)比較電路使信號(hào)恢復(fù)成只有高低電平的數(shù)字信號(hào)。這樣，提高了接收機(jī)的抗干擾能力，并與后級(jí)數(shù)字電路匹配。比較器門限電壓由鑒頻器輸出經(jīng)RC低通濾波器獲得，其電壓相當(dāng)于信號(hào)中的直流分量電壓。此方法有一定的自適應(yīng)功能，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾能力。 圖2-11 比較電路6 數(shù)字系統(tǒng)部分因?yàn)楸具b控系統(tǒng)的重點(diǎn)在于無(wú)線信號(hào)傳輸部分

30、，所以本著以下的原則來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)：（1） 在無(wú)線發(fā)射機(jī)內(nèi)的控制部分盡量簡(jiǎn)單，接收機(jī)部分的受控設(shè)備也可以簡(jiǎn)單明了地體現(xiàn)遙控功能的目的。（2） 能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的控制能力。6.1編碼部分如圖2-4所示，控制鍵包括8個(gè)常閉按鍵和一個(gè)單刀雙擲撥鍵K1,撥鍵用來(lái)選擇被控對(duì)象，8個(gè)常閉按鍵用來(lái)表示被選中對(duì)象的8 種狀態(tài)。采用CD40147 10-4線優(yōu)先編碼器，只對(duì)按鍵進(jìn)行編碼。目前只用其中的8-3線部分，其余的可以留給以后擴(kuò)展用。利用MC145026和MC145027對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行再編碼和解碼，以利于碼元在無(wú)線信道中傳輸，MC145026產(chǎn)生占空比隨傳0、傳1改變的單極性碼，一組編碼包括5位地址碼和4位數(shù)

31、據(jù)碼。在本設(shè)計(jì)中MC145026的地址碼四位是設(shè)定的，另一位由撥鍵控制， 來(lái)選擇控制對(duì)象是要調(diào)亮度的燈還是其余的七盞燈。相應(yīng)的MC145027才會(huì)有解碼輸出。這樣，可以利用一片MC145026控制兩片MC145027。6.2 解碼部分在接收端用兩片MC145027對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行解碼。一片MC145027對(duì)應(yīng)一個(gè)控制對(duì)象。這在實(shí)際應(yīng)用中是有好處的，被遙控設(shè)備可用獨(dú)立的接收機(jī)來(lái)控制。MC145027的解碼方式：     MC145027是與MC145026配套使用的解碼器的一種，具有4位數(shù)據(jù)輸出和5位地址編碼，根據(jù)其地址的不同組合可以產(chǎn)生種不同的地址編碼。根據(jù)其地

32、址的不同組合可以產(chǎn)生種不同的地址編碼。MC145027的引腳功能和外部電路如圖2-12所示，其功能框圖如圖2-13所示。MC145027通過(guò)RC積分電路來(lái)完成寬窄脈沖的識(shí)別，圖2-13中，定時(shí)元件R1、C1決定對(duì)寬窄脈沖的識(shí)別。 R2、C2是整個(gè)發(fā)送周期的辨別定時(shí)元件，用以確定各個(gè)有效單字，。當(dāng)編碼信號(hào)從數(shù)據(jù)輸入端（9腳）輸入時(shí)，6 腳將出現(xiàn)與9腳相同的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)R1、C1積分電路積分后由7腳送至數(shù)據(jù)提取電路，數(shù)據(jù)提取電路在輸入信號(hào)的每一個(gè)上升沿通過(guò)檢測(cè) 7腳的狀態(tài)來(lái)判斷輸入的是寬脈沖還是窄脈沖。圖2-14中給出了6腳和7腳信號(hào)的波形，假定數(shù)據(jù)輸入端輸入的是“開路”編碼（即一個(gè)寬脈沖和一個(gè)

33、窄脈沖），寬脈沖開始于t0時(shí)刻，結(jié)束于t1時(shí)刻，窄脈沖開始于t2時(shí)刻，結(jié)束于t3時(shí)刻，整個(gè)編碼于t4時(shí)刻結(jié)束。那么，在t1時(shí)刻，7腳的電壓為： 在t2時(shí)刻7腳電壓為： 在此時(shí)刻，數(shù)據(jù)提取電路檢測(cè)到的7腳電平為高電平，說(shuō)明上一個(gè)脈沖為寬脈沖；此后窄脈沖通過(guò) R1給C1充電，在窄脈沖結(jié)束時(shí)的t3時(shí)刻，7腳的電壓為0.74V，在此后的一段時(shí)間里C1通過(guò)R1放電，在編碼結(jié)束的t4時(shí)刻，7腳的電壓為0.1V。此時(shí)數(shù)據(jù)提取電路檢測(cè)到7腳的電平為低電平，說(shuō)明上一個(gè)脈沖為窄脈沖。由此可見MC145027并不是對(duì)接收到的脈沖信號(hào)直接進(jìn)行解碼，而是將輸入信號(hào)積分后進(jìn)行解碼，由于積分電路能濾除瞬間的尖脈沖干擾，因此

34、MC145027接收的編碼信號(hào)即使受到某種程序的干擾，MC145027依然能夠進(jìn)行正確的解碼，這一點(diǎn)對(duì)于環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)特別重要。 圖2-12 MC145027的引腳功能 圖2-13 MC145027譯碼器功能框圖 圖2-14 MC145027的6、7腳波形6.3 驅(qū)動(dòng)部分如圖驅(qū)動(dòng)電路所示，LED工作電流小，采用74LS138譯碼輸出直接驅(qū)動(dòng)小電燈的亮度調(diào)節(jié)，通過(guò)三個(gè)能提供不同電流的射隨器相加實(shí)現(xiàn)。數(shù)碼管采用MC14511驅(qū)動(dòng)。MC14511為七段LED顯示器的鎖存、譯碼和驅(qū)動(dòng)器。MC14511的LE為高電平時(shí)，MC14511的輸出保持不變；當(dāng)LE為低電平時(shí)，MC14511的輸出狀態(tài)由輸入端

35、決定。譯碼和驅(qū)動(dòng)功能是把輸入的BCD碼轉(zhuǎn)換為七段顯示碼再驅(qū)動(dòng)LED顯示器。輸出端是高電平有效，所以使用共陰極的LED顯示器。 圖2-15 74LS138的引腳圖 圖2-16 用與非門組成的3線-8線譯碼器74LS138表2-2 3線-8線譯碼器74LS138的功能表 無(wú)論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個(gè)輸出引腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1，芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出引腳同時(shí)為0的情況，說(shuō)明該芯片已經(jīng)損壞。當(dāng)附加控制門的輸出為高電平（S1）時(shí)，可由邏輯圖寫出 由上式可以看出，同時(shí)又是這三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出

36、，所以也把這種譯碼器叫做最小項(xiàng)譯碼器。74LS138有三個(gè)附加的控制端、和。當(dāng)、時(shí)，輸出為高電平（S1），譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個(gè)控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。在電路中如果把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（同時(shí)），而將作為“地址”輸入端，那么從送來(lái)的數(shù)據(jù)只能通過(guò)所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)101時(shí)，門的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。6.4 電源選擇與省電裝置電源作為電路的最重要部分，所以電源的選擇極為重要。電源的要求為6v，所以我選擇了現(xiàn)在市場(chǎng)上價(jià)格便宜實(shí)惠的充電電源，降低了我們的成本也節(jié)省了站地空間。由于發(fā)射機(jī)功耗小，工作電流小于28mA，故可用一個(gè)三極管（VT4）來(lái)為裝機(jī)的電源開關(guān)。具體裝置如圖1-1所示。在按鍵未按下時(shí)，VT4處于截止?fàn)顟B(tài)。按鍵按下時(shí)，VT4飽和導(dǎo)通，電源連接。4 測(cè)試結(jié)果測(cè)試對(duì)象測(cè)試指標(biāo)測(cè)試結(jié)果發(fā)射機(jī)輸