射頻發(fā)射～接收模塊

1、射頻發(fā)射接收模塊作者：春風(fēng)電子（1）射頻發(fā)射元件說明射頻發(fā)射模塊F05AF05BF05C主要參數(shù)工作電壓：312V發(fā)射電流：210mA發(fā)射功率：10mW發(fā)射頻率：315M433M工作溫度：-40OC+60OC頻率穩(wěn)定度：10-5調(diào)制方式：AM；頻差：150K傳輸速度：V10kbps地址霸。F05典型應(yīng)用電路1圖5-6-1118141012PT226213915FO5B+12V心4-12V地址端三挖制端二226761Ji丄一一一R13.3MR241KF05C25-6-2F05典型應(yīng)用電路射頻發(fā)射模塊F05AF05BF05C（聲表穩(wěn)頻）（2）射頻發(fā)射模塊性能說明F05系列采用聲表諧振器穩(wěn)頻，SMT

2、樹脂封裝，頻率一致性好，免調(diào)試，特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會發(fā)生偏移。F05具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，當(dāng)發(fā)射電壓為3V時(shí)，發(fā)射電流約2mA,發(fā)射功率較小，12V為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約為58mA，大于12V直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。F05系列采用AM方式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號停止，發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與F05之間用電阻連接，而不能用電容耦合，否則F05將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近F05的實(shí)際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果，F(xiàn)0

3、5對過寬的調(diào)制信號易引起調(diào)制效率下降，收發(fā)距離變近。當(dāng)高電平脈沖寬度在0.081mS時(shí)發(fā)射效果較好，大于1mS后效率開始下降，當(dāng)?shù)碗娖絽^(qū)大于10mS,接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾（即零電平干擾），而引起不解碼。如采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾，若是通用編解碼器，可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于10mSoF05輸入端平時(shí)應(yīng)處于低電平狀態(tài)，輸入的數(shù)據(jù)信號應(yīng)該是正邏輯電平，幅度最高不應(yīng)超過F05的工作電壓；F05天線長度可從0250mm選用，也可無天線發(fā)射，但發(fā)射效率下降。F05C為改進(jìn)型，體積更小，內(nèi)含隔離調(diào)制電路消除輸入信號對射頻電路的影響，信號直接耦合，性能

4、更加穩(wěn)定。F05應(yīng)垂直安裝在印板邊部，應(yīng)離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影響而停振。F05發(fā)射距離與調(diào)制信號頻率幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)靈敏度及收發(fā)環(huán)境有關(guān)oF05用PT2262編碼器加小拉桿天線在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約250米，在障礙區(qū)相對要近，由于折射反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離，如需更遠(yuǎn)的可靠距離，可在F05的輸出端增加一級射頻功率放大器。（3）射頻發(fā)射模塊應(yīng)用電路圖5-6-1、圖5-6-2為F05典型應(yīng)用電路，編碼器采用PT2262，振蕩電阻取3.3M效果較好，17腳無信號輸出時(shí)，F(xiàn)05不工作，發(fā)射電流為零；當(dāng)14腳為低電平時(shí)，

5、17腳輸出已設(shè)定的編碼脈沖對F05進(jìn)行調(diào)制發(fā)射，通過測試F05工作電流可大致判斷F05是否處于正常發(fā)射狀態(tài)，空碼加天線時(shí)發(fā)射電流約6mA左右，調(diào)整R2可調(diào)整發(fā)射電流，R2取值小可提高發(fā)射距離，但易引起過調(diào)制甚至停振。（2）射頻接收模塊說明射頻接收模塊J05B（超外差晶體穩(wěn)頻）主要性能參數(shù)工作電壓：5V（4.755.5）發(fā)射電流：6.2mA接收頻率：315M接收靈敏度：-90dB解調(diào)濾波器帶寬：5K（最大值）輸出數(shù)據(jù)電平：05V工作溫度：-40OC+80OC（5）射頻接收模塊性能說明：J05系列采用超外差、二次變頻結(jié)構(gòu)，所有的射頻接收、混頻、濾波、數(shù)據(jù)解調(diào)、放大整形全部在芯片內(nèi)完成，功能高度集成

6、化，免去令人頭痛的射頻頻率調(diào)試及超再生接收電路的不穩(wěn)定性，具有體積小、可靠性高、頻率穩(wěn)定。05系列芯片接收頻率免調(diào)試，安裝使用極為方便。引腳功能見圖5-6-3所示。J05具有兩種工作方式選擇，以適合解調(diào)不同的數(shù)據(jù)速率，第3腳懸空（內(nèi)部已上拉為高電平），射頻接收帶寬較寬，可適應(yīng)發(fā)射頻率精度誤差較大的聲表面諧振器穩(wěn)頻的發(fā)射機(jī)和一般的LC發(fā)射機(jī)。第3腳接地，射頻接收帶寬較窄，濾波器帶寬較大，但要求配套的發(fā)射機(jī)必須具有較高的頻率精度及穩(wěn)定度，發(fā)射頻率必須由晶體或精度較高的聲振器穩(wěn)頻。多次試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)射PT2262振蕩電阻用1.2M，第3腳懸空接收效果較好，同時(shí)對配套發(fā)射頻點(diǎn)精度有所提高，降低發(fā)射成本，

7、抗干擾性也較好，推薦使用。若是用于單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸，12002400波特合適，否則J05B無信號輸出，接收距離很近。J05B具有與標(biāo)準(zhǔn)解碼器及單片機(jī)的+5V邏輯電平接口。J05B在無信號狀態(tài)下輸出為一片隨機(jī)噪聲，雖然在接收數(shù)據(jù)信號時(shí)噪聲被抑制，但在信號較弱（遠(yuǎn)距）時(shí)這種隨機(jī)噪聲極易影響到數(shù)據(jù)的起止位，導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤而不解碼。解決的辦法是連發(fā)幾次或在起止位前加一些亂碼以抑制零電平狀態(tài)干擾，若是標(biāo)準(zhǔn)編解碼器可調(diào)整振蕩電路。每組碼中間的零電平區(qū)干擾最小，同時(shí)應(yīng)兼顧J05B解調(diào)濾波器帶寬及發(fā)射效率，因?yàn)樘偷恼{(diào)制頻率會使發(fā)射效率降低而影響收發(fā)距離。J05天線一般取1/4即可，如在天線端口加諧振回路可抑制射

8、頻干擾，提高接收靈敏度。（6）射頻接收模快應(yīng)用電路圖5-6-3為J05B一則典型應(yīng)用電路，配套發(fā)射電路詳見F05A、F05B。解碼器振蕩電阻取680K，編碼器應(yīng)為3，17腳為解碼有效指示端，解碼時(shí)輸出直流高電平，可驅(qū)動一支LED發(fā)光指示。8，1013腳為5路數(shù)據(jù)輸出，與PT對應(yīng)。如采用VD5026,VD5027編解碼器，振蕩電阻應(yīng)都取200K，同時(shí)發(fā)射電壓應(yīng)改為6V。如采用單片機(jī)時(shí)，應(yīng)注意地線布局，否則單片機(jī)晶體會干擾J05工作使接收到的數(shù)據(jù)錯誤。J05B、J05C對電源紋波及電壓范圍要求較嚴(yán)，不宜使用開關(guān)電源，可采用7805三端穩(wěn)壓器，J05B若有隨機(jī)噪聲輸出信號，應(yīng)首先檢查發(fā)射電路,如是傳

9、輸單片機(jī)數(shù)據(jù)則應(yīng)調(diào)整單片機(jī)數(shù)據(jù)速率，若收發(fā)距離很近，用示波器觀察J05B輸出的數(shù)據(jù)是否被干擾（即零電平干擾點(diǎn)），噪聲干擾可以被信號抑制，但不合理的地線及部件引入的干擾很難被抑制，應(yīng)逐步斷開后級電路找到干擾源，發(fā)射電路調(diào)試詳見F05A、F05B。210PT227970123123456718nn二地址端O解碼有弦輸出二Q圖5-6-3J05B典型應(yīng)用電路地址福解碼脣效輸出1234567V18數(shù)據(jù)輸出3KcJO1238Imx.6145數(shù)據(jù)輸出二匚二圖5-6-4J05C典型應(yīng)用電路49.67MHz窄帶調(diào)頻發(fā)射器的制作、制作內(nèi)容及要求Q用集成電路MC2833制作窄帶調(diào)頻發(fā)射器。主要指標(biāo)是：工作頻率49.

10、67MHz,最大頻偏不小于3kHz,輸入音頻電壓幅度3mV,電源電壓5V。天線有效長度1.5m，發(fā)射距離大于20m。Q利用Protel設(shè)計(jì)印刷電路板(PCB)時(shí)，PCB上的元件要合理安排，注意地線寬度和高頻零點(diǎn)電位點(diǎn)的布局,高頻信號的走線盡可能要短一些。Q制作調(diào)頻機(jī)電路時(shí)，要確定最佳調(diào)整工作點(diǎn)。具體方法是：將集成電路的端子3上的固定電阻換成電位器。調(diào)節(jié)電位器，選擇不同的調(diào)制工作點(diǎn)，沒得輸出偏頻與調(diào)制工作點(diǎn)的關(guān)系，做出它們的關(guān)系曲線(u-f曲線)，從該特性曲線上確定最佳調(diào)制工作點(diǎn)。(2)、制作原理Q49.67MHz窄帶調(diào)頻發(fā)射器是以Motorola公司推出的窄帶調(diào)頻發(fā)射集成電路MC2833為核心

11、。該集成電路具有以下特點(diǎn)：工作電壓范圍寬為2.89.0V；低功耗，當(dāng)U=4.0V,并且無信號調(diào)制時(shí)消耗的電流典型值為2.89.0mA；C.外圍元件很少；d.最大具有60MHz的射頻輸出，典型值49MHz左右。QMC2833的端子和內(nèi)部功能框圖如圖5-7-1所示。MC2833的內(nèi)部功能主要包括壓控射頻振蕩器、音頻電壓放大器和輔助晶體管放大器。射頻振蕩器是片內(nèi)考爾皮茲（Colpitts）電路，在此電路的基礎(chǔ)上構(gòu)成的泛音晶體壓控振蕩器。音頻電壓放大器為高增益運(yùn)算放大電路，其頻率響應(yīng)約為35kHz。Q3輸入語音信號從端子5輸入，經(jīng)過高增益運(yùn)算放大電路后，從端子4輸出，再輸入到端子3，通過可變電抗控制諧

12、振頻率的變化，在晶體直接調(diào)頻的工作方式下，產(chǎn)生2.5kHz左右的頻偏，如果需要提高調(diào)制器輸出的中心頻率和頻偏，可以由緩沖級進(jìn)行二倍頻或三倍頻，再利用晶體管放大射頻功率，當(dāng)時(shí)UCC=8V時(shí)，射頻輸出功率可達(dá)到（+5+10）dB左右。（2）電路制作說明Q49.67MHz窄帶調(diào)頻發(fā)射器的典型電路如圖5-7-2所示。圖中電感可用3.34.7H范圍，晶體選用16.5667MHz基音晶體，其它元件參見圖5-7-2中選用，要求誤差在5%左右，去耦電容可在幾千皮法范圍內(nèi)選用。Q端子9接輸出負(fù)載回路，49.67MHz窄帶調(diào)頻信號通過拉桿天線輻射。圖5-7-1Mc2833的端子和內(nèi)部功能框圖3pK甘=p17kSJ

13、P圖5-7-249.67MHz窄帶調(diào)頻發(fā)射電路4967MHz窄帶調(diào)頻接收器的制作一、訓(xùn)練目的了解窄帶調(diào)頻接收器設(shè)計(jì)原理。熟悉窄帶調(diào)頻接收器綜合應(yīng)用。(3)復(fù)習(xí)PROTEL印刷電路板設(shè)計(jì)過程，掌握PCB電路板制作操作方法。二、訓(xùn)練要求窄帶調(diào)頻發(fā)射器訓(xùn)練，要求設(shè)計(jì)者能合理的布線、精確焊接，實(shí)現(xiàn)信息通信。三、設(shè)計(jì)步驟(1)制作內(nèi)容及要求Q用集成電路MC3363制作窄帶調(diào)頻接收器。主要指標(biāo)為:工作頻率49.67MHz,電源電壓27V,調(diào)制好后可接收制作的窄帶調(diào)頻器發(fā)出的信號。Q利用Protel設(shè)計(jì)印刷電路板(PCB)時(shí)，PCB上的元件要合理安排，注意地線寬度和高頻零點(diǎn)電位點(diǎn)的布局，高頻信號的走線盡可能

14、要短一些。(2)制作原理Q49.67MHz窄帶調(diào)頻接收器是以Motorola公司推出的窄帶調(diào)頻發(fā)射集成電路MC3363為核心。該集成電路的特點(diǎn)可查閱Motorola公司通信器件手冊。Q2MC3363的端子和內(nèi)部功能框圖如圖5-8-1所示。的內(nèi)部功能主要包括第一混頻、第二第一本振限幅中放和正交檢波等。2827雷25冇22212019IS17115圖5-8-1MC3363的端子和內(nèi)部功能框圖Q端子說明:端子11stmixerinput混頻信號輸入端子15muterinput弱音輸入端子2base基極（基帶信號輸入）端子16recoveredaudio音量調(diào)整端子3emitter發(fā)射極端子17com

15、paratorinput比較輸入端子4collector集電極端子18comparatoroutput比較輸出端子52ndLOemitter2ndLO發(fā)射極端子19muteroutput弱音輸出端子62ndLObase2ndLO基帶信號輸入端子20VEE電源電壓端子72ndmixeroutput混頻信號輸出端子212ndmixerinput2nd混頻信號輸入端子8VCC電源電壓端子222ndmixerinput2nd混頻信號輸入端子9limiterinput限幅輸入端子231stmixeroutput1st混頻信號輸出端子10limiterdecoupling限幅減弱端子241stLOoutp

16、ut1stLO（本振）輸出端子11limiterdecoupling限幅減弱端子251stLOtank1stLO接外部信號端子12meterdrive米、公尺、表驅(qū)動端子261stLOtank1stLO接外部信號端子13carrierdetect載波檢測端子27VaricapcontrolVaricap控制端子14quadraturecoil積分環(huán)端子281stmixerinput混頻信號輸入Q49.67MHz窄帶調(diào)頻接收器的典型電路如圖所示。輸入到端子2的窄帶調(diào)頻信號的中心頻率為49.67MHz,經(jīng)放大后從端子1加到第一混頻器，而38.97MHz的第一本振信號從內(nèi)部注入。若要用外部振蕩信號時(shí)

17、，需1OOmV電壓從端子25和端子26輸入。第一中頻信號為10.7MHz，通過三端陶瓷濾波器從端子21加到第二混頻器。而10.24MHz的第二本振信號由另一塊晶體產(chǎn)生。第二混頻器輸出455MHz中頻信號，也經(jīng)陶瓷器從端子9加到限幅中放，增益為60dB，帶寬較窄，約3.5kHz,正交檢波后從端子16輸出音頻信號，后接一片音頻放大器（MC34119D）。（3）制作電路說明圖中的一些外接元件說明如下，第一本振所用泛音晶體的串聯(lián)電阻應(yīng)遠(yuǎn)小于300。，與晶體并接的300。電阻限制其他的振蕩頻率出現(xiàn)。而正交線圈兩端并聯(lián)的68k。電阻用來確定解碼器的峰距（線性范圍），較小的阻值可降低Q值，以改善頻偏線性區(qū)大小，但卻會影響再現(xiàn)音頻信號的電平幅度。對于集成電路來說，在信噪比失真比（SINAD）為12dB時(shí)，具有優(yōu)于0.3卩V的靈敏度。信噪比失真的意義（簡稱信噪比）為SINAD(dB)=(dB)式中，S為信號電平，N為噪聲電平，D為失真分量電平，通常指解調(diào)器輸出有用信號的二次諧波電平。在規(guī)定的信噪比下，窄帶調(diào)頻接收機(jī)輸入所需要的最小信號電平，稱為SINAD靈敏度，可用卩V或dB表示。如圖所示，LC為455kHz正交諧振回路。RP為音量控制電位器。B1為10.245MHz泛音晶體