四通道遙控器教材

1、電路實(shí)踐系列講義四通道遙控器四通道遙控器由二部分電路組成，一部分是編碼發(fā)射器，一部分 是接收解碼器。四通道遙控器的功能是由四個(gè)遙控通道，即可以發(fā)射四個(gè)遙控信 號(hào)，接收端可以接收到相應(yīng)的信號(hào)。四通道遙控器的應(yīng)用非常廣泛，如遙控飛機(jī)，遙控汽車等等遙控 類玩具，發(fā)射器可以發(fā)射四個(gè)信號(hào) （分別表示遙控飛機(jī)的前進(jìn)， 后退， 左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)），安裝在遙控飛機(jī)上的接收器接收到相應(yīng)的信號(hào)后，就 可以在控制信號(hào)的作用下分別執(zhí)行前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)的動(dòng)作。 又如在家電方面的應(yīng)用， 一遙控豪華燈， 可以有四種不同的亮度或有 四種不同的顏色， 在遙控信號(hào)的作用下完成相應(yīng)的動(dòng)作。 又如遙控豪 華風(fēng)扇，有四個(gè)不同的風(fēng)速，

2、接收器在接收到遙控信號(hào)后輸出控制信 號(hào)使風(fēng)扇的相應(yīng)電路接通，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。實(shí)現(xiàn)四通道遙控器的功能的電路方案有多種。如發(fā)射器在相應(yīng)按鍵的作用下發(fā)射出不同頻率的信號(hào)，接收器接 收到不同頻率的信號(hào)后輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 這種電路的發(fā)射器電路 比較簡單，多諧振蕩器，在按下相應(yīng)按鍵后產(chǎn)生相應(yīng)頻率的信號(hào)，信 號(hào)通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射出相應(yīng)頻率的信號(hào)以紅外光的方式向外 發(fā)射。接收電路比較復(fù)雜， 由紅外接收二極管接收到信號(hào)，再通過放 大器放大， 再通過解碼器解調(diào)， 基本原理是解碼器接收到與本振頻率 相同頻率的信號(hào)時(shí)會(huì)輸出一個(gè)信號(hào)， 接收到與本振頻率不相同頻率的 信號(hào)時(shí)沒有信號(hào)輸出， 我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)掃描電路

3、， 讓解碼器的本振 頻率一直處于變化的狀態(tài)下， 一但當(dāng)本振頻率變化到與接收信號(hào)頻率 相同時(shí)，電路停止掃描，得到穩(wěn)定的輸出控制信號(hào)，從以上的討論中 可知，控制信號(hào)的狀態(tài)與掃描電路的狀態(tài)有關(guān)， 所以可以得到不同的 控制信號(hào)。而本電路方案采用現(xiàn)在比較常用的方案，發(fā)射器發(fā)射出的信號(hào)頻 率是相同的， 但是信號(hào)的編碼狀態(tài)是不同的， 如四通道遙控器的發(fā)射 電路就有四種不同的編碼狀態(tài)， 主要電路的構(gòu)成是編碼電路， 調(diào)制電 路（將編碼電路輸出的信號(hào)調(diào)制到較高頻率上） ，發(fā)射電路（主要是 功率放大，達(dá)到一定的發(fā)射功率） ，發(fā)射電路相對上一種方案要復(fù)雜 一點(diǎn)。接收器的主要電路是，信號(hào)接收電路，信號(hào)放大電路，信號(hào)解

4、調(diào)電路， 因不同的編碼信號(hào)的狀態(tài)是不同的， 因此接收器最后解碼后 的信號(hào)也是不同的。 本方案重要的一點(diǎn)是如何才能做到接收器只能接 收到同一發(fā)射器所發(fā)射出的信號(hào)， 解決的方法是發(fā)射和接收電路都有 一個(gè)地址編碼器，它的地址狀態(tài)共有 38 個(gè)個(gè)，只有地址 碼相同的發(fā)射器和接收器才能聯(lián)系工作， 而地址碼不同的發(fā)射器和接 收器是沒有聯(lián)系的，盡管頻率是相同的。發(fā)射電路解說：發(fā)射電路的電路原理圖如圖所示，主要器件是芯片編碼器PT2262和主要發(fā)射模塊。地址編碼：由芯片 PT2262 的“1，2，3，4，5，6，7，8”端子完成， 每個(gè)端子可以接電源端 VCC，也可以接公共端 GND ，也可以懸空， 因此每個(gè)

5、端子有三種不同的狀態(tài)，總共的狀態(tài)數(shù)是 38 6561。實(shí)際工 作時(shí)，可以由操作者自己決定地址編碼狀態(tài)， 電路板一留下了備用連 線點(diǎn)，可以接電源或地或懸空。S1，S2，S3，S4是信號(hào)編碼按鍵，當(dāng)其中一個(gè)按鍵按下時(shí)，電源 通過按鍵加到相應(yīng)的編碼功能端“或或或” ，編碼 器編出不同的編碼信號(hào)，電阻 R1，R2， R3， R4 是下拉電阻，當(dāng)相應(yīng)端的按鍵沒有被按下時(shí)， 相應(yīng)的編碼功能端 “或或或”為在電阻 R1，R2，R3，R4 作用下是低電平。二極管 D1D2D3D4 是為發(fā)射器節(jié)約能量而采用的設(shè)計(jì)， 在所有按 鍵都沒有被按下時(shí)，芯片 PT2262 是沒有加上電源的，因此，芯片 PT2262 在此

6、時(shí)是不消耗任何電源能量的，而且使電池的使用壽命大 大加長。當(dāng)任意一個(gè)按鍵按下時(shí)，電源通過二極管加到芯片 PT2262 上，芯片在此時(shí)才工作。編碼電路中的一個(gè)重要器件是電阻 R5，它的取值大小是不能隨意 確定的， 要按照解碼電路中的電阻配合確定， 一般編碼電路中的這個(gè) 電阻是解碼電路中的相應(yīng)的 6 倍。發(fā)射模塊做成成品，是因?yàn)榘l(fā)射模塊的調(diào)試難度較大，學(xué)生做時(shí) 不易成功， 因此做成成品件， 學(xué)生只需要將發(fā)射模塊成品件插接到電 路板上就行了。發(fā)射模塊電路與工作基本原理如下所述：主要器件高頻三極管 Q1（而且功率比普通高頻三極管功率要大） 和聲表面濾波器 SAW（濾波頻率為遙控專用頻率 315MHz

7、，頻率是 不能隨意設(shè)定的， 因?yàn)樾枰蛲饪臻g發(fā)射信號(hào)， 所以頻率要受國家無 線電管理委員會(huì)的管制）構(gòu)成高頻信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)的頻率就是 315MHz。Q2 是調(diào)制三極管，可以用普通三極管，因?yàn)樗墓ぷ黝l率 不高。編碼板發(fā)生的編碼信號(hào)是脈沖波信號(hào)， 就是高電平和低電平的 各種組合，這個(gè)信號(hào)通過電阻加到 Q2 三極管的基極，當(dāng)信號(hào)為低電 平時(shí)，Q2截止，Q1管無法工作， 因此此時(shí) Q1管輸出直流電平信號(hào)， 當(dāng)信號(hào)為高電平時(shí)， Q2導(dǎo)通， Q1管正常工作，因此此時(shí) Q1 管輸出 高頻正弦波信號(hào)， 信號(hào)的頻率就由聲表面濾波器決定。 同學(xué)們可以想4象得出調(diào)制后的信號(hào)波形是什么樣子。這就形成了調(diào)制的編碼信號(hào)

8、R7和 R8 是三極管的直流偏置電阻。接收電路解說：電路的電路原理圖如圖所示，主要器件是芯片解碼器 PT2272 和 發(fā)射模塊。地址編碼：由芯片 PT2272 的“1，2，3，4，5，6，7，8”端子 完成，每個(gè)端子可以接電源端 VCC，也可以接公共端 GND ，也可以 懸空，因此每個(gè)端子有三種不同的狀態(tài)。實(shí)際工作時(shí)，可以由操作者 自己決定地址編碼狀態(tài)， 電路板一留下了備用連線點(diǎn)， 可以接電源或 地或懸空。解碼電路：從接收電路中接收的信號(hào)通過放大解調(diào)后直接送到解碼芯片 PT2272，芯片解碼后的信號(hào)從解碼器的“， 2，5”輸出，若發(fā)射器按下的是 S1，則解碼器的“”腳為高電 平，相應(yīng)的發(fā)光二極

9、管 D1 亮，若發(fā)射器按下的是 S，則解碼器的 “”腳為高電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管 D亮，若發(fā)射器按下的是 S，則解碼器的“”腳為高電平，相應(yīng)的發(fā)光二極管D亮，若發(fā)射器按下的是 S，則解碼器的“”腳為高電平，相應(yīng)的發(fā) 光二極管 D亮。接收模塊做成成品，是因?yàn)榘l(fā)接收模塊的調(diào)試難度較大，學(xué)生做 時(shí)不易成功， 因此做成成品件， 學(xué)生只需要將接收模塊成品件插接到 電路板上就行了。接收模塊電路與工作基本原理如所述：讓由三極管組成的接收電路的調(diào)諧頻率（由三極管上的集電極負(fù)載電容和電感確定）為 315MHz ，這樣， 315MHz 的遙控信號(hào)通過天 線被接收到電路，由三極管 Q 初級放大并且解調(diào)（不是解碼）后

10、的 信號(hào)通過電容（ uF）耦合后送到由二級運(yùn)放組成的放大器放大 （二 個(gè)運(yùn)放可以用一片 LM358 ），注意，由于是單電源供電，運(yùn)放的一端 是要設(shè)置直流偏置的，否則，運(yùn)放是不能將信號(hào)正常放大的。通過天線接收的信號(hào)是高頻的 315MHz 信號(hào)，由三極管及其周圍 電容電感元件構(gòu)成的電路有調(diào)諧接收的作用 （依靠設(shè)置好調(diào)諧頻率而 實(shí)現(xiàn)，調(diào)諧頻率由 L1 和 C1 決定，由于要實(shí)現(xiàn)較好的調(diào)諧選擇作用， 所以要么是 L1 要可調(diào)，要么是 C1 要可調(diào)，而調(diào)電容要比調(diào)電感方 便），有放大作用，還有一個(gè)重要作用是解調(diào)，即將載波（高頻 315MHz）信號(hào)濾掉，實(shí)現(xiàn)這個(gè)作用的關(guān)鍵元件是 10uH 的電感器， 基本

11、理解是 ：因這 個(gè) 10uH 的電感對高頻信號(hào) 的感抗很大 （ XL 2 fL 2 3.14 3.15 108 10 10 6 20 K ），注意，這個(gè)元件是接7 在三極管的發(fā)射極上的，對電路起負(fù)反饋?zhàn)饔?（當(dāng)這個(gè)反饋電阻有幾 十歐姆時(shí)，反饋?zhàn)饔镁头浅Ｃ黠@，何況幾十 K 電阻），相當(dāng)于三極管 共射極放大電路接上一個(gè)很大的負(fù)反饋電阻， 使得電路的放大倍數(shù)很 小。而對于低頻信號(hào)而言（如以 1000HZ 計(jì)算），這個(gè)電感的阻抗非 常小（ XL 2 fL 2 3.14 103 10 10 6 0.064 ），幾乎沒有負(fù)反饋?zhàn)饔茫?實(shí)際上完全可以忽略不計(jì)， 從以上討論可知， 三極管調(diào)諧放大電路對 低頻的

12、編碼信號(hào)放大倍數(shù)較大， 對高頻的載波信號(hào)阻礙作用較大， 這 樣，從此電路輸出的信號(hào)就只有低頻的編碼信號(hào)， 而沒有了高頻的載 波信號(hào)。電路中， R7， R8，R9，R10 都是三極管放大電路的直流偏置電 阻。二極管 D6 是為了平衡三極管基極與發(fā)射極間電壓。 C5 的作用是 為了更進(jìn)一步濾掉高頻信號(hào)。 C6 是運(yùn)算放大器第一級放大電路的信 號(hào)耦合電容。 R11， R14 二個(gè)電阻決定了運(yùn)算放大器第一級放大電路 放大倍數(shù)， R12， R13 是運(yùn)算放大器第一級的直流偏置電阻。 R15， R16 是運(yùn)算放大器第二級的直流偏置電阻。注意到， 使用的放大倍數(shù)都是非常大， 同學(xué)們考慮到處理的信號(hào) 是脈沖信號(hào)就容易理解了， 若處理的是正弦波信號(hào)， 這個(gè)電路量有問 題的，也是不能正常工作的。電路的安裝調(diào)試與使用 本電路的安裝比較簡單，主要是接收模塊和發(fā)射模塊的安裝要注 意方向，不要接錯(cuò)。編碼狀態(tài)由實(shí)踐者自己確定接上電源，按按鍵，觀察解碼板上的發(fā)光二極管的亮暗情況元器件清單編碼板S1按鍵R110KR51.2MD44148S2按鍵R210KR6680D5LEDS3按鍵R310KD14148芯片PT2262S4按鍵R410KD24148發(fā)射模塊F05J12P 電 源 插座2P 電 源 插線D34148印刷板編碼模塊電容解碼板R1680R5680D