【文章內容簡介】 3— 1 若把靜態(tài)電容 C0考慮進去，則產生并聯(lián)諧振，其諧振頻率為 3— 2 式中： C為 C0和 Cq的串聯(lián)電容。 由于 C0》 Cq，因而 fq 和 fp兩個頻率相隔很近。對式（ 3— 2）進行展開并推導后，可得 接收機的選擇論證 西安 歐亞 學 院本科 畢業(yè)設計 （論文） 11 接收模塊從工作方式分，可以分成超外差接收板和超再生接收板。超再生式接收機具有電路簡單 、性能適中、成本低廉的優(yōu)點所以在實際應用中廣泛采用。 這里我們就是采用超再生式接收機。 方案一 超外差接收機 圖 28（ 超外差式接收機 結構圖 ） 美國 Micrel公司推出的單片集成電路可完成接收及解調，其 MICRF002為 MICRF001的改進型，與 MICRF001 相比，功耗更低，并具有電源關斷控制端。 MICRF002 性能穩(wěn)定，使用非常簡單。下面為其管腳排列及推薦電路。 圖 29（ MICRF002 原理電路圖 ） ICRF002 使用 陶瓷諧振器，換用不同的諧振器，接收頻率可覆蓋 300440MHz。 MICRF002 具有兩種工作模式：掃描模式和固定模式。掃描模式接受帶寬可達幾百 KHz,此模式主要用來和 LC 振蕩的發(fā)射機配套使用，因為， LC 發(fā)射機的頻率漂移較大，在掃描模式下，數據通訊速率為每秒。固定模式的帶寬僅幾十 KHz，此模式用于和使用晶振穩(wěn)頻的發(fā)射機配套，數據速率可達每秒鐘 10KBytes。工作模式選擇通過 MICRF002 的第 16 腳（ SWEN）實現(xiàn)。另外，使用喚醒功能可以喚醒譯碼器或 CPU，以最大限度地降低功耗。 MICRF002 為完整的單片超外差接收電路，基本實現(xiàn)了 “天線輸入 ”之后 “數據直接輸出 ”，接收距離一般為 200 米。 超外差接收機雖然，工作穩(wěn)定可靠，接受靈敏度高，溫度適應性強，但 與超再生 檢波 電路相比，缺點是成本偏高 。一般使用在要求較高的接收機中。 方案二 超再生檢波接收機 控制信號輸出 譯碼 整形 低放、檢波 中放 混頻 高放 本振 自動增益控制（ AGC） 西安 歐亞 學 院本科 畢業(yè)設計 （論文） 12 圖 210（ 超再生式接收機結構圖 ） 超再生是指把高頻放大輸出信號的一部分以正反饋的方式送到輸入端，使放大器的靈敏度和選擇性都得到提高。超再生電路是指振蕩電路自身產生的振蕩電壓比再生正反饋的作 用還強，所以叫做超再生電路。超再生接收電路也稱超再生檢波電路，它實際上是工作在間歇振蕩狀態(tài)下的再生檢波電路。通常再生接收電路由檢波、低頻放大、整形、解碼等環(huán)節(jié)組成。而采用超再生接收電路，僅用一級“超再生檢波”就能完成信號選擇、放大和解調功能。 使超再生電路工作的關鍵問題是讓電路產生間歇式的高頻振蕩，而產生高頻振蕩的條件必須具備有間歇式的控制電壓，這個電壓通常叫熄火電壓，振蕩頻率約為 20~60kHz，能影響高頻振蕩器的工作，使其振蕩不是連續(xù)而是間歇的。這種間歇的振蕩器振蕩幅度受電路中的電壓波動影響很大，反映敏 感。當超再生電路沒有收到外來信號時，其輸出是連續(xù)不斷的“沙沙”的噪聲電壓。而收到外來信號時，其輸出的是調制信號。 需要指出的是，超再生電路所檢波的不是接收到的載波信號，而是由載波信號控制的振蕩電路自身產生的振蕩電壓，該電壓幅度越大，超再生接收電路的靈敏度越高。 超再生接收電路按照熄滅電壓來源不同，可分為“他熄火”和“自熄火”兩種。他熄火超再生接收電路由高頻振蕩和熄火電壓振蕩兩級組成。而在“自熄火”超再生接收電路中，高頻振蕩和熄火電壓振蕩同由一個晶體管完成。 一般超再生檢波電路在中波段工作時靈敏度很高，所以常 用來制作簡易晶體管收音機。對于工作于短波段的無線電遙控設備，再生檢波的靈敏度及穩(wěn)定性都不符合要求。超再生檢波在短波段卻具有很高的靈敏度，對接收的弱信號可放大幾十萬倍。因此，對于希望電路簡單、靈敏度高，而對選擇性和信噪比要求不高的簡單無線遙控通信設備（如防盜器等產品），超再生檢波電路還是很有實用價值的。 比起超外差接收機超再生式接收機同樣具有電路簡單、接收機本振輻射低、成本低廉等優(yōu)點而被廣泛采用 ，功耗小可達 100uA左右，調整良好的超再生電路靈敏度和一級高放、一級振蕩、一級混頻以及兩級中放的超外差接收機差不多 。 而且 超再生電路 結合編解碼芯片組 PT2262/2272 的 地址編碼功能可以大大的增加系統(tǒng) 工作穩(wěn)定性，從而 提高 了抗干擾能力。 因此在本設計中才有的是超再生檢波接收機。 超再生檢波 高頻放大 整 形 低頻放大 選頻回路 LED 燈 繼電器開關電路 解碼電路 西安 歐亞 學 院本科 畢業(yè)設計 （論文） 13 天線與輸入回路耦合的選擇論證 （ 1） 直接耦合方式 直接耦合方式如圖所示，它將外接天線直接接在輸入回路上。顯然，外接天線的接入能提高接收微弱信號的能力，但這種方式存在一個問題，這就是外接天線與地之間構成一個很大的電容 Ca。該電容直接并接在 LC 調諧回路兩端。這不僅增加了回路的損耗，使回路的 Q 值降低，同時會導致LC 調諧回路失諧。因此，在實際接收 機種采用這種耦合方式的較少。 （ 2） 電感耦合方式 電感耦合是利用繞在磁棒上的一個線圈 Lc 將接收信號傳輸給調諧回路，如圖所示。線圈 Lc 較天線線圈。信號頻率越高， Lc的感抗越大，電壓傳輸系數越小，當波段范圍較小時變化比較均勻，雖然它的結構比較簡單，但線圈的繞制比較肯難。因此在本電路中未能采用。 （ 3） 電容耦合方式（本電路中所采用的耦合方式） 電容耦合是將外接天線經過電容器 Cc 接到調諧回路上，如圖所示加上 Cc 后相當于在天線電容Ca 上串聯(lián)一個小電容，如圖 B 所示。由于 Cc 的容量很小，一般只有 10~30Pf，所以使 Ca 與 Cc 串聯(lián)后的總電容減小，因而減小了 Ca 對 C 的影響。這種耦合電路，由于 Cc的容量很小，對高頻信號有一定的容抗，而且它的容抗隨頻率的升高而減小，隨頻率的降低而增加，所以在高頻端傳輸系數較大，在低頻端傳輸系數越小。此耦合方式的結構簡單以實現(xiàn)，因此本電路中得到了較好的應用。 （ 4） 電容 —— 電感耦合方式 這種耦合方式如圖所示。天線與調諧回路既有電感耦合又有電容耦合。因而，它的優(yōu)點是整個接收頻率范圍內其電壓傳輸系數較均勻，但這種耦合方式調試復雜，一般在性能較高的接收機中應用。 圖 211（ 接收機輸入回路原理圖 ） 高頻小信號放大器的選擇 （ 1） 諧振放大器 西安 歐亞 學 院本科 畢業(yè)設計 （論文） 14 由晶體管、場效應管或集成電路與 LC 并聯(lián)諧振回路組成的高頻小信號諧振放大器廣泛應用于廣播、電視、通信、雷達等接收設備中，其作用是將微弱的有用信號進行線形放大并濾除不需要的噪聲和干擾信號，由于諧振放大器的工作頻段較窄，加之回路與晶體管的耦合常采用自耦變壓器耦合方式并且對下一級之間的阻抗匹配要求較高，所以比起單管放大器來說較有不便。因為在本設計中使用的是帶有地址編碼的芯片所以放大器我們采用的是普通單管放大器。 （ 2） 共射 極單管放大器 優(yōu)點是頻帶寬且電路簡單適合遙控電路的應用 圖 212（ 寬帶放大器原理圖 ） 繼電器的選擇 繼電器是遙控裝置的重要執(zhí)行元件繼電器是利用電磁原理、機電原理或氣體（如熱電、光電等）方法來實現(xiàn)電路中聯(lián)結通斷的開關控制元件，是自動控制、無線電遙控裝置中最常用的執(zhí)行元件。它的觸點的通斷呈階躍式，或呈高電平，或呈低電平，具有一定的邏輯功能。將多個繼電器合理地進行排列、組合，可構成一個復雜的邏輯電路或時序電路，實現(xiàn)對電路的邏 輯或時序控制。 繼電器種類繁多，用途各異，可按不同方法進行分類，如可以按動作原理、觸點特征、結構形式、負載功率、用途、防護特征等進行分類。在無線電遙控、遙測中，最常用的是直流電磁式繼電器、交流電磁式繼電器、固態(tài)繼電器、磁保持繼電器和時間繼電器等。 在無線電遙控系統(tǒng)中，接收機的輸出信號一般都比較弱，即使經過放大，也很難直接驅動較大的負載或功率部件，而通過繼電器就可用較小的電流去控制這些負載或部件。繼電器一般包含三部分：一是對輸入的物理量產生響應的輸入機構，如電感線圈、電磁鐵、電子線路等；二是能改變輸出狀態(tài)或控 制負載的輸出機構，如觸電、切換開關等；三是連接輸入和輸出機構的轉換機構或電路，如彈簧杠桿、銜鐵、比較器等。這樣一來，通過繼電器就可用較弱的信號去控制大功率的負載。因此繼電器實際上是一種用低電壓、小電流去控制高電壓、大電流的自動開關。 在控制電路中可將繼電器視作一種開關，但它又不同于一般的開關，因為它具有自動控制的功能。這里我們采用的就是一種直流電磁式繼電器。它主要由帶鐵芯的線圈、動觸點、靜觸點、銜鐵西安 歐亞 學 院本科 畢業(yè)設計 （論文） 15 以及返回彈簧等組成。它是利用電磁感應原理實現(xiàn)觸點閉合或斷開的開關控制元件。它可用較小的電流控制較大的電流，用低 電壓控制高電壓，或用直流去控制交流等，并可將被控電路與控制電路完全隔離（絕緣電阻不小于 100MΩ），在自動控制、遙控、遙測及保護電路等方面應用廣泛。 第三章 發(fā)射裝置 總體電路的設計 發(fā)射裝置的工作原理 圖 31（ 發(fā)射模塊編碼原理圖 ） 發(fā) 射系統(tǒng)主要由 電源開關 電路、編碼電路、無線電 調制 發(fā)射電路組成。發(fā)射系統(tǒng)主要功能 是通過按鍵經由 PT2262 編碼芯片構成的編碼電路，產生所需要的、具有某些特征的編碼脈沖控制指令。由于這些控制指令都是頻率比較低的電信號，無法直接傳送到遙控目標上去，所以必須將指令信號送到發(fā)射電路，使它載在高頻信號（ 315M 載波）上，才能由發(fā)射天線發(fā)送出去。 發(fā)射部分電源采用兩節(jié) 一號電池供電，在電池兩端接一個電源指示燈，方便操作。 本設計中編碼芯片 PT2262 的發(fā)送控制端 （ 14 腳 ）直接接有效電平（低電平）， 這里我們并沒有把 18腳直接接電源（ VCC），而是通過二極管和開關將 18 腳、 電源與數據輸入端 連接在一起。 這樣當按下 K1～ K4 任何一鍵時， 二極管導通，供電給 PT2262使其工作，同時送入開關信號，使 電路發(fā)送 1～ 4 通道相應的控制數據 ； 當松開發(fā)射鍵時， 二極管截西安 歐亞 學 院本科 畢業(yè)設計 （論文） 16 止， 18 腳不得電， PT2262 不工作，數據輸出端無信號輸出。這里我們 在電路中采用二極管 D1～ D4的目的主要是為了保護電路，避免在按下按鍵的瞬間，沖擊脈沖過大，從而燒壞片。圖中 15 和 16腳的電阻（ R5）是振蕩電阻，調整 R5（振蕩電阻）可調整發(fā)射電流，從而調整發(fā)射距離， R5 取植小可提高發(fā)射距離。當然，編碼和解碼電路它們都有振蕩電阻，并且還相互對應，即編 碼電路中的振蕩電阻阻值必須和解碼電路中振蕩電阻的阻值相匹配，否則解碼電路不解碼。 匹配電阻表見附錄 在無線電遙控設備中，發(fā)射電路用來產生遙控指令電信號和產生運送該信號（作為調制信號）的高頻載波，使調制信號依附在該高頻載波上經天線發(fā)射至空中。 當發(fā)射機沒有按鍵按下時， PT2262 的 18（ vcc）腳不得電，則芯片不工作同樣沒有數據輸入 ，17 腳 沒有數據輸出且為低電平 ， 發(fā)射模塊中三極管 S8050處于截止狀態(tài)， 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時， PT2262 得電工作，其第 17 腳輸出經 編碼 的串行數據信號 ， 此時 17 腳為高 低 電平 ，當為高電平時，發(fā)射模塊中三極管 S8050 處于導通狀態(tài)， 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅 315M高頻信號 代表“ 1” ，當 17 腳為低平 時， 315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩， 不發(fā)射 315 M 的高頻信號代表“ 0” 所以高頻發(fā)射電路完全 受 控于 PT2262 的 17 腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ ASK 調制） ， 相當于調制度為 100％的調幅。 幅度鍵控調制方式的最終效果體現(xiàn)為高頻載波等幅信號的“有”或“無”。例如，當調制信號為高電平“ 1”時，發(fā)射電路有高頻載波發(fā)出，所發(fā)出的載波 為周期幅度相等的等幅波；而在調制信號為低電平“ 0”，則沒有高頻載波發(fā)出。幅度鍵控做法是使用開關管對發(fā)射電路的供電回路實行開關控制，也可以只對發(fā)射電路中的功放輸出級實行控制或只對本振級實行控制，控制信號即為調制信號，取自于組成遙控命令的數字編碼脈沖信號。 本系統(tǒng)的 無線電發(fā)射電路中采用 的是 一種新型射頻發(fā)射模塊，它具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，性能穩(wěn)定。 當 PT2262 的數據輸出端（ 17 腳）無信號輸出時，開關管 S8050 截止，導致整個發(fā)射模塊都不工作，發(fā)射電流為零。當它的控制端（ 14腳）有效時， 17 腳有編碼脈 沖信號輸出時，開關管 S8050 處于導通狀態(tài)，從而驅動射頻功率放大管 RF57 工作，即 17 腳