遥控器工作原理及电路图

遥控器工作原理及电路图

1-1概论

遥控器之基本工作原理是利用无线电发射机来传送控制资料，并由

接收机将接收到之控制数据转换成控制指令，以控制天车等机器设

备。

工业用无线电遥控器之要求，与一般家用或简易式遥控器有很大之

差别，它不但需要有曳固耐用且具防水防尘功能的外壳，而且在电路

设计上亦必须考量能够耐温抗干扰，其中更需具备多重安全防护措

施，如此才能在长时间，高负荷以及恶劣的环境下安全操作。

2-I发射机单元工作原理

图2-1发射机流程图

发射机单元主要由编码模块及发射机射频模块所组成。当按下发射

机上之按键或扳动开关时，编码模块即可感知是那个按键？是在1速

或2速位置？并将此按键之数据结合识别码及汉明码予以编码成

“控制数据"(controldata)后传送至发射机射频模块之调变器用以调

变射频载波，调变器输出之调频信号再经射频放大器放大，低通滤波

器滤波后送到天线产生发射信号。

2-1-1编码模块工作原理

7-Pins插座

晶体至接收机/PC/

按键

开关

摇杆

指拨开关

（SWJSW8）

图2-1-1编码模块功能方块

编码模块以微处理控制单元为核心，并包含按键电路，电源控制

电路，蜂鸣器驱动电路，电气信号可抹除的只读存储器（E2PROM）

以及发射移频键等五个主要外围电路，由4~6个1.5伏特AA电

池所组成之电源供应器供给发射机工作所需之电源，其中除了

按键电路及微处理控制单元是直接至电源输入外，其余电路（包

含发射机射频模块）所需之电源均由电源控制电路依工作过程

控制，以使发射机之耗电降至最低。

按键电路是用以侦测摇杆，按键（或开关）之动作，当操作摇杆，

按下按键或扳动开关时，按键电路即将该按键之数据送至微处

理控制单元。微处理控制单元读取按键资料后即结合“功能设定”,

“变量设定”，“识别码”，"汉明码''等数据予以编码成控制数据后，

再经发射移频键电路处理产生调变信号（modulatingsignal）送至

发射机射频模块。

微处理控制单元除了上述编码之功能外，同时亦执行自我诊断

测试，当自我诊断发现故障或电源电压不正常时，即依设定之程

序关机，并产生相对应之故障讯息资料送至蜂鸣器驱动器驱动

蜂鸣器发出警报声及驱动双色LED指示灯，以提醒操作人员采

取必要之措施。

E2PROM主要用以储存功能设定，变量设定，识别码，故障讯息

等资料，它可透过界面插座与IBM兼容之个人计算机或维护工

具联机，以执行遥控器功能设定，或是读取E2PROM内记录之详

细资料.另外，亦可透过此界面插座由接收机直接将设定之数据

录载进来，以执行收/发配对，或复制备用的发射器。

2-1-2发射机射频模块工作原理

图2-1-2发射机射频模块功能方块图

发射机射频模块采用相锁回路（PLL）,低旁波噪声的压控振荡器

以及表面浮贴等先进之电子技术，为一个具备省电，高效率，高

稳定度，低谐波之调频发射电路。

由编码模块送来之控制数据（亦即调变信号）调变压控振荡器后

输出之调频信号，再经射频放大器放大，低通滤波器滤波后送到

天线产生发射信号。此射频放大器为特殊设计之晶体管放大电

路，具有顺向增益最大，逆向增益最小之特性，可避免信号回授

至压控振荡器（V.C.O）电路，而影响相锁回路锁定频率。

V.C.O电路之输出除送至射频放大器外，同时亦经由匹配网络回

授至相锁回路，与内建之标准信号比较；如果因环境温度改变等

因素而导致v.c.o输出频率偏移时，相锁回路会检知其偏移量并

产生一电压控制信号去控制V.C.0电路，修正其偏移量，使V.C.0

永远保持一稳定频率输出。另外，编码模块送出来之PLL控制

数据主要用以控制相锁回路内建之标准信号之频率，当标准信

号频率改变时，V.C.0输出之频率也随之改变，故发射机之频率

设定极为方便。

3-1接收机单元工作原理

控制资料

图3-1接收机流程图

接收机单元主要由“接收/译码”模块及“继电器''模块所组成，由发

射机所传送出来之射频信号（控制数据）经天线接收后，即送至“接

收/译码''模块，该模块之功能系将接收到之信号经由滤波，射频放

大，混频，中频放大，解调（检波），侦错/除错，译码等信号处理程序

处理后产生正确之控制指令输出至继电器模块，以控制继电器模块

内之驱动电路去驱动相对应之继电器组件。

继电器组件为遥控器与天车等机器设备间之界面，使用者可依需求

自行规划继电器输出端与天车等设备之控制线路（箱）之接线方式

以达到遥控控制之目的。

3”-1"接收/译码”模块工作原理

图3-1-1”接收/译码”模块功能方块图”

为有效克服多重路径反射所造成接收死隹之困扰，采用“多路径

接收”（DiversityReception）之设计理念，于适当之间隔装置两根

接收天线（ANTA及ANTB）,以确保在任何状况下都能接收良

好。

天线接收到之射频信号，经天线选择开关送到HELIC带通滤波

器，由L1,L2可变电感调整至我们所需要的中心频率（亦即接收

频率），因其窄频宽之特性，使接收机具有非常好的信号选择性

g^jgnalSelectivity）；,由带通滤波器滤除噪声（Noise）之接收信号

至比例式模块

再经具温度补偿特性及高接收增益的“低噪声放大器''将射频信

号放大后，送到混频器（Mixer）与本地振荡频率混频以产生中频

信号。

为提高抗假象（ImageRejection）能力，本接收机采用三级之混频

及中频处理线路。同时为了能够获得稳定之中频信号输出，以方

便后续之信号处理，本接收机亦采用相锁回路（PLL）及压控振荡

器（V.C.O）之组合电路做为第一级及第二级混频线路之本地振荡

器.相锁回路之组合电路除了具有产生稔定之本地振荡频率之

优点外，它亦可由微处理控制单元来控制其振荡频率，故改变遥

控器操作频率时非常方便。

稳定之中频信号经解调器解调后输出一低频之音频（Audio）信号

送到信号处理线路处理.，该处理线路包含（1）接收强度信号指示

器（RSSI）电路一可以消除持续性之噪声信号对接收机之影响⑵

发射频偏之检出及追踪（FDDI）电路一检知发射频率偏移的方向

及偏移量的大小，并控制本地振荡频率随着射频频率改变，以获

得稳定之中频⑶接收移频键（RXFSK）电路一使用硬件技术侦测

资料之错误位并予以除错。可以确保输出至微处理控制单元之

资料之完整性及正确性。

微处理控制单元为接收机之主要控制心脏，其主要功能如下：

1.译码功能：读取⑴接收机收到之控制资料（2）由指拨开关或软

件程序设定之“功能设定”及“变量设定”资料，并执行识别码

比对，汉明码校正等多项运算后，产生相对应之控制指令输出

至继电器模块。

2.自我诊断功能：自动侦测及诊断电源，继电器，射频线路及电

子线路板等是否故障，除了将故障情形记录于E2PROM以方

便维修外，同时亦依设定之程序关机或关动作，并输出一警报

声，以确保操作之安全。

3.标准计算机界面：内建标准Centronics界面，可透过界面插座

与任何IBM兼容之个人计算机或维护工具联机，以执行较详

细之遥控器功能设定及变量设定，或是读取E2PROM内记录

之详细资料，另外亦可透过此界面及联机将设定资料写入至

发射机，以执行收/发配对。

另外，微处理控制单元外加一“加强型看门狗''电路，以监督系统

程序及系统时序，当微处理控制单元因故停止工作时，本电路将

不断的送出重置信号，防止停机。

看门狗电路除了监测微处理控制单元外，同时亦监测继电器工

作所须之12VDC之电压，当12VDC之电源供应器故障或是微处

理控制单元无法正常工作时，本电路将切断继电器之电源，以避

免继电器产生错误之动作，确保操作上之安全。

3-1-2继电器模块工作原理

继电器