简易无线电遥控系统的设计.docx

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1、简易无线电遥控系统摘要本电路主要由无线放射机和无线接收机组成，放射机局部主要原理：承受FSK 调制，通过 8 线-3 线优先编码器 74LS148 和并行-串行编码器 VD5026 对 8 个按键进展编码，输出1.629K 的中频信号，由变容二极管进展频率调制再加载到高频载波上，然后将高频信号进展功率放大后由天线放射出去；接收机局部主要原理：先将天线接收到的高频信号进展电压放大后送至单片窄波解调芯片 MC3361 进展解调，经比较电路整形再解码，从而掌握个发光二极管和灯泡工作，并显示灯泡亮度级数。本电路的设计优点：承受专用集成电路编解码器和对掌握信号进展再编码和解码，提高了信道的抗干扰力量；接

2、收机的鉴频电路承受窄带解调芯片进展解调，提高了接收机的灵敏度。关键词：放射解调 接收Frequency Modulation我们习惯上用FM 来指一般的调频播送76-108MHz，在我国为 87.5-108MHz、日本为76-90MHz，事实上 FM 也是一种调制方式，即使在短波范围内的27-30MHz 之间，做为业余电台、太空、人造卫星通讯应用的波段，也有承受调频FM方式的。 FM radio 即为调频收音机。FM 调频即收音机功能。作为MP3 的一项附加功能，从有用角度来说，现在的MP3 这方面做得并不很精彩，应当说还不如一般的收音机，在接收范围、精度等等方面还都有差距， 只能说是一个有益

3、的补充。固然，假设你留意这个功能的话，也有做得不错的产品。而在具 体机型上，针对 FM，不同产品还有细分，是否可以保存选定的频道、可以保存多少个频道、立体声和一般声道可以自己设定还是由机器来设定。调幅Amplitude Modulation :一般中波播送(MW: Medium Wave)承受了调幅(Amplitude Modulation)的方式,在不知不觉中，MW 及AM 之间就划上了等号。实际上 MW 只是诸多利用 AM 调制方式的一种播送.像在高频(3-30MHz) 中的国际短波播送所使用的调制方式也是AM，甚至比调频播送更高频率的航空导航通讯(116-136MHz)也是承受 AM 的

4、方式，只是我们日常所说的AM 波段指的就是中波播送(MWFSKFrequency-shift keying：频移键控。就是用数字信号去调制载波的频率。是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较简洁,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。1. 系统方案设计与论证依据任务要求，设计由放射机和接收机两局部组成，下面分别从这两方面阐述方案的设计思想。1.1 无线放射1.1.1 高频振荡器方案一：承受电感反响振荡器。优点：简洁起振，输出电压幅度大，频率调制范围宽。缺点：最高振荡频率

5、低，输出波形差。方案二：承受电容反响振荡器。优点：简洁起振，输出波形良好，最高振荡频率高。缺点：频率调制范围窄，频率稳定度较差。方案三：承受压控振荡器振荡。优点：具有工作频率高、波形、连续线性可调。缺点：对芯片内部电路不了解，受其工作条件限制较大。本设计对调制波形要求较高，所以承受压控振荡器，提高了频率稳定度，振荡器的输出频率随加在变容二极管的电压大小而转变，对题目要求的频率可以任意调整，且稳定性较好。所以我们选择了方案三。1.1.2 调制方式方案一：直接调频法：利用调制信号直接掌握振荡电路中的振荡频率来实现调频。优点：简洁得到较大频偏。缺点：频率稳定度不高，易产生调频失真。方案二：间接调频法

6、：先对信号进展积分，再去调相，得到调频信号。优点： 产生振荡过程与调制过程分开，调制失真较小。直接调频法原理比较简洁，而且为提高遥控灵敏度，要求频偏越大越好。所以承受直接调频法：变容二极管直接调频。同时，为尽量削减变容管电容量变化对频率稳定度的影响，变容管在 LC 振荡回路中承受局部接入方式。高频功率放大器大多承受丙类，不仅效率高，而且可以极大的提高信号的放射距离。但丙类放大器的电流波形失真太大，为此我们承受调谐选频网络作为负载回路。由于调谐回路具有很好滤波力量，回路电流与电压仍旧极近于正弦波形， 失真很小，从而很好的解决了信号放大过程中的失真问题。输入回路为谐调回路， 既能实现谐调选频，又能

7、使信号源与放大管输入端匹配；输出端的负载回路也是LC 谐调回路，既能实现谐调选频，又能实现放大管输入端匹配。1.1.3 高频功放电路1.1.4 编码电路当同时按下多个按键时，为防止产生乱码现象，承受 8 线3 线优先编码器对 8 个按键进展优先编码，输出的是并行码，为得到一个脉冲信号作为调制信号， 需要将并行码转化为串行码，由 VD5026 实现。VD5026 产生占空比随传 0、传1 转变的单极性码，一组编码包括 8 位地址码，只有与 VD5026 地址码一样的VD5027 才会有解码输出，这样，在只有 8 个按键的条件下可以用一片 VD5026 掌握两片 VD5027 来分别完成对发光二极

8、管和灯泡及其亮度的掌握。1.2 无线接收1.2.1 解调电路承受单片窄带集成解调芯片 MC3361 实现鉴频。MC3361 片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描掌握器及静噪开关电路。其功耗比较低，工作电压范围为28V，最大工作频率为 60MHz，能够满足本电路的解调要求。1.2.2 电压比较器从解调电路输出的矩形脉冲信号一般会有畸变，直接输入解码电路会影响解码，为此先通过电压比较器将解调输出的信号整形为标准矩形波，再送至解码电路。1.2.3 解码电路先用两片解码芯片 VD5027 对解调后的信号进展解码，然后分别掌握 7 个发光二极管与灯泡及其亮度显示，一片

9、 VD5027 对应一个掌握对象。2. 原理分析与相关参数计算2.1 无线放射2.1.1 无线放射机的模拟局部此电路如图 1 所示。承受压控振荡器振荡，主要有压控振荡芯片 MC1648，变容二极管 V149 以及 LC 谐振回路组成。承受 5V 电源供电，一对串联变容二极管背靠背与该谐振回路相连，振荡器的输出频率随加在变容二极管上的电压大小而变化。调整 VCO 的中心频率，调谐电压经 R23 和 VD5026 输出的调制电压合成经R21 加在变容二极管上，实现信号的锁定和频率调制。其振荡频率为：f12pL1CSo其中电容是两个变容二极管的串联总电容之值。图 1.无线放射机模拟局部2.1.2 变

10、容二极管调频原理变容二极管电容可随两端电压变化而变化，由公式Ci =Cjo(1 -g)lVd其中 Cjo 为变容管加零偏压时即 v=0 时的结电容， Vd 为变容管 PN 结内建电位差硅管为 0.7V ，锗为 0.2V， 为变容管的电容变化指数，与频偏的图 2大小有关，在小频偏状况下，=1 可近似实现线性调频，大频偏状况下则必需选 = 2 才能实现较好的线性调频。2.1.3 编码电路电路如图 3 所示。复位键 K1K8 在单刀双掷开关 K 的“指挥”下掌握7 个发光二极管亮灭或灯泡亮度及显示：当 K 接高电寻常，复位键掌握二极管工作；当 K 接地时，复位键掌握灯泡亮度及其显示。编码器 74LS

11、148 对 8 个按键编码的输出为并行码，为得到脉冲信号作为调制信号，必需将并行码转化为串行码，故承受并行转串行芯片 VD5026，从其 17 脚输出一个音频信号 ，其频率由下式打算：1600f W =R其中 fW以 KHz 为单位，R 是 15 脚和 16 脚之间的振荡电阻作用：时钟振荡，以 KW为单位。取R=300K ，则fW= 5.33KHz74LS148 正常编码时，其15 脚输出高电平，发光二极管亮，表示电路正常编码。VD5026 的 14 脚为放射指令端，低电平放射，所以常接地。图 3编码电路2.2 无线接收2.2.1 解调电路图 4 单片窄带调频接收电路如图 4 所示，MC336

12、1 为单片窄带调频接收电路，解调灵敏度较高，为 2.6uV 。f天线接收到的信号频率为 o 经过电压放大后从 16 脚输入，内部振荡电路与 1、2 脚的外接 LC 回路组成其次本振级振荡频率为晶振频率f，输入信Df号与内部其次混频级进展混频，得到频率为的差频信号，从 3 脚Dff-f=o=10.2450.455=9.79MHz，其中夹杂着其他频率重量，在 3 脚和 5脚之间接一个频率为 455KHz 的陶瓷滤波器，滤出 455KHz 的信号，再经第5 脚送入 MC3361 的限幅放大器进展高增益放大，第 8 脚的外接元件组成频率为455KHz 的鉴频谐振回路，经放大后的信号在内部进展鉴频解调，

13、并经一级音频电压放大后由第 9 脚输出，第 6、7 脚接其次中放级的退耦电容。2.2.2 解码电路图 5解码电路如图 5 所示，解码芯片 VD5027 的 18 脚为地址线，只有当地址与编码芯片VD5026 的一样时才能解码输出。当编码电路的开关 K 接地时，上片解码芯片的地址与编码电路的一样，从 11、12、13 脚输出原始编码，掌握灯泡工作，并显示亮度级数；当K 接高电寻常，下片解码芯片的地址和编码电路的一样，从11、12、13 脚输出原始编码信号，掌握发光二极管工作。灯泡亮度的掌握原理：灯泡亮度由流过它的电流大小打算，电流越大灯泡越亮。输出解码从高位到低位接不同的三极管电路，集电极电阻从

14、高位到低位由小到大变化，使三个支路产生的电流从大到小变化。3. 系统测试与分析3.1 放射机编码局部参数：V 记录次数频率第一次其次次第三次第四次第五次第六次第七次Hz558559559.2558559.3559.3558.3峰峰值mV8968888968968868888963.2 放射机天线上参数：V 记录次第一次其次次第三次第四次第五次第六次第七次数频率MHz9.589.639.579.599.649.609.61峰峰值V4.44.966.05.205.764.645.523.3 放射功率计算(50 欧姆假负载上测试)Vp-pV4.243.884.084.363.92P=0.02626W

15、=26.26mW2.1 米保守值影响无线电遥控距离的因素主要有：放射功率：放射功率大则距离远，但耗电大， 简洁产生干扰；接收灵敏度：接收器的接收灵敏度提高，遥控距离增大，但简洁受干扰造成误动或失控；天线：承受直线型天线，并且相互平行，遥控距离远，但占据空间大，在使用中把天线拉长、拉直可增加遥控距离；高度：天线越高，遥控距离越远，但受客观条件限制；阻挡：目前使用的无线遥控器使用国家规定的 UHF 频段，其传播特性和光近似，直线传播，绕射较小， 放射器和接收器之间如有墙壁阻挡将大大打折遥控距离，假设是钢筋混泥土的墙壁，由于导体对电波的吸取作用，影响更甚。3.4 最远放射距离参考文献：1 第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2023北京：北京理工大学出版社，2023.2 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛培训教程M.北京：电子工业出版社，2023. 3高吉利.高频电子线路其次版.北京：电子工业出版社，2023.4日铃木宪次.无线电收音机及无线电路的设计与制作.北京：科学出版社， 2023.5日铃木雅臣.凹凸频电路设计与制作.北京：科学出版社,2023.6谢自美.电子电路设计试验测试其次版.武汉：华中科技大学出版社,2023. 7康华光.电子技术根底模拟局部第五版.北京：高等教育出版社，2023. 8曾兴雯.高频电子线路北京：高等教育出版社，2023