無(wú)線遙控發(fā)射接收設(shè)計(jì) --- 315M遙控電路

OOK調(diào)制盡管性能較差,然而其電路簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn),工作穩(wěn)定,因此得到了廣泛的應(yīng)用,在汽車、摩托車報(bào)警器,倉(cāng)庫(kù)大門(mén),以及家庭保安系統(tǒng)中,幾乎無(wú)一例外地使用了這樣的電路。
早期的發(fā)射機(jī)較多使用LC振蕩器,頻率漂移較為嚴(yán)重。聲表器件的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題,其頻率穩(wěn)定性與晶振大體相同,而其基頻可達(dá)幾百兆甚至上千兆赫茲。無(wú)需倍頻,與晶振相比電路極其簡(jiǎn)單。以下兩個(gè)電路為常見(jiàn)的發(fā)射機(jī)電路,由于使用了聲表器件,電路工作非常穩(wěn)定,即使手抓天線、聲表或電路其他部位,發(fā)射頻率均不會(huì)漂移。和圖一相比,圖二的發(fā)射功率更大一些?？蛇_(dá)200米以上。

圖一

圖二

接收機(jī)可使用超再生電路或超外差電路,超再生電路成本低,功耗小可達(dá)100uA左右,調(diào)整良好的超再生電路靈敏度和一級(jí)高放、一級(jí)振蕩、一級(jí)混頻以及兩級(jí)中放的超外差接收機(jī)差不多。然而,超再生電路的工作穩(wěn)定性比較差,選擇性差,從而降低了抗干擾能力。下圖為典型的超再生接收電路。

超外差電路的靈敏度和選擇性都可以做得很好,美國(guó)Micrel公司推出的單片集成電路可完成接收及解調(diào),其MICRF002為MICRF001的改進(jìn)型,與MICRF001相比,功耗更低,并具有電源關(guān)斷控制端。MICRF002性能穩(wěn)定,使用非常簡(jiǎn)單。與超再生產(chǎn)電路相比,缺點(diǎn)是成本偏高(RMB35元)。下面為其管腳排列及推薦電路。

ICRF002使用陶瓷諧振器,換用不同的諧振器,接收頻率可覆蓋300-440MHz。MICRF002具有兩種工作模式:掃描模式和固定模式。掃描模式接受帶寬可達(dá)幾百KHz,此模式主要用來(lái)和LC振蕩的發(fā)射機(jī)配套使用,因?yàn)?LC發(fā)射機(jī)的頻率漂移較大,在掃描模式下,數(shù)據(jù)通訊速率為每秒2.5KBytes。固定模式的帶寬僅幾十KHz,此模式用于和使用晶振穩(wěn)頻的發(fā)射機(jī)配套,數(shù)據(jù)速率可達(dá)每秒鐘10KBytes。工作模式選擇通過(guò)MICRF002的第16腳(SWEN)實(shí)現(xiàn)。另外,使用喚醒功能可以喚醒譯碼器或CPU,以最大限度地降低功耗。

MICRF002為完整的單片超外差接收電路,基本實(shí)現(xiàn)了“天線輸入”之后“數(shù)據(jù)直接輸出”,接收距離一般為200米。

使用聲表諧振器的無(wú)線發(fā)射電路形式很多,這里推出又一款電路,這個(gè)電路是我在3年前參考電子報(bào)上的文章后,又結(jié)合了該文章介紹的那個(gè)模塊的實(shí)樣做的,在經(jīng)過(guò)批量生產(chǎn)后,改進(jìn)了一些參數(shù),現(xiàn)在這款產(chǎn)品真是非常不錯(cuò)。不過(guò)現(xiàn)在這個(gè)東東的仿制產(chǎn)品實(shí)在太多了,質(zhì)量差別也很大,但是因?yàn)樗容^簡(jiǎn)單,所以我覺(jué)得還是很有必要把它弄出來(lái)給大家,我在網(wǎng)上也找到許多類似的電路圖,不過(guò)其中有的是有陷阱的哦,希望大家要注意學(xué)會(huì)自己辨別一些BUG。對(duì)于這個(gè)模塊,我沒(méi)有測(cè)試過(guò)它的無(wú)線發(fā)射的絕對(duì)功率,不過(guò)我們開(kāi)著汽車在公路上拉過(guò)距離,它和普通的315M超再生接收模塊相配合,可以達(dá)到800米距離,雖然我的電路只要減小一下8050基極電阻的值,通訊距離會(huì)加大到1200米甚至更加遠(yuǎn),但是經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明,那樣不是很可靠的,原因我不是很清楚,可能有2方面的原因,一個(gè)是8050在R2小的時(shí)候,有輕微的導(dǎo)通,導(dǎo)致發(fā)射不能快速截止。還有一個(gè)是R2很小,8050開(kāi)通電流比較大,對(duì)供電可能是一個(gè)擾動(dòng),而達(dá)不到起振要求。我曾經(jīng)懷疑過(guò)自己的電路是不是很匹配,因此特意買(mǎi)了好多號(hào)稱1500米的類似模塊,發(fā)現(xiàn)它們也有一樣的不可靠性,普遍表現(xiàn)為偶爾的不能起振或者波特率上不到2K,后來(lái)我就增加R2電阻,在大于15K時(shí),發(fā)射一直很正常,距離和27K的差不多,所以現(xiàn)在就用這個(gè)電阻了,這里的L1L2,我是用0.8mm的免去漆漆包線在3毫米的鉆頭上繞4圈半脫胎而成。在制作的時(shí)候,或許在PCB布線上還是有些問(wèn)題的,提醒大家,線路要盡量簡(jiǎn)單,做到布線越短越好,元件要選好的,PCB板可以用1點(diǎn)5毫米厚的。

超再生接收電路,一直以來(lái),人們總是在說(shuō)它和超外差比起來(lái),有什么什么不好啊,頻帶寬呀,抗干擾能力差呀,輻射厲害呀,好象它什么都不好似的,那么我這里可以很明確告訴你,現(xiàn)在市面上絕大部分的防盜報(bào)警器所用的無(wú)線接收電路,都是用的是超再生電路,幾乎全部的遙控玩具,用的也都是那玩意,所以嘛,它的市場(chǎng)還是挺大的,因?yàn)樗撵`敏度是超外差的所比不上的,而且,調(diào)試要比超外差的簡(jiǎn)單點(diǎn)。許多朋友也許注意到了,我這里的東西用的高頻小電感好象都是用的 PCB ,為什么呢?關(guān)鍵是好做啊,雖然我做的時(shí)候,做了好多的實(shí)驗(yàn)性的工作,但是一旦確定后,它就比較穩(wěn)定了。下面對(duì)電路做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹,前面環(huán)狀是 PCB 電感,后面的可調(diào)電容作為調(diào)諧使用,調(diào)諧的方法就是對(duì)著頻譜儀,使本振信號(hào)調(diào)到你要的 315MHZ ,如果沒(méi)有頻譜儀的話,就對(duì)著發(fā)射,慢慢地湊,直到可以接收為止,微弱的數(shù)據(jù)信號(hào)從 PCB 電感的上面經(jīng)過(guò) 10K 電阻和 10UF 電容輸入到 T2 的基極,經(jīng)過(guò)初步放大后,進(jìn)入 LM358 繼續(xù)整形放大,放大后的數(shù)字信號(hào)直接輸入到 PT2272 的信號(hào)輸入腳 14 腳進(jìn)行解碼,解碼輸出腳為 PT2272 的 10-13 腳。

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無(wú)線電遙控發(fā)射頭T630是一種內(nèi)藏開(kāi)線未經(jīng)信號(hào)的微型發(fā)射機(jī),其發(fā)射頻率為265MHz,12V電源供電時(shí),遙控距離為100M,工作電流僅為4mA,其體積為28X12X10mm。無(wú)線電接收頭T631,一個(gè)內(nèi)藏天線,象電視機(jī)高頻頭一樣的接收、解調(diào)器,其典型工作電壓為6V,守候工作電流為1mA,接收頻率為265MHz,其體積僅為31X23X10mm。利用它們可以很方便地制作出各種無(wú)線電遙控裝置,具有微型化,傳輸距離遠(yuǎn)、耗電省、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。能夠方便地取代紅外線、超聲波發(fā)射及接收頭。
無(wú)線電射頭T630電路原理如圖所示。電路四發(fā)射管V1及外圍元件C1、C2、L1、L2等構(gòu)成頻率為265MHz超高頻發(fā)射電路,通過(guò)環(huán)形天線L2向空中發(fā)射。天線L2采用鍍銀線或直徑為1.5mm的漆包線,天線尺寸為24mm(長(zhǎng))X9mm(高)。三極管V1選用高頻發(fā)射管BE414或2SC3355。
無(wú)線電遙控接收頭T631電路原理如圖所示。接收電路主要由V1、IC等組成,V1與C7、C9、L2等元件組成超高頻接收電路,微調(diào)C9改變其接收頻率,使之嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)265MHz發(fā)射頻率。當(dāng)天線L2收到調(diào)制波時(shí),經(jīng)V1調(diào)諧放大出低頻成分,再經(jīng)V2前置放大后送入IC LM358,進(jìn)一步放大整形后由LM358第7腳輸出,該印刷電路板實(shí)際尺寸為31mmX23CC,天線尺寸為27mm(長(zhǎng))X9mm(高)。OUT為信號(hào)輸出端,三極管V1選用BE415或2SC3355。電容C9可選用小型可調(diào)電容。IC選用LM358。
在發(fā)射及接收電路中為減小體積,所有電阻均選用1/8W或1/16W的金屬膜電阻;電解電容亦用超小型電容,其它電容全部采用高頻陶瓷電容。在焊接時(shí)元件引腳盡量剪短,使其緊貼電路板,電路板材料應(yīng)選用高頻電路板。

以下是兩載采用聲表面的收發(fā)裝置,相對(duì)于前面的介紹的電路,具有更遠(yuǎn)的傳輸距離、更強(qiáng)的抗干擾能力和更易制作、調(diào)試。

補(bǔ)充一點(diǎn)內(nèi)容,關(guān)于電路中的電感: