【導(dǎo)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】 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(yīng)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(yīng)與集電極電阻最小的射隨器相連。同理，此高位應(yīng)與集電極電阻次小的射隨器相連，低位應(yīng)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(biāo)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(dāng)然在制板、制造 之前首先要保證原理圖設(shè)計準(zhǔn)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(yù)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(yù)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(dāng)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(xí)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(dǎo)老師郝云芳老師的指導(dǎo)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 老師的大力支持與幫助，沒有郝老師的幫助與指導(dǎo)，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， 老師自始至終監(jiān)督課題進度、指導(dǎo)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(xué)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(xué)生電子設(shè)計競賽組委會編 .全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品精選（ 1994— 1999） .北京 .北京理工大學(xué)出版社 （ 2）趙震初 .無線電技術(shù)基礎(chǔ) .北京 .北京理工大學(xué)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(xué)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