【導讀】本文簡要的介紹了無線電遙控發(fā)射機和接收機。文章從方案的總體論證入。有了抗干擾的優(yōu)點。設(shè)計中沒有采用收發(fā)信整機形式，整機采用分離電路實現(xiàn)。

　　

【正文】 R2PNN ?? ； LL032 QR LNN ?? 利用上面的公式，對于不同的線圈，變壓器匝數(shù)比分別為： B1線圈： N2： N3=34： 15； B2線圈： N1： N3= N2： N3=24： 4； B3線圈 ： N1： N3=32： 4， N2： N3=48： 4； B4線圈： N3=90。 注：上面的數(shù)值都是實際的線圈匝數(shù)。 第二章 實際電路的設(shè)計與計算 19 控制電路 首先給出一個簡單的 MC145026 編碼與 MC145027 解碼的實例，如圖 213所示。 圖 213 例 編碼電路 因為本遙控系統(tǒng)的重點在于無線部分，所以設(shè)計數(shù)字部分時要滿足結(jié)構(gòu)簡單，同時實現(xiàn)規(guī)定的控制能力的原則。 圖 214 MC145026 示意圖 編碼電路要實現(xiàn)的功能在第一部分“電路總體設(shè)計”中已有詳細介紹，這里便不再贅述。圖 215便是 MC145026 的示意 圖。 MC145026 一次發(fā)送 9位數(shù)據(jù)，其中 5 位是地址碼， 4位信息碼。為了保證信第二章 實際電路的設(shè)計與計算 20 息的安全可靠， MC145026 會將同樣的數(shù)據(jù)發(fā)送兩次。在接收到 CD40147 的三位編碼輸出的并行信號， MC145026 將會對其進行編碼，以產(chǎn)生適合于無線信道傳輸?shù)拇a型，然后串行輸出。輸出的串行碼頻率 f是由 12 管腳 CTC與 13 管腳 RTC的器件來確定的。參考 Motorola 公司提供的器件手冊，頻率 f 和 CTC、 RTC的關(guān)系如下式： ? ?? ?40 0K H zff or 1K H zHzC3R2 1fTCTC????? . 12pFCCC la yo u tTCTC ???? ， RS=2RTC， RS≥ 20 ?K ， RTC≥ 10 ?K ， 400pF〈 CTC〈 15F?所以 f=。 設(shè)計中采用了 Motorola 公司提供的參考值，如下表所示： 表 21 解碼及驅(qū)動電路 圖 215 MC145027 的示意圖 第二章 實際電路的設(shè)計與計算 21 因為在編碼中我們已經(jīng)設(shè)定了一位地址碼，那么在譯碼時就必須有兩片MC145027 來解碼，也就是只有地址位同自身地址位設(shè)定相符的解碼芯片才能譯出相應的信 息。 MC145027 的外圍器件設(shè)定與 MC145026 相同，圖 215為 MC145027的示意圖。 由于 LED 的工作電流小，所以采用 74LS138 譯碼器直接輸出驅(qū)動。小燈泡的亮度顯示采用 74LS47 來驅(qū)動數(shù)碼管，數(shù)碼管采用共陽極數(shù)碼管 LTS546R， 74LS47的輸出電流很大，所以在它的輸出管腳接上一個 430Ω的電阻限流。 圖 216 流過小燈泡的電流 I0 與集電極電阻有關(guān)，集電極電阻與 I0 成反比，所以MC145027 輸出的高位應與集電極電阻最小的射隨器相連。同理，此高位應與集電極電阻次小的射隨器相連，低位 應與集電極電阻最大的射隨器相連。設(shè)計中選用了相同的基極電阻 510 歐姆。集電極電阻取值如圖 216中標值所示。 第三章 電路仿真與測試 22 3. 電路仿真與測試 要完成一件電子產(chǎn)品，必須要完成原理圖設(shè)計、 PCB 圖設(shè)計、制板、制造等幾個步驟。當然在制板、制造之前首先要保證原理圖設(shè)計準確無誤方可進行PCB 圖設(shè)計，這就要求設(shè)計者對所設(shè)計電路的性能進行初步驗證。 早期的電子設(shè)計中，電路性能驗證主要是將設(shè)計的電路圖接成面包板，然后使用電源、信號發(fā)生器、示波器、電表等電子儀器來實現(xiàn)，他們根據(jù)預先設(shè)定好的方案，檢查在一定的初始條件和給定輸入情況下電 路實際的輸出信號是否與預期的輸出信號吻合。這對于規(guī)模較較小的電路是可行的，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電路規(guī)模越來越大，同時對電路的設(shè)計要求也越來越高，傳統(tǒng)的驗證方法已經(jīng)完全不可行了。因而計算機輔助電路分析已成為現(xiàn)代電子設(shè)計中不可缺少的工具。 EDA 軟件的功能越來越強大，只要有合適而精確的電路模型，電腦便可仿真出接近真實的電路結(jié)果。 在無線傳輸中，為了克服電波的各種衰減及損耗，通常要用低頻的基帶信號調(diào)制頻率較高的載波。就是說在調(diào)頻之前先要獲得載波，如圖 31 所示： 圖 31 正弦波周 期 T=，即 f0≈ 。 第三章 電路仿真與測試 23 當變?nèi)荻壒艿慕Y(jié)電容在調(diào)制信號的作用下發(fā)生變化時，振蕩回路的總電容也隨之變化，這樣便得到了疏密變化的調(diào)頻波，圖 32（ a）、圖 32（ b）分別是用 100KHz、 1mV 的方波發(fā)生器產(chǎn)生的仿真波形。 (a) (b) 圖 32 第三章 電路仿真與測試 24 因為在仿真軟件中沒有電路設(shè)計中所采用的數(shù)字芯片，所以在仿真時采用了分立電路代替集成電路的方式。在編碼時，采用并串轉(zhuǎn)換電路代替 MC145026，顯然其性能不如集成芯片完善，但不會影響發(fā)射電路的整體功能，考慮到在 接收端只需要控制的電路只有兩種狀態(tài)，所以簡化了 MC145026 的五位地址碼為一位，這樣需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就只有四位。電路如圖 33所示： 圖 33 按鍵 0— 7用來控制接收端的八種狀態(tài)，按鍵 8 為地址碼，都只有 0、 1兩種狀態(tài)，‘ space’空格鍵是觸發(fā)器的清零端。首先，先通過 148 編碼器將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制表示，然后將三位二進制碼同由按鍵 8輸入的地址碼并行輸入，在并行脈沖和移存脈沖的共同作用下，串行輸出二進制碼。由并行輸入轉(zhuǎn)為串行輸出的電路一共有十六種狀態(tài)，在此不便將其時序圖一一列出，現(xiàn)在以其中的一種狀態(tài)為例 作出說明： 圖 34 第三章 電路仿真與測試 25 如圖 34 所示，當按下按鍵二時，并行輸入‘ 1010’，串行便輸出高低電平交替出現(xiàn)的串行信號。這里需要特別注意的是，并行取樣脈沖于移存脈沖之間有一定的關(guān)系。此關(guān)系由并行輸入信號的位數(shù)決定，若輸入信號的位數(shù)為 n位，則由 n級觸發(fā)器構(gòu)成移位寄存器。移存脈沖頻率為并行取樣脈沖頻率的 n 倍，并行取樣脈沖的寬度應大于依存脈沖的寬度。 在上一節(jié)中，對載波調(diào)制的信號使用方波發(fā)生器來模擬的，這是出于方便調(diào)整基帶信號參數(shù)的考慮，而且方波發(fā)生器是恒壓源，不會受到振蕩端的干擾，但當調(diào)制端接入并串轉(zhuǎn)換電路后，它 們之間不但會互相干擾，而且由于并串轉(zhuǎn)換電路輸出電壓在五伏左右，過高的電壓會使振蕩端產(chǎn)生寄生調(diào)頻，如圖 3圖 36所示： 圖 35 圖 36 第三章 電路仿真與測試 26 同樣的原因，譯碼部分也是由分立元件構(gòu)成，如圖 37 所示： 圖 37 第三章 電路仿真與測試 27 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計題目不僅覆蓋了低頻電路 （ 模擬電路和數(shù)字電路），還覆蓋了高頻電路。因而在完善設(shè)計的過程中，我本人收益非淺，不僅重新溫習了與設(shè)計相關(guān)知識，還通過在查找資料獲得不少實際電路設(shè)計經(jīng)驗。由于硬件設(shè)計本身難度大，意想不到的事情時時發(fā)生，調(diào)試電路的困難重重，使我倍感煎熬，在指導老 師郝云芳老師的指導下，一個個困難逐漸被克服，柳岸花明總是令人精神倍增。 由于硬件設(shè)計自主選擇性大，因而選擇比較不同的同類電路需要進行深刻的比較和對比，選擇簡單實用符合要求的是非常重要的，這需要廣泛的查取資料。 第三章 電路仿真與測試 28 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過幾個月的努力至此已經(jīng)基本可以告一段落了，能在這么短的時間里按時完成本課題的研究，得力于郝云芳老師的大力支持與幫助，沒有郝老師的幫助與指導，是不可能有今天的這個結(jié)果的。同時，我的專業(yè)理論水平和理解能力都有了很大提高。在完成本課題的 過程中，郝云芳老師自始至終監(jiān)督課題進度、指導仿真設(shè)計，并提供了許多資料，這些都對完成本課題起了巨大的幫助。至此，我衷心地對郝云芳老師表示感謝。此外，還有許多朋友和同學給了我極大的鼓舞和信心，借此機會，也對他們表達我的謝意。 第三章 電路仿真與測試 29 參 考 文 獻 （ 1）全國大學生電子設(shè)計競賽組委會編 .全國大學生電子設(shè)計競賽獲獎作品精選（ 1994— 1999） .北京 .北京理工大學出版社 （ 2）趙震初 .無線電技術(shù)基礎(chǔ) .北京 .北京理工大學出版社 .2021年 （ 3）黃智偉 .無線 發(fā)射與接收電路設(shè)計 . 北京 .北京航空航天大學出版社 .2021年 （ 4）張肅文，陸兆熊 .高頻電子線路（第三版） . 北京 .高等教育出版社 .1993年 （ 5）摩托羅拉網(wǎng)站