多路无线电路设计论文(附电路原理图).doc

多路无线电路设计论文(附电路原理图).txt38当乌云布满天空时，悲观的人看到的是“黑云压城城欲摧”，乐观的人看到的是“甲光向日金鳞开”。无论处在什么厄运中，只要保持乐观的心态，总能找到这样奇特的草莓。 本文由hangsang2贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 多路无线遥控电路的设计 一、设计任务及要求 1、由发射电路和接收电路两部分组成； 2、要求能遥控 6 路开关； 3、遥控距离10m； 4、根据设计要求，正确设计并绘制出原理图； 5、撰写设计说明书，不少于 3000 字； 二、方案比较及论证 方案比较及论证 比较及 1、方案论证 、 方案一：基于 VD5026，VD5027 的简单电感三点式无线电遥控发射器，振荡频率由 L2 与 C2 决定，L1、L2 绕在同一个8 有磁芯的线圈管上，L2 绕 10 匝，在第 2 匝抽头接 三极管 VT 集电极，L1 为 5 匝。电路为无调制式，电路发射功率仅几十毫瓦，遥控范围可 达几十米。VT 为截止频率 200MHz 以上的超高频管. 方案二： 采用石英晶体稳频的无调制式无线电遥控发射器，电路的发射天线均可采用 晶体管收音机用的拉杆天线 长度在 0.61.5m 均可 长度不同的天线对发射距离略有影响， ， ， 最佳长度为高频载波波长的 1/4。 方案三： 采用 P36-F36-J 组成的多通道无线电遥控电路。在发射电路中采用 DTMF 编 译码电路将发射按键输人信号转变为 3 位二进制码输人 F34-F 并向外发射。在接收电路中， F36-J 将接收到的遥控信号通过解调译码还原为 3 位二进制码，将 3 位二进制码通过一个 3 一 8 线译码器转变为一个确定的通道控制信号输出，去控制一个相应的电路。 2、方案确定 、 分析以上方案的优缺点及实验设备等因素，本设计采用方案一 三、多功能无线遥控电路系统方案设计 多功能无线遥控电路系统方案设计 1、多功能无线遥控电路方框原理图如图 1 所示 、多功能无线遥控电路方框原理图如图 控制键 编码 调制 功放 电池 放大 解调 解码 被 控 设 备 外供直流稳压电源 图 1 多功能无线遥控电路方框原理图 1 2、各部分电路的选取及硬件实现 、 2.1 芯片介绍 VD5026，VD5027 是 CMOS 大规模数字集成电路（见图 2） 。前者是编码器，后者是 译码器。他们组合应用起来构成一个发射接收数字编译码系统。 VD5026 编码器是一种 8 位编码发射器。它的第 18 脚是编码的输入端，每个输入端可以有 3 种状态，因此 8 个脚可以组成 38=6561 个不同的编码。 VD5027 接收解码器有相应于 VD5026 的 12 位信息。 1 脚第 8 脚是地址线。 VD5026 第 当 发出的地址编码与 VD5027 预置的编码相同时，则在 VD5027 的第 10 脚13 脚有数据输出， 该输出信息与 VD5026 的第 10第 13 脚所置的数据相同。第 14 脚为输入端，第 15 脚、第 16 脚是振荡器，外接电阻值应与 VD5026 完全相同。第 17 脚是输出端。编码器 VD5026 发 射时，如果密码相同，VD5027 就会输出高电平。 图 2 VD5026/5027 的引脚排列 2.2、无线遥控发射电路 、 图 3 为无线防盗报警的无线电发射机电路原理。 Y L1 C0 27/4 C1 3 R1 4.7K T1 34D40 C4 4 VCC U1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C3 3 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 Vss Vcc OUT X1 X2 D3 D2 D1 D0 18 17 16 15 14 13 12 11 10 R3 1K R2 100K T2 C8050 VCC C5 0.1u VD5026 L2 C2 1000 图 3 无线电发射机电路原理 发射部分的主振电路型式的选择振荡器根据选频网络所采用的器件可分为 LC 振荡 器、晶体振荡器、RC 振荡器及压控振荡器。本设计中的主振可采用晶体振荡或 LC 振荡。 晶体振荡器稳定频率取决与使用晶体的固有频率。 因此能获得很高的标准性和极高的品质因 数。克服了 LC 振荡器振荡频率不稳的缺点。本设计中的工作频率可选 610MHz。若采用 普通晶体倍频方式，假设为三倍频，则晶体振荡较低。若采用专用调频晶体，价格太高。因 此选用变频二极管直接调频的西勒电路。由于西勒电路频率稳定性好，振荡频率可以较高， 其频率覆盖范围宽，波段范围幅度比较平稳。 2 VD5026 L1、C0、C1 和 T1 等构成射频振荡器，由于 T1 高频振荡管特征频率 fT 较高，振荡 特性好，再加上 L1 电感采用印刷方式印制在电路板上，电感量稳定，整个电路和振荡频率 大约在 100400MHz。电路振荡信号经 L1 向空中发射出去。该射频发射电路的关键元器件 T1、L1 为专用型，因为 T1 不但要满足振荡电路需要，还要承受 L2 反馈电压的冲击，以增 加发射效率（注：T1 为台湾金宗电子有限公司主品 34D40，fT660MHz） 。发射机在无天线 的情况下，空旷地传输距离可达 400m。若加上一段 1m 长的天线，则发射距离将大增加。 2.3、无线遥控接收电路 、 图 4 为无线防盗报警器的无线电接收机电路原理。由超再生检波、放大、整形及译 码电路组成。由发射机发射出的载波高频信号经 C0、L1 接收，由 T1、C0、C1 等组成的接 收电路将 L1 感感应的信号放大检波，送进 T2 放大电路进行电压放大，再送入 IC1 运算放 大器进行整形放大，将发射机载波信号内的调制信号完全复原后送入 IC2（VD5027）译码 器第 14 脚。由于 VD5027 是发射电路中 VD5026 的配对译码器，可对 VD5026 编码脉冲进 行直接译码，经 17 脚输出高电平控制信号，同时 1013 脚输出译码后的数据信号。 C10 4 L1 R4 20K R7 10K 27/4 C1 22 C2 1.2 T1 9018 L2 4.7uH R2 7.5K C3 2200 C11 R1 22 1K VD1 1N4148 R3 100K R5 10K U1 4 C4 1u R6 2.2M T2 C6 9018 2200 C5 470 C7 1u 11 IC1 Vcc 12 R8 100K 13 IN1 IN2 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A0 Vcc A1 OUT A2 X1 A3 X2 A4 IN A5 D3 A6 D2 A7 D1 Vss D0 VD5027 VD5027 C9 0.1u VCC C0 OUT GND 18 17 16 R9 15 100K 14 13 12 11 10 D-4 图 4 无线电接收机电路原理 2.4 发射与接收控制电路设计 发射与接收控制电路设计 与接收控制电路 图 5 为发射电路控制部分电路 VCC+6 1K R? RES2 R? R? RES2 RES2 JP? HEADER 10X2 因为多功能无线遥控系统的 重点在于无线信号的传输部分，因 此设计数字系统应本着如下原则进 行：在无线发射部分内的控制部分 尽量简单，接收机部分的受控设备 也以简单明了的体现遥控功能为目 的；能够实现规定的控制能力，即 控制 6 路开关。 图 5 发射电路控制部分电路 设计题目规定的要求是控制 6 路开关。 采用 74LS148 8 线-3 线优先编码器， 对控制信号 进行编码，如图所示，74LS148 的 8 路输入端分别通过一个按键与电源正极相接，以实现控 制信号输入，由图可知，此电路实际上可实现 8 路编码信号输入。输出端分别与 VD5026 的数据端 D0、D1、D2 相接，D3 接地。 Q? NPN k1 SW-PB k2 SW-PB k3 SW-PB k4 SW-PB JP? 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 VDD 16 15 14 13 R? 74ls148 74ls148 RES2 A1 A2 5 12 HEADER 10X2 6 11 7 8 10 9 CAP C? A1 A2 RES2 R? A3 A3 S? S? SW-PB SW-PB 3 图 6 为发射电路控制部分电路 控制对象是用 LED 表示的 6 路开关， 即为 6 种状态， 因此用数字信号来表示是合理 的。由于 6 种状态是不允许同时出现的，因此 用优先编码和再编码实现 6 种状态的编码。 经 查阅资料，VD5026 和 VD5027 是专门设计用 于遥控电路中的编码解码器。选用 74LS148 优先编码器实现 6 路控制信号的编码， 然后用 VD5026 实现其再编码。 VCC=5V R10 JP? 1 16 2 15 3 14 4 13 5 12 6 11 7 10 8 9 74ls138 HEAD 8X2 ER VCC JP? 1 16 2 15 3 14 4 13 5 12 6 11 7 10 8 9 74ls138 HEAD 8X2 ER L6 L5 LE D L3 LE D L1 L2 LED LE D LED L4 LED R8 HEAD 8X2 ER C16 CAP C17 CAP R9 AR? R8 RES2 OPAMP 图 6 接收电路控制部分电路 此次设计是用 6 路开关控制 6 路输出，受控部分可以使用 74LS138 对 VD5027 的输出 数据进行再译码。74LS138 的三个输入端分别与 VD5027 的数据端 D0、D1、D2 相接，D3 接地，74LS138 的选通端与 VD5027 的 VT 端相接，因此只有在接收到信号后，74LS138 才 会工作。74LS138 的 8 路输出端分别接上 8 个 LED，用以指示 8 路开关的控制状态，当相 应开关按下时，对应的 LED 被点亮。 四、电路的抗干扰措施 电路的抗干扰措施 系统对信号干扰很敏感， 所以抗干扰能力显得极为重要。因此采用以下几种措施增强抗 干扰能力。 1、电源隔离。由于系统要有供电，而电源对测量电路会造成一定影响而使测量结果产 生误差，我们产用了独立电源供电，有效减小对测量电路的影响。 2、软件校准。由于硬件采集系统无法达到全频段的稳定性，再接收到信号后我们通过 软件对其进行一定的校准处理以便达到更好的效果。 3 模数隔离。由于数字电路有很大的高频对地干扰，非常容易对模拟电路产生影响。在 电路板制作中我们产用了模拟地数字地一点接地。 五、组装与调试 无线遥控电路总原理图如附图所示，依据电路原理图制作电路板，确定元件清单，采 购元器件，对电路板进行组装与焊接，仔细检查确认无误后可以通电开始进行调试。 一般来说，只要电路板焊接正确，无须调试，电路便能正常工作，即接下遥控器上相 应的按键后，接收机上相应的 LED 点亮。 如果电路工作不常， 应检查 VD5026 和 VD5027 两电路的地址码 A0A7 是否绝对保持 一致， 其状态是否一样； VD5026 的振荡电阻应 R2 应与 VD5027 的振荡电阻 R9 是否完全一 样。若不一致，更改设置使它们一致即可解决问题。 4 参考文献： 参考文献： 1 谭博学，苗汇静.集成电路原理及应用M.北京：电子工业