多路無線電遙控器設(shè)計(jì)

　本電路是采用CMOS 集成電路NB5026、NB5027兩個(gè)主芯片進(jìn)行遠(yuǎn)距離多路無線電遙控器的設(shè)計(jì)，其遙控距離可達(dá)400 米以上，體積（收發(fā)）有一盒火柴盒大小，沒有外伸天線，可制成便攜式機(jī)，可靠性高，無任何干擾誤動作。可作為各種設(shè)備工業(yè)控制、民用控制使用，并適合用于報(bào)警器等場合。

　　一、系統(tǒng)各部分組成框圖

　　多路無線電遙控器開關(guān)控制系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

　　圖1（a）為發(fā)射系統(tǒng)，圖1（b）為接收系統(tǒng)。開關(guān)系統(tǒng)的工作原理是首先通過按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號，同時(shí)啟動編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號，再通過無線電發(fā)射電路將該信號發(fā)射出去。而無線電接收電路將接收到的編碼脈沖信號通過譯碼電路進(jìn)行編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否為本遙控開關(guān)系統(tǒng)地址。

圖1 多路無線電遙控器開關(guān)控制系統(tǒng)

　　二、多路無線電遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1. 發(fā)射系統(tǒng)

　　（1）發(fā)射系統(tǒng)電路原理圖

　　發(fā)射系統(tǒng)主要由計(jì)數(shù)編址電路、編碼電路、無線電發(fā)射電路組成。發(fā)射系統(tǒng)的電路原理圖如圖2 所示。

圖2 發(fā)射系統(tǒng)的電路原理圖

　a. 計(jì)數(shù)編址電路

　　計(jì)數(shù)編址電路由可預(yù)置CMOS 計(jì)數(shù)器C40161 和按鍵組成，其中地址由兩片C40161 和一個(gè)計(jì)數(shù)按鍵（ADRESS UP）組成8bit 的加法計(jì)數(shù)器，數(shù)據(jù)編碼由一片C400161 和一個(gè)按鍵（DATA UP）組成，每按下一次按鍵，計(jì)數(shù)器就加一，地址編碼有28 = 256種，數(shù)據(jù)編碼有24 =16種，合計(jì)有28 × 24 = 4096種不同的編碼。

　　b. 編碼電路

　　編碼電路由NB5026 和傳輸按鍵（TE） 組成，A0～A7分別與地址編碼計(jì)數(shù)器1#、2#的Q0~Q3連接，D0 ～ D3 分別與數(shù)據(jù)編碼計(jì)數(shù)器3# 的Q0 ～ Q3 連接，可得到28 × 24 = 4096種不同的編碼。

　　c. 無線發(fā)射電路

　　無線發(fā)射電路由L1、C0、C1 和VT1 等構(gòu)成高頻振蕩器。

　?。?）工作原理

　　由于VT1 高頻振蕩管特征頻率T f 較高，振蕩性能好，再加上L1 電感采用印刷方式在電路板上，電感量穩(wěn)定，整個(gè)電路的振蕩頻率大約在100~400MHz。電路振蕩信號經(jīng)L1 向空中發(fā)射出去。該射頻發(fā)射電路的關(guān)鍵器件VT1、VT2、L2 為專用型，因?yàn)閂T1 不但要滿足振蕩電路需要，還要承受L2 回饋電壓的沖擊，以增加發(fā)射效率。

　　調(diào)制信號采用改變脈沖的編碼信號。調(diào)制脈沖經(jīng)NB5026第17腳（輸出端）控制VT2調(diào)制管（其實(shí)為開）工作， 使射頻電路處在調(diào)制脈沖的控制下。NB5026 時(shí)鐘振蕩頻率由外接電阻R2 決定，R2 阻值越小，振蕩頻率越高；R2 阻值越大，振蕩頻率越低。本電路選用100KΩ，其相應(yīng)的調(diào)制振蕩頻率約1.1kHz。

　　按下ADRESS UP 鍵，進(jìn)行地址選擇，按下DATAUP 鍵進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇（也就是多路控制路選擇），按下TE 鍵（低電平）時(shí)，在NB5026 內(nèi)的振蕩器起振，編碼開始，編碼輸入被選中，并將其邏輯進(jìn)行編碼，由17 腳（DOUT）連續(xù)發(fā)出一幀一幀的編碼數(shù)據(jù)，首先輸出A0 比特。

　　2. 接收多路控制系統(tǒng)

　?。?）接收多路控制系統(tǒng)電路原理圖

　　接收多路控制系統(tǒng)主要由無線電接收電路、譯碼電路、開關(guān)控制電路組成。接收控制系統(tǒng)的電路原理圖如圖3 所示。

圖3 接收控制系統(tǒng)的電路原理圖

　　a. 無線電接收電路

　　無線電接收電路由超再生檢波、放大、整形及譯碼電路組成。由VT1、C0、C1 等組成的接收放大檢波電路，由VT2、LM392 放大構(gòu)成整形電路。將發(fā)射機(jī)載波信號內(nèi)的調(diào)制信號完全復(fù)原后送入NB5027 譯碼器第14腳（DIN）。

　　b. 譯碼電路

　　譯碼電路由譯碼器芯片NB5027 和地址計(jì)數(shù)器C40161 組成，譯碼器的地址連接與編碼器的完全相同，地址編碼可以通過按鍵（ADRESS UP）進(jìn)行計(jì)數(shù)編碼，只有與發(fā)射的地址完全相同時(shí)才能譯碼。

　　c. 開關(guān)控制電路。

　　開關(guān)控制電路由16 選1 的譯碼器C4514、16 個(gè)開關(guān)驅(qū)動電路（VT、VD、1k 電阻）和16 個(gè)繼電器線圈（K）組成。

　　（2）接收多路控制系統(tǒng)電路工作原理

　　由發(fā)射機(jī)發(fā)射出的載波高頻信號，經(jīng)C0、L1 接收，由VT1、C0、C1 等組成的接收電路L1 感應(yīng)而來的信號放大檢波，送進(jìn)VT2 放大電路進(jìn)行電壓放大，再送入LM392 進(jìn)行放大整形，將發(fā)射機(jī)載波信號內(nèi)的調(diào)制信號完全復(fù)原后送入NB5027 譯碼器第14 腳（DIN）。

　　由于NB5027 是發(fā)射電路中NB5026 的配對譯碼器，其要求是很高的：

　　① NB5026 和NB5027 兩電路的地址碼A1~A8 應(yīng)絕對保持一致；

　?、?NB5026 的振蕩電阻R2 應(yīng)和NB5027 的振蕩電阻R9 一樣。以上兩點(diǎn)必須首先滿足，然后在接收中，兩次相同的數(shù)據(jù)將被逐位的進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)正確時(shí)，前八位兩態(tài)（0 或1）輸入，如果收到的地址碼與本地設(shè)定的地址碼相同，后面的四位數(shù)據(jù)將被保存，但并不送到輸出寄存器，當(dāng)再次收到匹配的地址碼和與上次相同的數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)被鎖存并輸出到數(shù)據(jù)端。兩次接收相同的編碼后，數(shù)據(jù)被VT鎖到輸出寄存器并一直保持高電平，使D0~D3 鎖存到4-16 線譯碼器C4514 中，直到收到不匹配的編碼或沒有信號輸入，D0~D3 具有記憶特性，VT 信號沒有記憶功能，NB5027 的VT 總線輸出復(fù)零，譯碼器C4514 中的數(shù)據(jù)維持不變。由NB5026 的數(shù)據(jù)輸入端D0~D3 進(jìn)行編碼，由NB5027 的數(shù)據(jù)輸出端D0~D3 用4-16 線譯碼器C4514 進(jìn)行譯碼，去驅(qū)動VT 使之飽和導(dǎo)通或截止，繼電器K 吸合或斷開。由于NB5027 的D0~D3 具有記憶特性，在NB5026 發(fā)射出數(shù)據(jù)信號時(shí)，NB5027輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并保持到接收機(jī)接收新的數(shù)據(jù)為止，這樣實(shí)現(xiàn)無線多路控制。

3. 元器件選用

　　發(fā)射電路：微調(diào)電容0 C 要選用微小體積、可調(diào)式的，容量在4~27PF的產(chǎn)品1. C 、2 C 均為高頻瓷片電容器，射頻振蕩發(fā)射三極管VT1 為臺灣金宗電子有限公司生產(chǎn)的LD—400 或34D40，其中特征頻率T f≥ 660MHz，其它組件不替代。編碼器NB5026 可用SR5026、LD5026 等直接代替。若用作單路遙控時(shí)，編碼鍵可不設(shè)，只要用焊錫焊好某一與電源正極或負(fù)極相連即可。電源用9V 或12V 層迭電池。L2 用Φ0.17mm漆包線在Φ3mm 鉆頭圓柄上密繞6 匝，脫胎即可。

　　印刷電路板見圖4，圖4（a）是發(fā)射，圖4（b）是接收。

（a） 發(fā)射

（a） 發(fā)射

（b） 接收

圖4

　　4. 調(diào)試、使用

　　本機(jī)調(diào)試較為簡單。發(fā)射機(jī)接通電源后，其總電流應(yīng)為25.40mA。接收機(jī)電路總電流（待機(jī)時(shí)）為1.5~1.8mA。

　　調(diào)試時(shí)，應(yīng)用示波器配合進(jìn)行，將示波器探針分別夾在NB5027 第14 腳與地之間，所顯示波形和發(fā)射機(jī)NB5026 第17 腳完全一樣，并注意觀察相位。如果無波形或無“干凈”正確波形時(shí)，分別調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)電路和接收機(jī)電路中的微調(diào)電容0 C ，使兩機(jī)工作頻率一致。

　　如果一切都正常，可進(jìn)行拉距試驗(yàn)。如果兩機(jī)諧振困難，可以在接收機(jī) 2 C （1.2pF）處再并一只1~2 pF 電容即可。

　　當(dāng)用34D40 發(fā)射管作發(fā)射機(jī)時(shí)，在空闊地帶實(shí)際有效控制距離可達(dá)200~400m, 如在天線接口電容C4上接一根10~100cm 軟導(dǎo)線時(shí)，遙控距離將增大至500m 以上。

　　為了測試方便，可把接收機(jī)繼電器K 暫時(shí)去掉，接一只發(fā)光二極管（注意應(yīng)串聯(lián)一只510Ω 限流電阻），以便觀察測試效果。

　　調(diào)試時(shí)，手不要接觸兩機(jī)印制天線處，以免電路發(fā)生頻率變化。一旦測試完畢，各測（調(diào)）試點(diǎn)用蠟封固，使頻率不再變化。