简易无线电遥控系统

简易无线电遥控系统 ----正式选拔 一、任务 设计并制作无线电遥控发射机和接收机。 1(无线电遥控发射机 二、要求 1(基本要求 (1)工作频率:fo=1,10MHz中任选一种频率。 (2)调制方式:AM、FM或FSK„„任选一种。 (3)输出功率:不大于20mW(在标准75Ω假负载上)。 (4)遥控对象:8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。 (5)接收机距离发射机不小于2m。 2(发挥部分 (1)8路设备中的一路为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数码管显示级 数。 (2)在一定发射功率下(不大于20mW)，尽量增大接收距离。 (3)增加信道抗干扰措施。 (4)尽量降低电源功耗。 注:不能采用现成的收、发信机整机。 三、设计及其原理 1、设计总思路 根据要求，控制对象是8盏灯，因对频带宽度没有限制，为了提高抗干扰能力，实现方法简单，载波传输采用FSK调制方式。 发射机主振电路型式本设计选择了变容二极管直接调频的西勒电路，即可 获得较大的频偏，又可保证一定的频率稳定度。 功率放大器一般可由推动级、中间级和输出级组成，具体级数应由所要求的总功率增益而定。试题要求输出功率不大于20mW，假设天线特性阻抗为75Ω，则在匹配良好条件下天线上电压峰——峰值要小于3.5v。一般西勒振荡器输出电压峰——峰值为1v是可实现的，故用一级功率放大应能满足要求。考虑到前后级影响的问题，在振荡器与功放间加入了一级射随器，起隔离和激励的作用。鉴于输出功率低，兼顾效率，功放管工作状态选为甲乙类。 接收机高频放大器，为保证接收机具有较高的灵敏度，选用低噪声高频晶体管2SC763。为获得一定的电压增益，采用共射极谐振放大电路。 接收机解调器，通过查阅资料，选择了摩托罗拉的单片集成窄带FM解调芯片MC3361构成解调电路。MC3361的特点为低功耗、低电压和高灵敏度，在窄带语音和数据通信中有良好的镜频抑制能力。 控制部分，我们先用74HC148进行优先编码，然后为了便于码元的传输，需要对码元件进行再编码(一是进行并/串转换，二是加入一定冗余信息提高可靠性)。经查阅资料，VD5026和VD5027(本来要用MC145026和MC145027但是没买到)是专门设计用于遥控电路中的编/解码器。故用VD5026和VD5027来控制信号的再编码与解码。 2、发射机 发射机又分两个部分，发射部分和编码部分 (1)发射部分 信号输入 +6V 发射部分电路图 主振级由晶体管Q1与电容C1，C2，C3，C5，C6，C7，变容二级管和电感L1组成西勒振荡器。振荡信号由C4弱耦合至射随器，然后送至功率放大器。功放的工作状态为甲乙类，R8，R9给Q3提供偏压，输出匹配网络采用简单的Γ型网 1和天线等效电容谐振于载频，L3与L2起阻抗变换作用，以络，其中L4与C1 使得输出功率最大。 调频采用变容二极管电路。在本设计中，调制信号为二元单极性码，即只有高低两个电平，所以对调制线性度要求不高。因此本设计采用变容二极管部分接入以及对变容二极管不外加偏压的电路结构，电路如图所示。 变容二极管的结电容 Cj为变容二极管的结电容，可以求得Cj对主振电路的接入系数为 P=C5/(C5+Cj) 若调制信号引起的结电容变化为?C，则引入主振回路的电容变化量为P?P??C，可以求得由于此引起的振荡频率的变化为 ? Fg?-P?P??C?Fg/2CΣ 式子中CΣ?C5?Cj/(C5+Cj)+C6为主振回路的总电容。负号表示?C与?Fg的变化相反。 本设计中，C5=3pF，Cj=21pF，可得p1，即变容二极管参量的变化 对振荡频率影响比较小，频率稳定度大大提高。 由此引入的问题是如何才能得到足够的频偏，也就是如何使变容二极管的结电容变化比较大。解决的办法是对变容二极管不加反向偏压。变容二极管是根据 "PN结” 的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专普通二极管内部 门设计出来的一种特殊二极管。二极管的PN结具有结电容，当加反向电压时，阻挡层加厚，结电容减小，所以改变反向电压的大小可以改变PN结的结电容大小，这样二极管就可以作为可变电容器用。 如图2.4所示: 图2.4变容二极管结电容变化 在不外加反偏压时可以获得最大电容变化量。由于无外加偏压，避免了由偏压变化引起的频率漂移，同时简化了电路。 (2)编码部分 编码部分电路图如图所示。采用74HC148 8-3线优先编码器和编码集成电路VD5026构成。 控制键包括8个常闭按键，用来表示被选中对象的8 种状态。图中10k电阻的接法相当于给其加一个非门。74hc148的功能表在数电中都有表示。主要是VD5026，集成数字编码电路VD5026与它配套使用的译码电路VD5027是一对常用的数字编,译码电路。其管脚为 VD5026编码器是一种8位编码发射器。它的第 1~8脚是编码的输入端，每个输入端可以有3种状态。第 10脚~第13脚也可作为编码地址线，与第1~第8脚联合 起来组成12位编码地址线。VD5026的第10~第13脚用 作数据输入线，根据需要这几个脚可以置“0”或置“1”。 第14脚是发射指令端，当此脚接地时，VD5026输出端则发出一组编码脉冲。第15脚、第16脚是一个内置振荡器，外接几十到几百千欧的电阻即可产生振荡，振荡频率为fosc=1600/R(KHz)，式中R为外接电阻，单位为千欧。第17脚是编码输出端，第18脚、第9脚分别是电源的正、负极。