315無線遙控學(xué)習(xí)報告

1、精選文檔315無線遙控學(xué)習(xí)報告一、ISM頻段ISM頻段即工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)用頻段。一般來說世界各國均保留了一些無線頻段，以用于工業(yè)，科學(xué)研究，和微波醫(yī)療方面的應(yīng)用。應(yīng)用這些頻段無需許可證，只需要遵守一定的發(fā)射功率（一般低于1W），并且不要對其它頻段造成干擾即可。ISM頻段在各國的規(guī)定并不統(tǒng)一。如在美國有三個頻段902-928 MHz、2400-2484.5 MHz及5725-5850 MHz，而在歐洲900MHz的頻段則有部份用于GSM通信。而2.4GHz為各國共同的ISM頻段。因此無線局域網(wǎng)（IEEE 802.11b/IEEE 802.11g），藍(lán)牙，ZigBee等無線網(wǎng)絡(luò)，均可工作在2.4GH

2、z頻段上。ITU-R 指定的ISM頻段如下：頻率范圍中心頻率 可用性6.7656.795 MHz6.780 MHz13.55313.567 MHz13.560 MHz26.95727.283 MHz27.120 MHz40.6640.70 MHz40.68 MHz433.05434.79 MHz433.92 MHz僅限ITU Region 1902928 MHz915 MHz僅限ITU Region 22.4002.500 GHz2.450 GHz5.7255.875 GHz5.800 GHz2424.25 GHz24.125 GHz6161.5 GHz61.25 GHz122123 GHz1

3、22.5 GHz其實(shí)在無線產(chǎn)品頻段管理方面這方面法規(guī)還不健全。其中2.4G在不同國家中都是免授權(quán)頻段，而下面是其他不同的免費(fèi)頻段:l 北美地區(qū)： 315MHZ和 915MHZ，902928MHZ l 歐盟地區(qū)： 433MHZ和 868MHZ其他還有日本和澳大利亞的一些頻段。而目前在我國800M 和900M 頻段目前已經(jīng)被GSM 的蜂窩移動網(wǎng)所占用，絕大部分的產(chǎn)品都工作在433MHZ左右，315M頻段是早期的無線遙控的產(chǎn)品的主要頻段，因此在該段的無線電磁環(huán)境相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，進(jìn)行無線的數(shù)據(jù)傳輸是不太可靠的，433M頻段目前由于很多新的汽車的遙控器目前也逐步使用該頻段，因此也正在變得越來越復(fù)雜。所以這兩

4、個頻段更多的使用在傳輸簡單數(shù)據(jù)的無線遙控上。而對于水、電、氣等公用事業(yè)的計量數(shù)據(jù)采集，國家無線電管理部門釋放了兩個免申請的無線計量頻段（470-510M），專門用于民用計量設(shè)備的無線數(shù)據(jù)傳輸。2、 PT226PT22272編解碼集成電路簡介PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。1.PT2262編碼芯片圖

5、1SC2262發(fā)射電路圖圖2SC2262與聲表面諧振器R315A電路圖名稱管腳說 明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),D0-D57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉Vcc18電源正端（）Vss9電源負(fù)端（）TE14編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端；Dout17編碼輸出端（正常時為低電平）編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，

6、其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)編碼調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號。如圖1當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（OOK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。實(shí)際引用中跟多的是使用聲表面諧

7、振器R315A來產(chǎn)生載波（如圖2），這樣能產(chǎn)生更穩(wěn)定的載波。與紅外遙控類似，在PT2262所發(fā)出的地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼都是會先經(jīng)過編碼調(diào)制的。如下圖是數(shù)據(jù)位的時序圖，其中地址碼有位“0”，“1”和“f”，數(shù)據(jù)碼部分只有“0”和“1”，同步碼只有一個同步位。地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個窄脈沖表示“0”；兩個寬脈沖表示“1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“F”也就是地址碼的“懸空”。 上面是從超再生接收模塊信號輸出腳上截獲的一段波形，可以明顯看到，圖上半部分是一組一組的字碼，每組字碼之間有同步碼隔開，所以我們?nèi)绻脝纹瑱C(jī)軟件解碼時，程序只要判斷出同步碼，然后對后面的字碼進(jìn)行脈沖寬度

8、識別即可。圖下部分是放大的一組字碼：一個字碼由12位AD（address & data）碼（地址碼加數(shù)據(jù)碼，比如8位地址碼加4位數(shù)據(jù)碼）組成，每個AD位用兩個脈沖來代表：兩個窄脈沖表示“0”；兩個寬脈沖表示“1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“F”也就是地址碼的“懸空”2262每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼，2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動VT端同步為高電平。因?yàn)闊o線發(fā)射的特點(diǎn)，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會產(chǎn)生誤碼，所以程序可以丟棄處理。 2.PT2272解碼芯片上面說到2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼

9、加數(shù)據(jù)碼才會有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換?？梢詮南聢D中看到，當(dāng)輸入引腳Din連續(xù)接收到兩個碼字相應(yīng)的數(shù)據(jù)引腳才會置高（中間的時序圖）。 PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)，可以用于類似點(diǎn)動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時（PT2272-M4)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位，如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(PT2272-M6)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。PT2262和PT2272除

10、地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收距離會變近甚至無法接收。在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時間越長。網(wǎng)站上大部分產(chǎn)品都是用2262/1.2M2272/200K組合的，少量產(chǎn)品用2262/4.7M2272/820K。3、 超再生與超外差接收器1. 超再生接收器普通的再生式電路，是利用正反饋來加強(qiáng)輸入信號，而超再生電路確實(shí)用輸入信號來影響本地振蕩信號，因此得名。下圖是最經(jīng)典的超再生電路： 超再生電路本質(zhì)上是一個電容三點(diǎn)振蕩器，我們先來分析它。電路是典型的共基電路，晶體管的 B 和 C 之間通過交流連接 L3 和

11、 C12，電容 C9 和 BE 之間的結(jié)電容構(gòu)成分壓反饋，形成三點(diǎn)式。振蕩器。 L4 用來隔絕振蕩頻率與地之間的連通。振蕩器工作時，隨著振蕩幅度增加，晶體管電流 Ice增加，這個 Ice流過 R12，會使 R12兩端電壓成增長趨勢，而 C11 兩端電壓已經(jīng)建立（靜態(tài)工作點(diǎn)建立時建立的），無法突變，因此改電流對 C11充電，使其兩端電壓升高，晶體管 BE電壓下降，工作點(diǎn)開始降低，當(dāng)降低到一定程度，電路開始停振，Ice隨振蕩逐漸停止而減小，這使得R12兩端電壓成減小趨勢，C11 開始通過R12放電，C11 兩端電壓降低，晶體管工作電提升，振蕩幅度開始回升，重復(fù)前面的過程，因此振蕩器工作在一個間歇振

12、蕩狀態(tài)，振蕩的波形類似有三角波或類似方波包絡(luò)線的調(diào)幅信號，間歇頻率由 C11 和 R12 決定，約為它們乘積的倒數(shù)。C11 和 R12 兩端的電壓為類似類似方波或三角波（這個與原始靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，原始靜態(tài)工作點(diǎn)高，振蕩建立快，C11 很快沖點(diǎn)飽和，此時電路為平衡狀態(tài)，振幅不便，一段時間后振幅開始跌落，如果振蕩建立慢，則未到最大振幅就開始跌落，此時為三角波形），經(jīng)過后面的電感電容網(wǎng)絡(luò)濾波后，理論上為直流電壓，以下簡稱R12C11 為 RC，L2C12 為 LC。此電路為自熄式，間歇頻率由自身提供，與振蕩頻率牽連比較大，較難調(diào)整，如果間歇頻率由外部輸入，則稱他熄式，這種電路的間歇頻率波形可以用標(biāo)準(zhǔn)

13、方波，效果更好。LC 構(gòu)成的回路由選頻作用，當(dāng)天線輸入的信號頻率與電路振蕩頻率相同時，對電路的振蕩幅度有加強(qiáng)作用，類似于正反饋，此時電路正式進(jìn)入超再生狀態(tài)。通過前面的分析知道，電路振蕩建立的速度與工作點(diǎn)有關(guān)，而振蕩幅度受到改變時工作點(diǎn)也會相應(yīng)變化，因此外部調(diào)幅信號使晶體管工作點(diǎn)隨輸入信號幅度變化而變化，而工作點(diǎn)的變化，又影響振蕩的建立時間。因此就形成了這樣的現(xiàn)象，輸入信號幅度大，間歇振蕩建立快，間歇振蕩能達(dá)到的最大振幅就大（或者越早達(dá)到最大振幅），反之同理。因此高頻間歇振蕩在每個間隙之間能達(dá)到的最大振蕩幅度（或持續(xù)最大幅度的時間）是隨外部輸入信號的幅度而變化的，而間歇振蕩的包絡(luò)線就是RC兩端的

14、電壓，這個電壓中包含一個直流分量，這個直流分量就是隨外部信號幅度而變化的（類似 PWM 原理），也就是輸入信號的包絡(luò)線，因此達(dá)到解調(diào)制的目的，具體見下圖。2. 超再生接收器超外差原理如圖1。本地振蕩器產(chǎn)生頻率為f1的等幅正弦信號，輸入信號是一中心頻率為fc的已調(diào)制頻帶有限信號,通常f1fc。這兩個信號在混頻器中變頻,輸出為差頻分量,稱為中頻信號,fi=f1-fc為中頻頻率。圖2表示輸入為調(diào)幅信號的頻譜和波形圖。輸出的中頻信號除中心頻率由fc變換到fi外，其頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號相同。因此，中頻信號保留了輸入信號的全部有用信息。超外差 超外差超外差原理的典型應(yīng)用是超外差接收機(jī)（圖3）。從天線接收的信

15、號經(jīng)高頻放大器放大，與本地振蕩器產(chǎn)生的信號一起加入混頻器變頻，得到中頻信號，再經(jīng)中頻放大、檢波和低頻放大，然后送給用戶。接收機(jī)的工作頻率范圍往往很寬，在接收不同頻率的輸入信號時，可以用改變本地振蕩頻率f1的方法使混頻后的中頻fi保持為固定的數(shù)值。超外差接收機(jī)的輸入信號uc往往十分微弱（一般為幾微伏至幾百微伏），而檢波器需要有足夠大的輸入信號才能正常工作。因此需要有足夠大的高頻增益把uc放大。早期的接收機(jī)采用多級高頻放大器來放大接收信號，稱為高頻放大式接收機(jī)。后來廣泛采用的是超外差接收機(jī),主要依靠頻率固定的中頻放大器放大信號。 和高頻放大式接收機(jī)相比，超外差接收機(jī)具有一些突出的優(yōu)點(diǎn)。 容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量。具有較高的選擇性和較好的頻率特性。這是因?yàn)橹蓄l頻率fi是固定的，所以中頻放大器的負(fù)載可以采用比較復(fù)雜、但性能較好的有源或無源網(wǎng)絡(luò)，也可以采用固體濾波器，如陶瓷濾波器、聲表面波濾波器等。 容易調(diào)整。除了混頻器之前的天線回路和高頻放大器的調(diào)諧回路需要與本地振蕩