无线电遥控系统

无线电遥控系统论文设计要求根本要求

=6～10MHz中任选一种频率。o调制方式：AM、FMFSK„„任选一种。输出功率：不大于20mW〔在标准75Ω假负载上〕。遥控对象：8LEDLED10m。发挥局部8数码管显示级数。在肯定放射功率下〔20mW〕，尽量增大接收距离。增加信道抗干扰措施。尽量降低电源功耗。总体设计方案方案简单图1-1和1-2地址编码信息和开关状态信息的编码脉冲信号，再通过无线电放射电路将该信号放射出去。而无线电接收电路将接收到的编码脉冲信号通过解码电路进展编码地址确认，确认是否为本遥控开关系统地址，然后通8示级数。掌握器掌握器编码调制功放电池被放大被放大解调解码控设备外供直流稳压电源2-2无线电接收机方框图无线信号传输局部调制方式的选择8FSK制方式。放射机主振电路型式的选择6～10MHz则晶体频率要低于3.33MHz，在这种状况下难于获得足够的频偏。例如，用摩托罗拉公司的单片集成FM调MC28332.5MHz420MHz。假设承受专用调频晶体，价格又太高。因此本设计选择了变容二极管直接调频的西勒电路，即可获得较大的频偏，又可保证肯定的频率稳定度。放射机功放电路的选择功率放大器一般可由推动级、中间级和输出级组成，具体级数应由所要求的总功率增益而定。试题要求输出功率不大于20mW，假设天线特性阻抗为75Ω，则在匹配良好条件下天线上电压峰——峰值要小于1v后级影响的问题，在振荡器与功放间参加了一级射随器，起隔离和鼓励的作用。鉴于输出功率低，兼顾效率，功放管工作状态选为甲乙类。接收机高频放大器2SC763。为获得肯定的电压增益，承受共射极谐振放大电路。接收机解调器FMMC3361MC3361低功耗、低电压和高灵敏度，在窄带语音和数据通信中有良好的镜频抑制力量。掌握局部15现将15种状态进展编码。如表1.1所示，承受四位二进制码表示各掌握状态。表1.1 15种状态编码表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级91001八路工作,其余不工作 亮度1级101010八路工作,其余不工作 亮度2级111011八路工作,其余不工作 亮度3级121100八路工作,其余不工作 亮度4级131101八路工作,其余不工作 亮度5级141110八路工作,其余不工作 亮度6级151111八路工作,其余不工作 亮度7级编号ABCD功能说明其中一位码A表示掌握对象是其中一盏灯亮还是其余七盏灯的开关,另三位码对应表示八级亮度或被点亮的灯号。ABCD=0000〔一是进展并/串据，以提高牢靠性。MC145027编号ABCD功能说明MC145027/MC145026/解码集成芯片有很多种，例如PT2262/PT2272、YYH26/YYH27关于传输距离的分析大作用距离公式为PPGGt t rSminmax

(1.1)式中，PtSmin

为接收机的最小检测功率；G、Gt r

分别为放射机天线和接收几个方面考虑：尽量提高放射与接收天线的增益因题目对天线的外形、尺寸未作规定，故天线的设计可以大做文章，下大工夫。由式〔1.1〕可知，传GGGG

分别增大两倍，则作用距离也增加两倍。这是格外可观的。t r t r尽量提高放射机天线端有效辐射功率Pt依据题目要求，在放射机输出端接上75Ω的假负载，其输出功率不应大于20mW。在去除假负载，接上放射天线，则被天线辐射出去的有效功率Pt

20mW1.2l=2

B300Ω4：1fo

6～10MHzf=6～10MHzc，则波长为o=cf0

=3*10/10*10=30(m),l=/2=15(m)要架设这么长的天线是不实际的。lA B换 器75Ω电阻电缆75Ω图1.2 单振子天线一般状况下，放射机承受拉杆天线，其总长度约1.5m左右。经过MATLAB仿真计算可得，拉杆天线的等Z为rZ=R-jXr L L

(1.2)R不到10Ω,X超过100Ω。它与放射机严峻失匹，而且天线呈容性阻抗。因此在放射机输出端和拉杆L L天线之间必需加装阻抗变换器，且要抵消天线容性的影响，其示意图如图1.3所示。放射机降阻网络C放射机降阻网络CLRL1．3 天线匹配示意图复。提高接收机的灵敏度由式〔1.1〕可知，提高接收机的灵敏度〔Smin

〕与提高放射机天线的辐射功率P对增t机要调准，使接收灵巧敏度到达最高。1-4(2n-1)λ/4n动天线方向，使接收效果到达最正确为止。磁场磁场强度λ/2λ3λ/25λ/2距离λ/4 3λ/4

5λ/4

7λ/4

9λ/41-4电波传输理论示意图关于尽量减小系统输出信号失真度的分析能产生波形失真的缘由要分析清楚，从而实行有效措施，才能保证系统输出波形无明显失真。从系统方面考虑：〔特别是市电干扰〕串入系统。故放射机音频放大级最好能屏蔽。最终，还要使收发天线极化全都，方向对准。无线信号传输局部放射机调频放射机的模拟局部分为二大模块〔1〕2.12.1放射局部电路图

CL

组成西勒振荡器。该电路较易起振，1 2 3 4 5 3 1输出振荡频率和振幅也较为稳定，波形好，调谐范围也比较宽。振荡信号由C7

弱耦合至射随器，然后送至8 9

VT3

供给偏压，输出匹配网络承受简洁TL4

C和天线等效电容谐振于载频，L10

与L起阻抗变换作用，以使输出功率最大。22.2Cj

为变容二极管的结电容，可求得Cj

对主振回路的接入系数P为P=C/〔C+C〕5 5 jC，P2•△C，可求得由此引起的振荡频率的变化为△fg-(P•C/2C∑

)fgC

=C•C/(C+C)+C∑ 5 j 5 j 4

为主振回路总电容。负号表示△CfgC=3pF,C=21pFP<<1,即变容二极管参量的变化对振荡频率影响较小，频率稳定度大大5 j提高。2.3了由偏压变化引起的频率漂移，同时简化了电路。Cj5调制信号 CCj5图2.2 变容二极管偏压电路CCjCj0Cjouott图2.3 变容二极管压容特性〔2〕2.4CD4014710-4MC145026构成。2.4编码局部电路图掌握键包括8个常闭按键和一个单刀双掷拨键K,拨键用来选择被控对象，8个常闭按键用来表示被选18种状态。8-3可以留给以后扩展用。利用MC145026和MC145027对掌握信号进展再编码和解码，以利于码元在无线信道中传输，MC1450260154MC145026MC145027MC145026MC145027。MC1450262.5图2.5 MC145026的波形图图2.6 MC145026的引脚功能和外部电路图、的2.6A1～A9〔高电平、低电平〕；、的数值打算MC145026内部时钟振荡器的工作频率 ；TE是内部时钟振荡器的工作掌握端，低电寻常，振荡器工作；的输出编码信号如图3所示，两个连续的宽脉冲〔占空比7：1〕表示“1”，两个连续的窄脉冲〔1：7〕表示“0”，一宽一窄两个脉冲表示“开路”。发送时，先发送A1～A2A1～A9TE24A1～A9TE平变为高电平，均必需等到当前发送周期完毕以后才能停顿。3.2接收机接收机的模拟局部可分为三大模块：2SC763。2-7高频放大电路2-8500kHz的中频信号。此信号通过窄带陶瓷滤波器〔FL〕MC33612-8鉴频电路内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描掌握器及静噪开关电路。主要应用在二次变频的通讯接收设备。其主要特性如下：低功耗〔Vcc=4.0V3.9mA〕极限灵敏度：2.6uV(-3bB)〔典型值〕少量的外接元件·工作电压：2.0—8.0VDIP16SO-16工作频率：60MHz(max)图2-9 MC3361内部电路图图2-10 MC3361典型应用电路图MC3361Pin1Pin2IF10.7MHz10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz中频信号。Pin3455kHzPin5MC3361Pin8455kHzPin9Pin12——Pin15接收机的静噪掌握。MC3361Pin10Pin11Pin6Pin7电容。表2-1 MC3361的特性参数名称引脚位置标识符极限值单位电源电压4Vcc(max)10V(DC)工作电压范围4Vcc4—8V(DC)检波输入电压8-1.0Vp-p输入电压16V1.0V16RMS静噪功能14V-0.5—5.0Vpk焊接温度

14- T 150 ℃j围贮存温度

TATstg

-30—+70 ℃-65—+150 ℃2-11只有凹凸电平的数字信号。这样，提高了接收机的抗干扰力量，并与后级数字电路匹配。比较器门限电压在实际应用中表现出较强的抗干扰力量。2-11比较电路数字系统局部由于本遥控系统的重点在于无线信号传输局部，所以本着以下的原则来设计数字系统：目的。能够实现规定的掌握力量。编码局部2-48K81键用来表示被选中对象的8种状态。CD4014710-48-3以后扩展用。利用MC145026和MC145027对掌握信号进展再编码和解码，以利于码元在无线信道中传输，MC1450260154MC145026MC145027MC145026MC145027。解码局部MC145027用中是有好处的，被遥控设备可用独立的接收机来掌握。MC145027MC145027MC14502645合可以产生码。依据其地址的不同组合可以产生种不同的地址编码。MC1450272-122-13MC145027RC2-13RC1 1

打算对宽窄脉冲的识别。 。R、C是整个发送周期的区分定时元件，用以确定各个有效单字，2 2。当编码信号从数据输入端〔9〕输入时，69RC1 1

积分电路积分后由77脚的状态来推断输入的是宽脉冲还是窄脉冲。图2-14中给出了6脚和7脚信号的波形，假定数据输入端输入的是“开路”编码〔即一个宽脉冲和一个窄脉冲〕，t0

t1

时刻，窄脉冲开头于t2t3

时刻，整个编码于t4

时刻完毕。那么，在t1

时刻，7脚的电压为：T1 V V (1et1/R1)T1 t27T2 1V 0.856v(e(t2t1)/R1C)T2 1在此时刻，数据提取电路检测到的7脚电平为高电平，说明上一个脉冲为宽脉冲；此后窄脉冲通过R给C1 1充电，在窄脉冲完毕时的t3

1

R1

t0.1V74进展正确的解码，这一点对于环境简单的工业现场特别重要。图2-12 MC145027的引脚功能2-13MC145027图2-14 MC145027的6、7脚波形驱动局部74LS138供给不同电流的射随器相加实现。数码管承受MC14511驱动。BCDLEDLED图图2-15 74LS138的引脚图图2-16 用与非门组成的3线-8线译码器74LS138表2-2 3线-8线译码器74LS138的功能表无论从规律图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平1，芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全为高电平1。假设消灭两个输出引脚同时0的状况，说明该芯片已经损坏。当附加掌握门的输出为高电平〔S＝1〕时，可由规律图写出码器。74LS138有三个附加的掌握端、和。当、时，输出为高电平〔S＝1〕，译码器处于工作状态。否则，译码器被制止，全部的输出端被封锁在高电平，如表3.3.5所示。这三个掌握端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。数据〔同时作为“地址”址输入了。例如当＝101时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。电源选择与省电装置6v，所以我选择了现在市场上价格廉价实惠的干电池代替，降低了我们的本钱也节约了站地空间。由于放射机功耗小，工作电流小于28mA，故可用一个三极管〔VT〕来为装机的电源开关。具体装置如41-1VT4

处于截止状态。按键按下时，VT4

饱和导通，电源连接。测试结果测试对象测试指标测试结果测试对象测试指标测试结果放射机输出功率<2