四通道遙控器

電路實(shí)踐系列講義四通道遙控器四通道遙控器由二部分電路組成，一部分是編碼發(fā)射器，一部分是接收解碼器。四通道遙控器的功能是由四個(gè)遙控通道，即可以發(fā)射四個(gè)遙控信號(hào)，接收端可以接收到相應(yīng)的信號(hào)。四通道遙控器的應(yīng)用非常廣泛，如遙控飛機(jī)，遙控汽車等等遙控類玩具，發(fā)射器可以發(fā)射四個(gè)信號(hào)（分別表示遙控飛機(jī)的前進(jìn)，后退,左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)），安裝在遙控飛機(jī)上的接收器接收到相應(yīng)的信號(hào)后，就可以在控制信號(hào)的作用下分別執(zhí)行前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)的動(dòng)作。又如在家電方面的應(yīng)用，一遙控豪華燈，可以有四種不同的亮度或有四種不同的顏色，在遙控信號(hào)的作用下完成相應(yīng)的動(dòng)作。又如遙控豪華風(fēng)扇，有四個(gè)不同的風(fēng)速，接收器在接收到遙控信號(hào)后輸出控制信號(hào)使風(fēng)扇的相應(yīng)電路接通，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。實(shí)現(xiàn)四通道遙控器的功能的電路方案有多種。如發(fā)射器在相應(yīng)按鍵的作用下發(fā)射出不同頻率的信號(hào)，接收器接收到不同頻率的信號(hào)后輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。這種電路的發(fā)射器電路比較簡(jiǎn)單，多諧振蕩器，在按下相應(yīng)按鍵后產(chǎn)生相應(yīng)頻率的信號(hào)，信號(hào)通過(guò)紅外發(fā)光二極管發(fā)射出相應(yīng)頻率的信號(hào)以紅外光的方式向外發(fā)射。接收電路比較復(fù)雜，由紅外接收二極管接收到信號(hào)，再通過(guò)放大器放大，再通過(guò)解碼器解調(diào)，基本原理是解碼器接收到與本振頻率相同頻率的信號(hào)時(shí)會(huì)輸出一個(gè)信號(hào)，接收到與本振頻率不相同頻率的信號(hào)時(shí)沒(méi)有信號(hào)輸出，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)掃描電路，讓解碼器的本振頻率一直處于變化的狀態(tài)下，一但當(dāng)本振頻率變化到與接收信號(hào)頻率相同時(shí)，電路停止掃描，得到穩(wěn)定的輸出控制信號(hào)，從以上的討論中可知，控制信號(hào)的狀態(tài)與掃描電路的狀態(tài)有關(guān)，所以可以得到不同的控制信號(hào)。而本電路方案采用現(xiàn)在比較常用的方案，發(fā)射器發(fā)射出的信號(hào)頻率是相同的，但是信號(hào)的編碼狀態(tài)是不同的，如四通道遙控器的發(fā)射電路就有四種不同的編碼狀態(tài)，主要電路的構(gòu)成是編碼電路，調(diào)制電路（將編碼電路輸出的信號(hào)調(diào)制到較高頻率上），發(fā)射電路（主要是功率放大，達(dá)到一定的發(fā)射功率），發(fā)射電路相對(duì)上一種方案要復(fù)雜一點(diǎn)。接收器的主要電路是，信號(hào)接收電路，信號(hào)放大電路，信號(hào)解調(diào)電路，因不同的編碼信號(hào)的狀態(tài)是不同的，因此接收器最后解碼后的信號(hào)也是不同的。本方案重要的一點(diǎn)是如何才能做到接收器只能接收到同一發(fā)射器所發(fā)射出的信號(hào)，解決的方法是發(fā)射和接收電路都有

一個(gè)地址編碼器，它的地址狀態(tài)共有38個(gè)=6561個(gè)，只有地址碼相同的發(fā)射器和接收器才能聯(lián)系工作，而地址碼不同的發(fā)射器和接收器是沒(méi)有聯(lián)系的，盡管頻率是相同的。發(fā)射電路解說(shuō):發(fā)射電路的電路原理圖如圖所示，主要器件是芯片編碼器PT2262和主要發(fā)射模塊。地址編碼：由芯片PT2262PT2262和主要發(fā)射模塊。地址編碼：由芯片PT2262的“1，2，3,4，5，6,7,8”端子完成,每個(gè)端子可以接電源端VCC每個(gè)端子可以接電源端VCC,也可以接公共端GND，也可以懸空,因此每個(gè)端子有三種不同的狀態(tài)，總共的狀態(tài)數(shù)是3因此每個(gè)端子有三種不同的狀態(tài)，總共的狀態(tài)數(shù)是386561。實(shí)際工作時(shí)，可以由操作者自己決定地址編碼狀態(tài)，電路板一留下了備用連線點(diǎn)，可以接電源或地或懸空。S1,S2,S3,S4是信號(hào)編碼按鍵，當(dāng)其中一個(gè)按鍵按下時(shí)，電源通過(guò)按鍵加到相應(yīng)的編碼功能端“10或11或12或13”，編碼器編出不同的編碼信號(hào)，電阻R1,R2,R3,R4是下拉電阻，當(dāng)相應(yīng)端的按鍵沒(méi)有被按下時(shí)，相應(yīng)的編碼功能端“10或11或12或13”為在電阻Rl,R2,R3,R4作用下是低電平。二極管D1D2D3D4是為發(fā)射器節(jié)約能量而采用的設(shè)計(jì)，在所有按鍵都沒(méi)有被按下時(shí)，芯片PT2262是沒(méi)有加上電源的，因此，芯片PT2262在此時(shí)是不消耗任何電源能量的，而且使電池的使用壽命大大加長(zhǎng)。當(dāng)任意一個(gè)按鍵按下時(shí)，電源通過(guò)二極管加到芯片PT2262上，芯片在此時(shí)才工作。編碼電路中的一個(gè)重要器件是電阻R5,它的取值大小是不能隨意確定的，要按照解碼電路中的電阻配合確定，一般編碼電路中的這個(gè)電阻是解碼電路中的相應(yīng)的6倍。發(fā)射模塊做成成品，是因?yàn)榘l(fā)射模塊的調(diào)試難度較大，學(xué)生做時(shí)不易成功，因此做成成品件，學(xué)生只需要將發(fā)射模塊成品件插接到電路板上就行了。發(fā)射模塊電路與工作基本原理如下所述：主要器件高頻三極管Q1（而且功率比普通高頻三極管功率要大）和聲表面濾波器SAW（濾波頻率為遙控專用頻率315MHz，頻率是不能隨意設(shè)定的，因?yàn)樾枰蛲饪臻g發(fā)射信號(hào)，所以頻率要受國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)的管制）構(gòu)成高頻信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)的頻率就是315MHz。Q2是調(diào)制三極管，可以用普通三極管，因?yàn)樗墓ぷ黝l率不高。編碼板發(fā)生的編碼信號(hào)是脈沖波信號(hào)，就是高電平和低電平的各種組合，這個(gè)信號(hào)通過(guò)電阻加到Q2三極管的基極，當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，Q2截止，Q1管無(wú)法工作，因此此時(shí)Q1管輸出直流電平信號(hào)，當(dāng)信號(hào)為高電平時(shí)，Q2導(dǎo)通，Q1管正常工作，因此此時(shí)Q1管輸出高頻正弦波信號(hào)，信號(hào)的頻率就由聲表面濾波器決定。同學(xué)們可以想象得出調(diào)制后的信號(hào)波形是什么樣子。這就形成了調(diào)制的編碼信號(hào)。R7和R8是三極管的直流偏置電阻。接收電路解說(shuō)：電路的電路原理圖如圖所示，主要器件是芯片解碼器PT2272和發(fā)射模塊。地址編碼：由芯片PT2272的“1，2，3，4，5，6，7，8”端子完成，每個(gè)端子可以接電源端VCC，也可以接公共端GND，也可以懸空，因此每個(gè)端子有三種不同的狀態(tài)。實(shí)際工作時(shí)，可以由操作者自己決定地址編碼狀態(tài)，電路板一留下了備用連線點(diǎn)，可以接電源或地或懸空。解碼電路：從接收電路中接收的信號(hào)通過(guò)放大解調(diào)后直接送到解碼芯片PT2272，芯片解碼后的信號(hào)從解碼器的“10，11，12，

13”輸出，若發(fā)射器按下的是S1,則解碼器的“10”腳為高電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管D1亮，若發(fā)射器按下的是S2,則解碼器的、匕 JED、匕 dED“11”腳為高電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管D2亮，若發(fā)射器按下的是S3,則解碼器的“12”腳為高電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管D3亮，若發(fā)射器按下的是S4,則解碼器的“13”腳為高電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管、匕 JED、匕 dED接收模塊做成成品，是因?yàn)榘l(fā)接收模塊的調(diào)試難度較大，學(xué)生做時(shí)不易成功，因此做成成品件，學(xué)生只需要將接收模塊成品件插接到電路板上就行了。接收模塊電路與工作基本原理如所述：讓由三極管組成的接收電路的調(diào)諧頻率（由三極管上的集電極負(fù)載電容和電感確定）為315MHz，這樣，315MHz的遙控信號(hào)通過(guò)天線被接收到電路，由三極管Q初級(jí)放大并且解調(diào)（不是解碼）后的信號(hào)通過(guò)電容（10uF）耦合后送到由二級(jí)運(yùn)放組成的放大器放大（二個(gè)運(yùn)放可以用一片LM358）,注意，由于是單電源供電，運(yùn)放的一端是要設(shè)置直流偏置的，否則，運(yùn)放是不能將信號(hào)正常放大的。通過(guò)天線接收的信號(hào)是高頻的315MHz信號(hào)，由三極管及其周圍電容電感元件構(gòu)成的電路有調(diào)諧接收的作用（依靠設(shè)置好調(diào)諧頻率而實(shí)現(xiàn)，調(diào)諧頻率由L1和C1決定，由于要實(shí)現(xiàn)較好的調(diào)諧選擇作用,所以要么是L1要可調(diào)，要么是C1要可調(diào)，而調(diào)電容要比調(diào)電感方便），有放大作用，還有一個(gè)重要作用是解調(diào)，即將載波（高頻315MHz）信號(hào)濾掉，實(shí)現(xiàn)這個(gè)作用的關(guān)鍵元件是10uH的電感器，基本理解是：因這個(gè)10uH的電感對(duì)高頻信號(hào)的感抗很大（X二2時(shí)L二2X3.14X3.15x10sx10x10-6二2O（K0）），注意，這個(gè)元件是接L在三極管的發(fā)射極上的，對(duì)電路起負(fù)反饋?zhàn)饔茫ó?dāng)這個(gè)反饋電阻有幾十歐姆時(shí)，反饋?zhàn)饔镁头浅Ｃ黠@，何況幾十K電阻），相當(dāng)于三極管共射極放大電路接上一個(gè)很大的負(fù)反饋電阻，使得電路的放大倍數(shù)很小。而對(duì)于低頻信號(hào)而言（如以1000HZ計(jì)算），這個(gè)電感的阻抗非常小（X二2f二2X3.14X103X10x10-6二0.064?）），幾乎沒(méi)有負(fù)反饋?zhàn)饔?，L實(shí)際上完全可以忽略不計(jì)，從以上討論可知，三極管調(diào)諧放大電路對(duì)低頻的編碼信號(hào)放大倍數(shù)較大，對(duì)高頻的載波信號(hào)阻礙作用較大，這樣，從此電路輸出的信號(hào)就只有低頻的編碼信號(hào)，而沒(méi)有了高頻的載波信號(hào)。電路中，R7，R8，R9，R10都是三極管放大電路的直流偏置電阻。二極管D6是為了平衡三極管基極與發(fā)射極間電壓。C5的作用是為了更進(jìn)一步濾掉高頻信號(hào)。C6是運(yùn)算放大器第一級(jí)放大電路的信號(hào)耦合電容。R11，R14二個(gè)電阻決定了運(yùn)算放大器第一級(jí)放大電路放大倍數(shù)，R12,R13是運(yùn)算放大器第一級(jí)的直流偏置電阻。R15,R16是運(yùn)算放大器第二級(jí)的直流偏置電阻。注意到，使用的放大倍數(shù)都是非常大，同學(xué)們考慮到處理的信號(hào)是脈沖信號(hào)就容易理解了，若處理的是正弦波信號(hào)，這個(gè)電路量有問(wèn)題的，也是不能正常工作的。電路的安裝調(diào)試與使用本電路的安裝比較簡(jiǎn)單，主要是接收模塊和發(fā)射模塊的安裝要注意方向，不要接錯(cuò)。編碼狀態(tài)由實(shí)踐者自己確定。

接上電源，按按鍵，觀察解碼板上的發(fā)光二極管的亮暗情況。元器件清單編碼板S1按鍵R11OKR51.2MD44148S2按鍵R21OKR6680D5LEDS3按鍵R310KD14148芯片PT2262S4按鍵R410KD24148發(fā)射模塊F05J12P電源插座2P電源插線D34148印刷板編碼模塊電容103解碼板R1680R5680D3L