简易无线遥控系统设计2

若采用专用的调频晶体，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，既可以获得比较大的频偏，又可以保证定的频率稳定度。

发射机功放电路的选择功率放大器般由推动级，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。

假设天线特性阻抗，则在匹配良好条件下天线上的电压峰峰值要小于ν。

般西勒振荡器输出电压峰峰值为是可以实现的，所以用级功率放大器应该能满足要求。

考虑到前后级影响的问题，在振荡器与功率放大器之间加入级射随器，起隔离和激励的作用。

鉴于输出功率低，兼顾效益，功放管工作状态选为甲乙类。

接收机解调器通过查阅资料，选择了摩托罗拉的集成窄带解调芯片构成解调电路。

的特点为低功耗，低电压和高灵敏度。

控制部分控制对象是四盏灯，它们只有两种开关状态亮或灭。

因此将其用数字信号来表示是合理的。

四个按键开关对应四种控制状态。

文中采用四位二进制码表示各种控制状态。

为了方便码元的传输，需要对码元进行在编码是进行并串转换，二是加入定冗余信息提高可靠性然后再接收端进行解码。

经过查阅资料，和是专门设计用于遥控电路中的编码解码器。

可以接收四位并行数据，在编码后串行输出，在每个编码周期中，发送两次数据，以提高可靠性。

解码器接收串行数据，前五位二元码是地址码，剩下的为四比特的二元数据码，当接收到的地址码与本地地址码相等时，并行输出数据码。

用和可以满足控制信号的编码与解码。

第页共页电路的设计和计算模拟部分调频发射机图上半部分发射系统主要由按键编址电路编码电路无线电发射电路组成。

发射系统的电路原理图见图。

图遥控发射机电路图主振级由晶体管与电容变容二级管和电感组成西勒振荡器。

振荡信号由弱耦合至射随器，然后送至功率放大器。

功放的工作状态为甲乙类给提供偏压，输出匹配网络采用简单的型网络，其中与和天线等效电容谐振于载频，与起阻抗变换作用，以使得输出功率最大。

第页共页调频采用变容二极管电路。

在本设计中，调制信号为二元单极性码，即只有高低两个电平，所以对调制线性度要求不高。

因此本设计采用变容二极管部分接入以及对变容二极管不外加偏压的电路结构，电路如图所示。

图变容二极管的结电容为变容二极管的结电容，可以求得对主振电路的接入系数为若调制信号引起的结电容变化为，则引入主振回路的电容变化量为，可以求得由于此引起的振荡频率的变化为式子中为主振回路的总电容。

负号表示与的变化相反。

本设计中，可得，即变容二极管参量的变化对振荡频率影响比较小，频率稳定度大大提高。

由此引入的问题是如何才能得到足够的频偏，也就是如何使变容二极管的结电容变化比较大。

解决的办法是对变容二极管不加反向偏压。

变容二极管是根据普通二极管内部结的结电容能随外加反向电压的变化而变化这原理专门设计出来的种特殊二极管。

二极管的结具有结电容，当加反向电压时，阻挡层加厚，结电容减小，所以改变反向电压的大小可以改变结的结电容大小，这样二极管就可以作为可变电容器用。

第页共页如图所示图变容二极管结电容变化在不外加反偏压时可以获得最大电容变化量。

由于无外加偏压，避免了由偏压变化引起的频率漂移，同时简化了电路。

接收机电路如图图所示如图所示，接收机的模拟部分可以分为三大模块高频放大电路采用典型电路。

影响接收机灵敏度的主要因素是噪声，表现为信噪比。

信噪比越大，表明接收电路的噪声越小，对灵敏度影响越小。

为了提高接收机的灵敏度，使用了低噪声的三极管。

鉴频电路采用。

本振为，。

与高放送来的信号进行混频，产生的中频信号。

此信号通过窄带陶瓷滤波器送回进行鉴频。

的外围元件值的确定参考了书中所给出的的典型电路，省略了静噪部分。

比较电路。

码型在传输过程中可能出现畸变，所以应该通过比较电路使得信号恢复成只有高低摩托罗拉公司生产的用于通信配对使用的最新芯片。

编码芯片可对位输入信息地址位，数据位进行编码，编码后每个数据位用两个脉冲表示编码为两个宽脉冲编码为两个窄脉冲开路编码为宽脉冲和窄脉冲交叉。

当端输入脉冲上升沿时，编码后的数据流开始由串行输出。

对于每位数据信息，可以看作是个数据字，为了提高通信的安全性，编解码芯片对每个数据字发送两次，接收两次。

解码器用于接收输出的编码数据流。

当解码器地址与编码器地址状态相同并连续收到两组相同编码信号时，端由低电平跳变为高电平以指示接收有效。

而当接收到的数据流地址位与本系统地址设置不同，或是两次接收的数据不同，或是在四个数据周期内无信号时，端变为低电平，此时可认为无信号或认为信号不是发送给本系统的。

由于对接收到的信息进行地址识别是由芯片来完成的，因此，对不是发送给本系统的信息通常不传送到并行接口，所以对本系统的工作也就不会造成影响。

的编码集成编码器的引脚功能和外部电路如图所示图的引脚编码数据流从的第管脚串行输出，顺序为。

第页共页振荡器选择管脚。

传输使能管脚，低电平有效。

译码器输出管脚。

负电源供给管脚。

正电源供给管脚。

是地址或数据输入端，当做地址使用时有三个状态高电平，开路，低电平，当作数据使用时候有两种状态高电平，低电平。

，的数值决定内部时钟振荡器的工作频率。

是时钟振荡器的工作控制端，当为低电平时候，振荡器工作。

的输出编码信号如图所示。

两个连续的宽脉冲占空比表示，两个连续的窄脉冲占空比表示，宽窄两个脉冲表示开路。

发送时，先发送个时钟周期的低电平，接着依次发送的状态编码，如果的状态编码发送完毕后依然是低电平，经过个时钟周期后再依次发送的状态编码。

其编码的发送工作不管在何时由低电平变为高电平，均必须等到当前发送周期结束以后才能停止。

图的编码波形的解码是与配套使用的解码器的种，具有位数据输出和位地址编码，根据其地址的不同组合可以产生种不同的地址编码。

根据其地址的不同组合可以产生种不同的地址编码。

的引脚功能和外部电路如图所示，其功能框图如图所示。

第页共页图的引脚功能地址输入管脚。

数据输出管脚。

数据输入管脚。

有效传输输出管脚。

负电源供给管脚。

正电源供给管脚。

图译码器功能框图通过积分电路来完成宽窄脉冲的识别，图中，定时元件决定对宽窄脉冲的识别。

是整个发送周期的辨别定时元件，用以确定各第页共页个有效单字。

当编码信号从数据输入端脚输入时，脚将出现与脚相同的信号，该信号经积分电路积分后由脚送至数据提取电路，数据提取电路在输入信号的每个上升沿通过检测脚的状态来判断输入的是宽脉冲还是窄脉冲。

图脚和脚的信号波形图给出了脚和脚信号的波形，假定数据输入端输入的是开路编码即个宽脉冲和个窄脉冲，宽脉冲开始于时刻，结束于时刻，窄脉冲开始于时刻，结束于时刻，整个编码于时刻结束。

在此时刻，数据提取电路检测到的脚电平为高电平，说明上个脉冲为宽脉冲此后窄脉冲通过给充电，在窄脉冲结束时的时刻，脚的电压为，在此后的段时间里通过放电，在编码结束的时刻，脚的电压为。

此时数据提取电路检测到脚的电平为低电平，说明上个脉冲为窄脉冲。

由此可见并不是对接收到的脉冲信号直接进行解码，而是将输入信号积分后进行解码，由于积分电路能滤除瞬间的尖脉冲干扰，因此接收的编码信号即使受到种程序的干扰，依然能够进行正确的解码，这点对于环境复杂的工业现场特别重要。

系统的性能分析提高可靠性无线通信的个关键问题是数据传输的可靠性，这取决于诸多因素，比如频率选择，同频率干扰，传输距离和天线的选择等等。

这些在设计无线通信系统时候都必须认真考虑和比较。

本系统是个数字和模拟相结合的系统，无线射频的发射和接收既有模拟电路部分又有数字电路部分。

所以系统必须保证定的可靠性。

在适当提高成本的基础上尽量选用高可靠性的元器件。

和就是为了提高信号传输的可靠性而选用的。

数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送第页共页的数据流中产生误码，从而使接收端产生信号失真，不清晰等现象。

所以通过信道编码这环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。

在射频接收机中，为了降低噪声含量，减少波形失真度使用进行鉴频。

使得接收机能高比较完整的清晰的接收信号。

提高抗干扰性个无线电系统，常见的干扰有电台干扰工业干扰天电干扰和宇宙干扰。

电电台干扰是指其他无线电发射设备所产生的干扰。

工业干扰是指各种各样的电器设备所产生的。

天电干扰是指大气中各种电磁现象所引起的干扰。

宇宙干扰是指来自于宇宙间各种天体的辐射。

为减少这些千扰，采取了如下措施选择合适的工作频率，减少由于广播电台对系统造成的干扰。

调制方式选用抗干扰强的调制方式。

用地线把数字区和模拟区隔离，数字地和模拟地要分离，最后并接到电源地。

对于芯片闲置的引脚，在不影响系统的逻辑功能的情况下接地或接电源。

布线时，电源线和地线尽量粗。

这样不但有利于减少压降，更重要是的是降低耦合噪声。

还应尽量减少回路环的面积，以减少感应噪声。

避免度折线，减少高频噪声发射。

结论本系统设计的最初要求是，通过按键操作，能够实现远距离上的四路控制。

被控设备用分别代替，发光表示被控对象工作。

经过以上讨论，本系统基本能够实现这些功能，在发射机与接收机相距米的范围内可以进行可靠控制。

但是任何个项目都不是十全十美的，本系统设计时只是出于种简易的遥控系统设计的思想出发，所以该项目也可以进步完善。

由于在系统开始设计时就考虑了系统以后的扩展问题，因而可以从以下几个方面进行改进进步降低接收器的静态功耗，进步降低接收器的静态功耗。

增加遥控距离。

由于稳定的遥控距离只有在米之内，依然比较短，所以在保证接受灵敏度和满足用户实际操作的基础上，进步增加遥控距离。

可以把用代替的被控对象换成其他元件，比如电扇之类的，并稍微对电路图进行改进，以适应实用的功能。

可以对编码器输入端采用动态地址码输入，以适应更高性能更复杂的系统需要。

第页共页参考文献肖景和无线电