无线遥控发射接收设计 --- 315M遥控电路

OOK调制尽管性能较差,然而其电路简单容易实现,工作稳定,因此得到了广泛的应用,在汽车、摩托车报警器,仓库大门,以及家庭保安系统中,几乎无一例外地使用了这样的电路。
早期的发射机较多使用LC振荡器,频率漂移较为严重。声表器件的出现解决了这一问题,其频率稳定性与晶振大体相同,而其基频可达几百兆甚至上千兆赫兹。无需倍频,与晶振相比电路极其简单。以下两个电路为常见的发射机电路,由于使用了声表器件,电路工作非常稳定,即使手抓天线、声表或电路其他部位,发射频率均不会漂移。和图一相比,图二的发射功率更大一些。可达200米以上。

图一

图二

接收机可使用超再生电路或超外差电路,超再生电路成本低,功耗小可达100uA左右,调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。然而,超再生电路的工作稳定性比较差,选择性差,从而降低了抗干扰能力。下图为典型的超再生接收电路。

超外差电路的灵敏度和选择性都可以做得很好,美国Micrel公司推出的单片集成电路可完成接收及解调,其MICRF002为MICRF001的改进型,与MICRF001相比,功耗更低,并具有电源关断控制端。MICRF002性能稳定,使用非常简单。与超再生产电路相比,缺点是成本偏高(RMB35元)。下面为其管脚排列及推荐电路。

ICRF002使用陶瓷谐振器,换用不同的谐振器,接收频率可覆盖300-440MHz。MICRF002具有两种工作模式:扫描模式和固定模式。扫描模式接受带宽可达几百KHz,此模式主要用来和LC振荡的发射机配套使用,因为,LC发射机的频率漂移较大,在扫描模式下,数据通讯速率为每秒2.5KBytes。固定模式的带宽仅几十KHz,此模式用于和使用晶振稳频的发射机配套,数据速率可达每秒钟10KBytes。工作模式选择通过MICRF002的第16脚(SWEN)实现。另外,使用唤醒功能可以唤醒译码器或CPU,以最大限度地降低功耗。

MICRF002为完整的单片超外差接收电路,基本实现了“天线输入”之后“数据直接输出”,接收距离一般为200米。

使用声表谐振器的无线发射电路形式很多,这里推出又一款电路,这个电路是我在3年前参考电子报上的文章后,又结合了该文章介绍的那个模块的实样做的,在经过批量生产后,改进了一些参数,现在这款产品真是非常不错。不过现在这个东东的仿制产品实在太多了,质量差别也很大,但是因为它比较简单,所以我觉得还是很有必要把它弄出来给大家,我在网上也找到许多类似的电路图,不过其中有的是有陷阱的哦,希望大家要注意学会自己辨别一些BUG。对于这个模块,我没有测试过它的无线发射的绝对功率,不过我们开着汽车在公路上拉过距离,它和普通的315M超再生接收模块相配合,可以达到800米距离,虽然我的电路只要减小一下8050基极电阻的值,通讯距离会加大到1200米甚至更加远,但是经过大量的实验证明,那样不是很可靠的,原因我不是很清楚,可能有2方面的原因,一个是8050在R2小的时候,有轻微的导通,导致发射不能快速截止。还有一个是R2很小,8050开通电流比较大,对供电可能是一个扰动,而达不到起振要求。我曾经怀疑过自己的电路是不是很匹配,因此特意买了好多号称1500米的类似模块,发现它们也有一样的不可靠性,普遍表现为偶尔的不能起振或者波特率上不到2K,后来我就增加R2电阻,在大于15K时,发射一直很正常,距离和27K的差不多,所以现在就用这个电阻了,这里的L1L2,我是用0.8mm的免去漆漆包线在3毫米的钻头上绕4圈半脱胎而成。在制作的时候,或许在PCB布线上还是有些问题的,提醒大家,线路要尽量简单,做到布线越短越好,元件要选好的,PCB板可以用1点5毫米厚的。

超再生接收电路,一直以来,人们总是在说它和超外差比起来,有什么什么不好啊,频带宽呀,抗干扰能力差呀,辐射厉害呀,好象它什么都不好似的,那么我这里可以很明确告诉你,现在市面上绝大部分的防盗报警器所用的无线接收电路,都是用的是超再生电路,几乎全部的遥控玩具,用的也都是那玩意,所以嘛,它的市场还是挺大的,因为它的灵敏度是超外差的所比不上的,而且,调试要比超外差的简单点。许多朋友也许注意到了,我这里的东西用的高频小电感好象都是用的 PCB ,为什么呢?关键是好做啊,虽然我做的时候,做了好多的实验性的工作,但是一旦确定后,它就比较稳定了。下面对电路做一个简单的介绍,前面环状是 PCB 电感,后面的可调电容作为调谐使用,调谐的方法就是对着频谱仪,使本振信号调到你要的 315MHZ ,如果没有频谱仪的话,就对着发射,慢慢地凑,直到可以接收为止,微弱的数据信号从 PCB 电感的上面经过 10K 电阻和 10UF 电容输入到 T2 的基极,经过初步放大后,进入 LM358 继续整形放大,放大后的数字信号直接输入到 PT2272 的信号输入脚 14 脚进行解码,解码输出脚为 PT2272 的 10-13 脚。

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无线电遥控发射头T630是一种内藏开线未经信号的微型发射机,其发射频率为265MHz,12V电源供电时,遥控距离为100M,工作电流仅为4mA,其体积为28X12X10mm。无线电接收头T631,一个内藏天线,象电视机高频头一样的接收、解调器,其典型工作电压为6V,守候工作电流为1mA,接收频率为265MHz,其体积仅为31X23X10mm。利用它们可以很方便地制作出各种无线电遥控装置,具有微型化,传输距离远、耗电省、抗干扰能力强等优点。能够方便地取代红外线、超声波发射及接收头。
无线电射头T630电路原理如图所示。电路四发射管V1及外围元件C1、C2、L1、L2等构成频率为265MHz超高频发射电路,通过环形天线L2向空中发射。天线L2采用镀银线或直径为1.5mm的漆包线,天线尺寸为24mm(长)X9mm(高)。三极管V1选用高频发射管BE414或2SC3355。
无线电遥控接收头T631电路原理如图所示。接收电路主要由V1、IC等组成,V1与C7、C9、L2等元件组成超高频接收电路,微调C9改变其接收频率,使之严格对准265MHz发射频率。当天线L2收到调制波时,经V1调谐放大出低频成分,再经V2前置放大后送入IC LM358,进一步放大整形后由LM358第7脚输出,该印刷电路板实际尺寸为31mmX23CC,天线尺寸为27mm(长)X9mm(高)。OUT为信号输出端,三极管V1选用BE415或2SC3355。电容C9可选用小型可调电容。IC选用LM358。
在发射及接收电路中为减小体积,所有电阻均选用1/8W或1/16W的金属膜电阻;电解电容亦用超小型电容,其它电容全部采用高频陶瓷电容。在焊接时元件引脚尽量剪短,使其紧贴电路板,电路板材料应选用高频电路板。

以下是两载采用声表面的收发装置,相对于前面的介绍的电路,具有更远的传输距离、更强的抗干扰能力和更易制作、调试。

补充一点内容,关于电路中的电感: