【正文】 的 17 腳輸出的數(shù)字信號 。 關(guān)鍵詞： 無線電遙控 ， pt2272 解碼芯片 ， ASK 調(diào)制與解調(diào) ， 繼電器 點(diǎn)評評語 ： （指導(dǎo)教師： 荊炳禮 教授 ） 采用專用無線發(fā)射模塊制作的多路無線遙控發(fā)射裝置，具有頻率穩(wěn)定、發(fā)射距離遠(yuǎn)、多路 數(shù)據(jù)編碼等主要特點(diǎn)， 兼具技術(shù)新穎性和實(shí)用性， 在工業(yè)測控、家用電器等領(lǐng)域得 以 廣泛應(yīng)用 。同時(shí)，提供了設(shè)計(jì)圖紙、器件數(shù)據(jù)、參考 文獻(xiàn) 、外文 翻譯 等 內(nèi)容，較好地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。又如工廠里的行車，模型飛機(jī)，模型艦艇，乃至當(dāng)代無人駕駛飛機(jī)，宇宙飛船，無線電制導(dǎo)導(dǎo)彈等移動式設(shè)施也必須使用遙控技術(shù)。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。 隨著無線電技術(shù)的發(fā)展和微電子制作工藝的進(jìn)步，一些功能性的單元電路和整個(gè)發(fā)射、接收電流逐漸向小型化、數(shù)字化、模塊化方向發(fā)展。由于采用新技術(shù)、新工藝，這些模塊體積小、重量輕，一些微型模塊可小至掛在鑰匙鏈上，隨身攜 帶，進(jìn)行遙控非常便利。例如電視遙控、電燈遙控、電風(fēng)扇遙控、空調(diào)器遙控等。設(shè)有遙控功能的電視，使用者不必離開座位，只需使用手持紅外遙控器就可以進(jìn)行節(jié)目切換，實(shí)現(xiàn)對音量、對比度等的調(diào)節(jié)。有“千里之遙”，也有“一步之遙”之說，家用電器的遙控就是一個(gè)生動的實(shí)例。 本課題的意義及研究方法和理論依據(jù) 本設(shè)計(jì)（論文）在通過各種方式搜集了大量的有關(guān)遙控的書籍和文獻(xiàn)以及資料后設(shè)計(jì)并成功的制作出了實(shí)物。包括西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 遙控的基本概論、傳感器技術(shù)、光控遙控器、聲音遙控器、紅外線遙控器、無線電遙控器和語音遙控器等多種遙控器，基本概括了現(xiàn)代遙控技術(shù)的內(nèi)容與類型，以及無線電遙控技術(shù)的應(yīng)用與特點(diǎn) ，同時(shí)也談?wù)摿俗约簩b控器發(fā)展前景的一些看法。通過按鍵經(jīng)由 PT2262 編碼芯片構(gòu)成的編碼電路，產(chǎn)生所需要的、具有某些特征的脈沖控制指令。 在接收端，由接收天線送來的微弱電信號經(jīng)接收機(jī)高頻選擇和放大后，送到解調(diào)器。由于“卸”下來的各種指令信號都混雜在一起的，還要送到由 PT2272 解碼芯片組成的解碼電路進(jìn)行解碼。在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)，無線電遙控應(yīng)用較多的是在軍事上，將遙控裝置安裝在魚雷，當(dāng)魚雷發(fā)射后利用遙控魚雷去攻擊敵方的船只和艦艇，使得魚雷的命中率大大的提高。后來隨著晶體管的發(fā)明和集成電路的誕生，無線電遙控技術(shù)達(dá)到了更加完善的程度，現(xiàn)如今我們所知道導(dǎo)彈、衛(wèi)星、航天飛機(jī)等高科技技術(shù)都是利用無線電遙控技術(shù)的結(jié)晶，它已經(jīng)不再是軍事領(lǐng)域唯一成員，我們的日常生活可以說是已經(jīng)離 不了無線電遙控，如：遙控監(jiān)視、報(bào)警、遙控電視、遙控玩具等等 。今后發(fā)展趨向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。以前的遙控系統(tǒng)，大都是按照特定的任務(wù)來設(shè)計(jì)的，其性能完全由系統(tǒng)的硬件所決定。雖然在一定程度上能通過更換硬件或某些接線來改變工作狀態(tài)，但其變化范圍有限，不能適應(yīng)多方面的需要。 (2) 采用先進(jìn)的信息處理方式和新的多路信號的傳送方法，以提高信息傳輸?shù)母呖煽啃院头€(wěn)定性。 (5) 遙控技術(shù)應(yīng)綜合多學(xué)科技術(shù)解決我國的技術(shù)難題。筆者認(rèn)為這種設(shè)想，經(jīng)過廣大技術(shù)人員的科技攻關(guān)，不久將會變成現(xiàn)實(shí)。接收端從天空中接收到由發(fā)射端所發(fā)出的帶有控制信息的高頻微弱信號后通過選頻、高頻放大，檢波、低頻放大、整形等解調(diào)出帶有地址編碼的低頻脈沖信號在通過解碼芯片還原出原有的控制信息，由這些信息來控制解碼電路 高頻放大 繼電器開關(guān)電路 輸入回路 超再生檢波 低頻放大 整 形 555 門鈴 LED 燈 地址與編碼振蕩與定時(shí) 調(diào)制發(fā)射電路 電源開關(guān)電路 西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 5 繼電器的通斷從而控制了發(fā)光二極管的亮滅。可以說從廣義上看無線電遙控技術(shù)的種類和方式多種多樣 。 調(diào)制與解調(diào)方式的選擇論證 調(diào)制電路與解調(diào)電路是通信系統(tǒng)中的重要組成部分。調(diào)制總體上可分 為模擬信號調(diào)制和數(shù)字信號調(diào)制；在模擬系統(tǒng)中，按照載波波型的不同，可分為脈沖調(diào)制和正弦波調(diào)制兩種方式。 采用數(shù)字信號對載波進(jìn)行調(diào)制，稱為數(shù)字調(diào)制。數(shù)字調(diào)制的三種基本類型是振幅調(diào)制（ ASK）、頻率調(diào)制（ FSK）和相位調(diào)制（ PSK），而每種類型又包括多種實(shí)現(xiàn)方式。 設(shè)載波信號為 uc（ t） =cosω ct， ω c=2π fc，數(shù)字基帶信號為單極性隨機(jī)矩形脈沖信號序列 s(t)=Σang(tnTs), 以下， 其中 w1 為傳號載頻； w2 為空號載頻； θ1和 θ2分別為傳號與空號載波的初相，在 [π , π ]均勻分布； w0=(w1+ w2)/2為載波頻率； nTs≤t≤(n+1) Ts；其中 g（ t）是碼元寬度為 Ts，高度為 1的非歸零碼矩形脈沖， an 為二進(jìn)制隨機(jī)變量，且有 g（ t） = 1 0≤ t≤ Ts 0 其他 an = 0 出現(xiàn)概率為 P 1 出現(xiàn)概率為 1P 則頻移鍵控（ FSK） 信號為： 西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 FSK(t)= A0∑[ang1(tnTs)cos(w1t+θ1)+(1an) g2(tnTs)cos(w2t+θ2)] 相移鍵控（ PSK）信號為： PSK(t)=A0∑[ang1(tnTs)cos(w1t+θ1)+(1an) g2(tnTs)cos(w1t+θ2+π )] 幅移鍵控（ ASK）信號為： ASK(t)= s(t) uc(t)= s(t)A0cos(w0t+θ0)= A0∑ang (tnTs)cos(w0t+θ0) 若給定二進(jìn)制數(shù)字序列 S（ t）為 10110，二進(jìn)制的 幅移鍵控（ ASK） 、 頻移鍵控 （ FSK） 和 相移鍵控（ PSK） 。示意圖為圖 22 所示。 OOK 的原理從 ASK 信號的時(shí)域波形可以很容易理解，即 s(t)=1 時(shí)控制開關(guān)閉合，輸出載波信號； s(t)=0 時(shí)控制開關(guān)斷開 ,輸出信號為 0。由于被傳輸?shù)氖菙?shù)字信號 1 和 0，因此，在每個(gè)碼元持續(xù)期間要用抽樣判決電路對低通濾波器的輸出作一次判決以確定信號取值。 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)在于抗干擾和噪聲的能力強(qiáng)，可以同時(shí)傳輸各種不同的速率和帶寬的信號，易于采用加密的方式傳送信息。 編解碼芯片的選擇 PT2262/2272的介紹 PT2262/PT2272 是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/PT2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳 (懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組合可提供 531441地址碼 ,PT2262 最多可有 6位 (D0D5)數(shù)據(jù)端管腳 ,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路 編碼電路采用編解碼芯片 PT2262。 PT2262的 A0~A7端 （第 1~8腳） 是芯片的地址碼設(shè)置端口，每一端口可以編為 “0”( 接地 )、 “1”( 接 VCC)和 “ 開路 ” 三種狀態(tài)，利用 A0~A7這 8位地址線可提供 38＝ 6561種不同尋址。編碼芯片ХΑ、＼ S（ t） uAK(t) uc（ t） uc（ t） S(t) uAK(t) 西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 PT2262 數(shù)據(jù)碼輸入端可以是高電平 1或者是低電平 0，一共有 4 個(gè)通道，數(shù)據(jù)碼在無線電遙控開關(guān)系統(tǒng)中的主要作用是區(qū)別不同的 受控 電路。 如下分別為 PT2262內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（圖 23）及各管腳說明（表 1）。 圖 24（ PT2262 工作時(shí)序圖 ） 圖 25（ PT2262 調(diào)制信號波形 ） 地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個(gè)窄脈沖表示 “0” ；兩個(gè)寬脈沖表示 “1” ；一個(gè)窄脈沖和一個(gè)寬脈沖表示 “F” 也就是地址碼的 “ 懸空 ” 。圖下部分是放大的一組字碼：一個(gè)字碼由 12 位 AD碼（地址碼加數(shù)據(jù)碼，比如 8位地址碼加 4位數(shù)據(jù)碼）組成，每個(gè) AD位用兩個(gè)脈沖來代表：兩個(gè)窄脈沖表示“0” ；兩個(gè)寬脈沖表示 “1” ；一個(gè)窄脈沖和一個(gè)寬脈沖表示 “F” 也就是地址碼的 “ 懸空 ” 2262每次發(fā)射時(shí)至少發(fā)射 4組字碼， 2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會把數(shù)據(jù)碼中的 “1” 驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動 VT端同步為高電平。 圖 26（圖名寫清楚） 圖 26（ PT2272 接收模塊工作時(shí)序圖 ） PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。后綴的 6 和 4 表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用 4路 并行數(shù)據(jù)時(shí)（ PT2272M4)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 8位，如果采用 6路的并行數(shù)據(jù)時(shí) (PT2272M6)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 6位 。 PT2262和 PT2272除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收距離會變近 或者不法接收。它是將直流電源供給的能量自行轉(zhuǎn)換為交流振蕩信號的能量。 LC振蕩器同時(shí)也包括三點(diǎn)式 LC振蕩器和改進(jìn)型 LC振蕩器。LC并聯(lián)諧振回路 Q值大都在 100和 300之間，加載后回路的標(biāo)準(zhǔn)性將進(jìn)一步降低，因此即使采取多種措施，其頻率穩(wěn)定度也就在 104~105 之間。用石英諧振器作為有源電路的振蕩回路元件構(gòu)成的石英晶體振蕩器，也可稱為晶振穩(wěn)頻振蕩器，它的頻率穩(wěn)定度很容易就做到 105~107，在采取一些措施后，其頻率穩(wěn)定度可達(dá)到 1010 量級。 石英晶體片之所以能作為諧振器，就基于它的“壓電效應(yīng)”。 當(dāng)高頻交流電壓加于晶片兩端，晶片將隨交流信號的變化而產(chǎn)生機(jī)械振動。當(dāng)外加高頻信號的頻率與晶片固有的振動頻率相等時(shí)，其 機(jī)械振動最強(qiáng)，產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。晶片可等效為圖 4中右支路所示的串聯(lián)諧振回路， Lq、 Cq、 Rq分別稱為等效電感、等效電容和等效串聯(lián)電阻；左邊的 C0時(shí)晶片兩電極之間的靜態(tài)電容。 圖 27（ 振蕩等效電路 ） 一般石英諧振器的 Cq 值為 ~， Lq 值為幾毫亨（ Mh）至幾十亨， Q 值為 105~107， C0為 2~5pF。當(dāng) Lq、 Cq支路諧振，即串聯(lián)諧振時(shí)，其諧振頻率 fq為 3— 1 若把靜態(tài)電容 C0考慮進(jìn)去，則產(chǎn)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。對式（ 3— 2）進(jìn)行展開并推導(dǎo)后，可得 接收機(jī)的選擇論證 西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （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。 這里我們就是采用超再生式接收機(jī)。 MICRF002 性能穩(wěn)定，使用非常簡單。 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。掃描模式接受帶寬可達(dá)幾百 KHz,此模式主要用來和 LC 振蕩的發(fā)射機(jī)配套使用，因?yàn)椋?LC 發(fā)射機(jī)的頻率漂移較大，在掃描模式下，數(shù)據(jù)通訊速率為每秒。工作模式選擇通過 MICRF002 的第 16 腳（ SWEN）實(shí)現(xiàn)。 MICRF002 為完整的單片超外差接收電路，基本實(shí)現(xiàn)了 “天線輸入 ”之后 “數(shù)據(jù)直接輸出 ”，接收距離一般為 200 米。一般使用在要求較高的接收機(jī)中。超再生電路是指振蕩電路自身產(chǎn)生的振蕩電壓比再生正反饋的作 用還強(qiáng)，所以叫做超再生電路。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。 使超再生電路工作的關(guān)鍵問題是讓電路產(chǎn)生間歇式的高頻振蕩，而產(chǎn)生高頻振蕩的條件必須具備有間歇式的控制電壓，這個(gè)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。當(dāng)超再生電路沒有收到外來信號時(shí)，其輸出是連續(xù)不斷的“沙沙”的噪聲電壓。 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(chǎn)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。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。 一般超再生檢波電路在中波段工作時(shí)靈敏度很高，所以常 用來制作簡易晶體管收音機(jī)。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。 比起超外差接收機(jī)超再生式接收機(jī)同樣具有電路簡單、接收機(jī)本振輻射低、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用 ，功耗小可達(dá) 100uA左右，調(diào)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(jī)差不多 。 因此在本設(shè)計(jì)中才有的是超再生檢波接收機(jī)。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(gè)問題，這就是外接天線與地之間構(gòu)成一個(gè)很大的電容 Ca。這不僅增加了回路的損耗，使回路的 Q 值降低，同時(shí)會導(dǎo)致LC 調(diào)諧