【文章內(nèi)容簡介】 和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，更廉價、功能更多、性能更好的無線遙控音樂門鈴不斷被研究并生產(chǎn)流入市場。 第二章 設計任務 任務與要求 ◆ 發(fā)射器采用電池供電，靜態(tài)電流小； ◆ 采用無線電進行遙控， 具有一定的遙控距離 ； ◆ 具有一定的保密性； ◆ 在同一區(qū)域范圍內(nèi)能 有多套系統(tǒng)同時工作而相互間不影響 ； ◆ 門鈴按鍵按下有振鈴響起； ◆接收板 用 5 號電池供電 ； ◆音樂 IC 可以發(fā)出三種音樂，可以轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇喜歡的音樂。 第三章 系統(tǒng)硬件電路設計 單元電路的選擇 發(fā)射機單元電路的選擇 發(fā)射器由調(diào)制振蕩級和高頻振蕩級兩級組成。 （ 1） 調(diào)制級電路 選用 一塊 TC4069 和 晶體完成 （見下圖） ， TC4069是 6 反相器 。 TC4069 可以換用 CD4069，選用該芯片主要是可以產(chǎn)生穩(wěn)定并在一定范圍內(nèi)的頻率。 本電路關(guān)鍵在于晶 振 X1 和頻率調(diào)整。而 X1 取決于購買，調(diào)頻率取決于技巧。 X1 在電子商場不易購到，可以到一般的小學校門口或一元商店去買兩只普通的電子表，回來拆下其中的晶體就是 。 如果找不到，發(fā)射端就將 X1 換成 200P 電容，再用 820K 電阻串一只小型 500K 可調(diào)電阻代替原R2。這種方法增加了制作者的難度，降低了成功的可能性。建議還是用晶振做。 圖 311 調(diào)制級電路 （ 2） 高頻振蕩 級選用 Q L C3 和 6P 電容 C1 組成高頻振蕩 級（見下圖）。 L有一定的要求，否則接收的頻率和發(fā)射的相差太大也是不能收到信號的。它是做在印刷板上的銅箔，規(guī)格可做成矩形 或圓形，鈾箔寬度為 ，外形長寬為 X ,或直徑 2cm,量內(nèi)框。因為接收端的頻率可調(diào)，所以 L1 的制作只要大體上接近上面的規(guī)格即可。這個矩形或圓形線圈不能用漆包線去做，否則就算調(diào)好了日后也容易跑頻，發(fā)出的信號不能被正常接收到。 圖 312 高頻振蕩 級電路圖 接收機單元電路的選擇 (1)接收電路主要有振蕩接收電路接收信號經(jīng)過解調(diào)、信號放大、選頻整形、推挽放大使喇叭發(fā)聲。振蕩接收電路主要由 Q L C C16 組成 超再生振蕩接收器 （如圖 413） 圖 313 超再生振蕩接收 電路圖 (2)信號放大、選頻整形電路選用 TC406 Q2 和晶振 X2 組成， X2 的選擇和X1 一樣，前文已闡述。 圖 314 信號放大、選頻電路 單元電路設計的其他方案 （ 1）發(fā)射機 高頻振蕩 級電路還可以用 一塊 TWH630 微型無線電發(fā)射頭 代替 ，當按下發(fā)射按鍵 SBl 時，它通過內(nèi)藏天線向空中輻射高頻信號。調(diào)制振蕩器采用一塊普通 555 時基集成電路，將其接成自激多諧振蕩器，方波信號由電阻器 R3加到 TWH630 的輸人端 IN 對輻射的高頻信號進行調(diào)制。 接收板也相應接一個TWH631 無線電接收 頭 電路圖如下： 圖 315 調(diào)制振蕩器采用一塊普通 555 時基集成電路 即可完成 TC4069 的功能，利用555 構(gòu)成多諧振蕩電路，如下： 圖 316 （ 2）發(fā)射板中用的電池為 12V 電池，考慮到在我們?nèi)粘Ｉ钪?12V 電池很難買到，而 電池比較常見，因此，為了更換電池的方便，設計一個升壓電路，使電源電壓達到 12V 供電要求。（設計電路如下） 圖 317 其中，標有 14 的輸入端接在 TC4069 的 14 腳上；按 AN， Q L R1 組成的升壓電路把 直流電轉(zhuǎn)換成交流電并升壓， D1 整流， C C2 濾波為發(fā)射電路提供電源。 （ 3）發(fā)射板電路還可采用下圖電路，其優(yōu)點在于不要用 TC4069 芯片，電路較簡單，缺點在于其輸出發(fā)射頻率不穩(wěn)定，致使接收和發(fā)射頻率相差較大。 圖 318 （ 4）接收板 超再生振蕩接收 電路也可如 (1)所述把該電路接收器換成一個 TWH631 無線電接收頭 。 硬件可靠性及抗干擾設計 在電子系統(tǒng)設計中，為了少走彎路和節(jié)省時間，應充分考慮并滿足抗干擾性的要求，避免在設計完成后再去進行抗干擾的補救 措施。形成干擾的基本要素有三個： （ 1）干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設備或信號，用數(shù)學語言描述如下： du/dt， di/dt 大的地方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。 （ 2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過導線的傳導和空間的輻射。 （ 3）敏感器件，指容易被干擾的對象。如： A/D、 D/A 變換器，單片機，數(shù)字 IC， 弱信號放大器等?？垢蓴_設計的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。（類似于傳染病的預防） 該門鈴電路抗干擾設計采用了超再生振蕩接收電路，并在接收電路后級設計了一個晶振用來選頻，確保接收板接收到發(fā)射板信號后才響鈴，避免了其他相近信號的干擾。 第四章 系統(tǒng)概述 方案選擇及其論證 （ 1）系統(tǒng)的組成：該無線音樂門鈴由發(fā)射模塊和接收模塊組成， 用 TC4069集成塊來作發(fā)射和接收主電路 。 發(fā)射器由調(diào)制振蕩級和高頻振蕩級兩級組成 ， QL C C16 組成 超再生振蕩接收器 ，音樂芯片采用 TQ33G， 可以發(fā)出三種音樂（雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯），可以轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇喜歡的音樂。 （ 2） 方案選擇 ： 該電 路用先進的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠，功耗低等特點。 該方案主要是通過振蕩產(chǎn)生、發(fā)射和接收信號，再經(jīng)過整形放大推動喇叭發(fā)音。 系統(tǒng)的工作原理 發(fā)射器由調(diào)制振蕩級和高頻振蕩級兩級組成。調(diào)制級電路由一塊 TC4069 和 晶體完成， TC4069 是 6 反相器。所謂反相器，就是 反 相器都有兩端，輸入端是高電平時輸出端就轉(zhuǎn)為低電平，輸入端是低電平時輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反。如圖 1 腳和 2 腳為第一個反相器，本文稱反相器1，之后稱反相器 ?? ，總共 TC4069 有六個。 圖 421 TC4069 內(nèi)部電路圖 圖 422 TC4069 4． 2． 1 反相器原理 反相器 由一個 P 溝道增強型 MOS 管和一個 N 溝道增強型 MOS 管串聯(lián)組成 .通常 P溝道管作為負載管 ， N溝道管作為輸入管 .。 兩個 MOS管的開啟電壓 VGS(th)P0,通常為了保證正常工作 ，要求 VDD|VGS(th)P|+VGS(th)N。 若輸入 vI為低電平 (如0V),則負載管導通 ,輸入管截止 ,輸出電壓接近 VDD。 若輸入 vI為高電平 (如 VDD),則輸入管導通 ,負 載管截止 ,輸出電壓接近 0V。 圖 423 反相器原理圖 4． 2． 2 發(fā)射板 原理 發(fā)射器開關(guān)按下時，反相器 1 和 2 及相關(guān)元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生 低頻信號。過程：反相器 1 的 1 腳開始為低電平， 2 腳就是高電平， 4腳也為高電平。 2 腳的高電平經(jīng) R2 對晶體 X1 充電，充電電流經(jīng) R2X1反相器 2的 4 腳到負極。充電時間由 X1 決定，等效電容為 200P。由于 X1的充電， X1 上的電壓逐漸上升，當升至反相器 1 的翻轉(zhuǎn)電平時， 2 腳就由原來的高電平轉(zhuǎn)為低電平， 4 腳也同時轉(zhuǎn)為低 電平。 X1 開始放電，放電通路為 R2反相器 1 的 2 腳 負極。放電后 X1 上的電位降低，到一定程度時 1 腳降為低電平了，輸出端又翻轉(zhuǎn)成高電平，再次對 X1 充電，至此已完成一個充放電過程，即一個振蕩周期， 4腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相器 2 的 4 腳就會一直輸出高低不斷變化的電平信號。這個信號的頻率由晶體決定，為 。 這個 過程在電路實際工作時完成得極快。反相器 1 和反相器 2 用于產(chǎn)生振蕩信號，反相器 36 并聯(lián)使用，構(gòu)成輸出控制，能提供 2030mA 的灌入電流。反相器 36的輸出端接在發(fā)射管 Q1 的發(fā)射極對 Q1 進行調(diào)幅，向外發(fā)射電磁波 。 7 腳輸出一串數(shù)字編碼信號，經(jīng) Q1 放大后由 L1 向外發(fā)射。 D1 為 LED 信號發(fā)射指示。 圖 424 發(fā)射板原理圖