無線電遙控系統(tǒng)

無線電遙控系統(tǒng)論文設(shè)計(jì)要求根本要求

=6～10MHz中任選一種頻率。o調(diào)制方式：AM、FMFSK??任選一種。輸出功率：不大于20mW〔在標(biāo)準(zhǔn)75Ω假負(fù)載上〕。遙控對象：8LEDLED10m。發(fā)揮局部8數(shù)碼管顯示級數(shù)。在肯定放射功率下〔20mW〕，盡量增大接收距離。增加信道抗干擾措施。盡量降低電源功耗?？傮w設(shè)計(jì)方案方案簡單圖1-1和1-2地址編碼信息和開關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號，再通過無線電放射電路將該信號放射出去。而無線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號通過解碼電路進(jìn)展編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否為本遙控開關(guān)系統(tǒng)地址，然后通8示級數(shù)。掌握器掌握器編碼調(diào)制功放電池被放大被放大解調(diào)解碼控設(shè)備外供直流穩(wěn)壓電源2-2無線電接收機(jī)方框圖無線信號傳輸局部調(diào)制方式的選擇8FSK制方式。放射機(jī)主振電路型式的選擇6～10MHz則晶體頻率要低于3.33MHz，在這種狀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)MC28332.5MHz420MHz。假設(shè)承受專用調(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，又可保證肯定的頻率穩(wěn)定度。放射機(jī)功放電路的選擇功率放大器一般可由推動(dòng)級、中間級和輸出級組成，具體級數(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75Ω，則在匹配良好條件下天線上電壓峰——峰值要小于1v后級影響的問題，在振蕩器與功放間參加了一級射隨器，起隔離和鼓勵(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。接收機(jī)高頻放大器2SC763。為獲得肯定的電壓增益，承受共射極諧振放大電路。接收機(jī)解調(diào)器FMMC3361MC3361低功耗、低電壓和高靈敏度，在窄帶語音和數(shù)據(jù)通信中有良好的鏡頻抑制力量。掌握局部15現(xiàn)將15種狀態(tài)進(jìn)展編碼。如表1.1所示，承受四位二進(jìn)制碼表示各掌握狀態(tài)。表1.1 15種狀態(tài)編碼表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91001八路工作,其余不工作 亮度1級101010八路工作,其余不工作 亮度2級111011八路工作,其余不工作 亮度3級121100八路工作,其余不工作 亮度4級131101八路工作,其余不工作 亮度5級141110八路工作,其余不工作 亮度6級151111八路工作,其余不工作 亮度7級編號ABCD功能說明其中一位碼A表示掌握對象是其中一盞燈亮還是其余七盞燈的開關(guān),另三位碼對應(yīng)表示八級亮度或被點(diǎn)亮的燈號。ABCD=0000〔一是進(jìn)展并/串據(jù)，以提高牢靠性。MC145027編號ABCD功能說明MC145027/MC145026/解碼集成芯片有很多種，例如PT2262/PT2272、YYH26/YYH27關(guān)于傳輸距離的分析大作用距離公式為PPGGt t rSminmax

(1.1)式中，PtSmin

為接收機(jī)的最小檢測功率；G、Gt r

分別為放射機(jī)天線和接收幾個(gè)方面考慮：盡量提高放射與接收天線的增益因題目對天線的外形、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GGGG

分別增大兩倍，則作用距離也增加兩倍。這是格外可觀的。t r t r盡量提高放射機(jī)天線端有效輻射功率Pt依據(jù)題目要求，在放射機(jī)輸出端接上75Ω的假負(fù)載，其輸出功率不應(yīng)大于20mW。在去除假負(fù)載，接上放射天線，則被天線輻射出去的有效功率Pt

20mW1.2l=2

B300Ω4：1fo

6～10MHzf=6～10MHzc，則波長為o=cf0

=3*10/10*10=30(m),l=/2=15(m)要架設(shè)這么長的天線是不實(shí)際的。lA B換 器75Ω電阻電纜75Ω圖1.2 單振子天線一般狀況下，放射機(jī)承受拉桿天線，其總長度約1.5m左右。經(jīng)過MATLAB仿真計(jì)算可得，拉桿天線的等Z為rZ=R-jXr L L

(1.2)R不到10Ω,X超過100Ω。它與放射機(jī)嚴(yán)峻失匹，而且天線呈容性阻抗。因此在放射機(jī)輸出端和拉桿L L天線之間必需加裝阻抗變換器，且要抵消天線容性的影響，其示意圖如圖1.3所示。放射機(jī)降阻網(wǎng)絡(luò)C放射機(jī)降阻網(wǎng)絡(luò)CLRL1．3 天線匹配示意圖復(fù)。提高接收機(jī)的靈敏度由式〔1.1〕可知，提高接收機(jī)的靈敏度〔Smin

〕與提高放射機(jī)天線的輻射功率P對增t機(jī)要調(diào)準(zhǔn)，使接收靈巧敏度到達(dá)最高。1-4(2n-1)λ/4n動(dòng)天線方向，使接收效果到達(dá)最正確為止。磁場磁場強(qiáng)度λ/2λ3λ/25λ/2距離λ/4 3λ/4

5λ/4

7λ/4

9λ/41-4電波傳輸理論示意圖關(guān)于盡量減小系統(tǒng)輸出信號失真度的分析能產(chǎn)生波形失真的緣由要分析清楚，從而實(shí)行有效措施，才能保證系統(tǒng)輸出波形無明顯失真。從系統(tǒng)方面考慮：〔特別是市電干擾〕串入系統(tǒng)。故放射機(jī)音頻放大級最好能屏蔽。最終，還要使收發(fā)天線極化全都，方向?qū)?zhǔn)。無線信號傳輸局部放射機(jī)調(diào)頻放射機(jī)的模擬局部分為二大模塊〔1〕2.12.1放射局部電路圖

CL

組成西勒振蕩器。該電路較易起振，1 2 3 4 5 3 1輸出振蕩頻率和振幅也較為穩(wěn)定，波形好，調(diào)諧范圍也比較寬。振蕩信號由C7

弱耦合至射隨器，然后送至8 9

VT3

供給偏壓，輸出匹配網(wǎng)絡(luò)承受簡潔TL4

C和天線等效電容諧振于載頻，L10

與L起阻抗變換作用，以使輸出功率最大。22.2Cj

為變?nèi)荻O管的結(jié)電容，可求得Cj

對主振回路的接入系數(shù)P為P=C/〔C+C〕5 5 jC，P2?△C，可求得由此引起的振蕩頻率的變化為△fg-(P?C/2C∑

)fgC

=C?C/(C+C)+C∑ 5 j 5 j 4

為主振回路總電容。負(fù)號表示△CfgC=3pF,C=21pFP<<1,即變?nèi)荻O管參量的變化對振蕩頻率影響較小，頻率穩(wěn)定度大大5 j提高。2.3了由偏壓變化引起的頻率漂移，同時(shí)簡化了電路。Cj5調(diào)制信號 CCj5圖2.2 變?nèi)荻O管偏壓電路CCjCj0Cjouott圖2.3 變?nèi)荻O管壓容特性〔2〕2.4CD4014710-4MC145026構(gòu)成。2.4編碼局部電路圖掌握鍵包括8個(gè)常閉按鍵和一個(gè)單刀雙擲撥鍵K,撥鍵用來選擇被控對象，8個(gè)常閉按鍵用來表示被選18種狀態(tài)。8-3可以留給以后擴(kuò)展用。利用MC145026和MC145027對掌握信號進(jìn)展再編碼和解碼，以利于碼元在無線信道中傳輸，MC1450260154MC145026MC145027MC145026MC145027。MC1450262.5圖2.5 MC145026的波形圖圖2.6 MC145026的引腳功能和外部電路圖、的2.6A1～A9〔高電平、低電平〕；、的數(shù)值打算MC145026內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的工作頻率 ；TE是內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的工作掌握端，低電尋常，振蕩器工作；的輸出編碼信號如圖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〔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A1～A2A1～A9TE24A1～A9TE平變?yōu)楦唠娖?，均必需等到?dāng)前發(fā)送周期完畢以后才能停頓。3.2接收機(jī)接收機(jī)的模擬局部可分為三大模塊：2SC763。2-7高頻放大電路2-8500kHz的中頻信號。此信號通過窄帶陶瓷濾波器〔FL〕MC33612-8鑒頻電路內(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、掃描掌握器及靜噪開關(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：低功耗〔Vcc=4.0V3.9mA〕極限靈敏度：2.6uV(-3bB)〔典型值〕少量的外接元件·工作電壓：2.0—8.0VDIP16SO-16工作頻率：60MHz(max)圖2-9 MC3361內(nèi)部電路圖圖2-10 MC3361典型應(yīng)用電路圖MC3361Pin1Pin2IF10.7MHz10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz中頻信號。Pin3455kHzPin5MC3361Pin8455kHzPin9Pin12——Pin15接收機(jī)的靜噪掌握。MC3361Pin10Pin11Pin6Pin7電容。表2-1 MC3361的特性參數(shù)名稱引腳位置標(biāo)識符極限值單位電源電壓4Vcc(max)10V(DC)工作電壓范圍4Vcc4—8V(DC)檢波輸入電壓8-1.0Vp-p輸入電壓16V1.0V16RMS靜噪功能14V-0.5—5.0Vpk焊接溫度

14- T 150 ℃j圍貯存溫度

TATstg

-30—+70 ℃-65—+150 ℃2-11只有凹凸電平的數(shù)字信號。這樣，提高了接收機(jī)的抗干擾力量，并與后級數(shù)字電路匹配。比較器門限電壓在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾力量。2-11比較電路數(shù)字系統(tǒng)局部由于本遙控系統(tǒng)的重點(diǎn)在于無線信號傳輸局部，所以本著以下的原則來設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)：目的。能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的掌握力量。編碼局部2-48K81鍵用來表示被選中對象的8種狀態(tài)。CD4014710-48-3以后擴(kuò)展用。利用MC145026和MC145027對掌握信號進(jìn)展再編碼和解碼，以利于碼元在無線信道中傳輸，MC1450260154MC145026MC145027MC145026MC145027。解碼局部MC145027用中是有好處的，被遙控設(shè)備可用獨(dú)立的接收機(jī)來掌握。MC145027MC145027MC14502645合可以產(chǎn)生碼。依據(jù)其地址的不同組合可以產(chǎn)生種不同的地址編碼。MC1450272-122-13MC145027RC2-13RC1 1

打算對寬窄脈沖的識別。 。R、C是整個(gè)發(fā)送周期的區(qū)分定時(shí)元件，用以確定各個(gè)有效單字，2 2。當(dāng)編碼信號從數(shù)據(jù)輸入端〔9〕輸入時(shí)，69RC1 1

積分電路積分后由77腳的狀態(tài)來推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)窄脈沖〕，t0

t1

時(shí)刻，窄脈沖開頭于t2t3

時(shí)刻，整個(gè)編碼于t4

時(shí)刻完畢。那么，在t1

時(shí)刻，7腳的電壓為：T1 V V (1et1/R1)T1 t27T2 1V 0.856v(e(t2t1)/R1C)T2 1在此時(shí)刻，數(shù)據(jù)提取電路檢測到的7腳電平為高電平，說明上一個(gè)脈沖為寬脈沖；此后窄脈沖通過R給C1 1充電，在窄脈沖完畢時(shí)的t3

1

R1

t0.1V74進(jìn)展正確的解碼，這一點(diǎn)對于環(huán)境簡單的工業(yè)現(xiàn)場特別重要。圖2-12 MC145027的引腳功能2-13MC145027圖2-14 MC145027的6、7腳波形驅(qū)動(dòng)局部74LS138供給不同電流的射隨器相加實(shí)現(xiàn)。數(shù)碼管承受MC14511驅(qū)動(dòng)。BCDLEDLED圖圖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的功能表無論從規(guī)律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。假設(shè)消滅兩個(gè)輸出引腳同時(shí)0的狀況，說明該芯片已經(jīng)損壞。當(dāng)附加掌握門的輸出為高電平〔S＝1〕時(shí)，可由規(guī)律圖寫出碼器。74LS138有三個(gè)附加的掌握端、和。當(dāng)、時(shí)，輸出為高電平〔S＝1〕，譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被制止，全部的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個(gè)掌握端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴(kuò)展譯碼器的功能。數(shù)據(jù)〔同時(shí)作為“地址”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。電源選擇與省電裝置6v，所以我選擇了現(xiàn)在市場上價(jià)格廉價(jià)實(shí)惠的干電池代替，降低了我們的本錢也節(jié)約了站地空間。由于放射機(jī)功耗小，工作電流小于28mA，故可用一個(gè)三極管〔VT〕來為裝機(jī)的電源開關(guān)。具體裝置如41-1VT4

處于截止?fàn)顟B(tài)。按鍵按下時(shí)，VT4

飽和導(dǎo)通，電源連接。測試結(jié)果測試對象測試指標(biāo)測試結(jié)果測試對象測試指標(biāo)測試結(jié)果放射機(jī)輸出功率<2