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无线遥控系统的测试

时间:2022-10-24 12:25:03 来源:网友投稿

[摘 要] 本文介绍的是测试典型无线遥控系统的方法。该系统是由传统的发射机与接收机的模式构成。测试主要针对发射机和接收机里的关键参数和芯片,还有频率调谐,以及一些辅助电路的直流电压测定。

[关键词] 测试 无线电系统 遥控

1、所测试的无线电遥控系统的组成

无线电遥控系统一般由发射部分和接收部分组成。发射部分一般由控制部分、编码电路、调制电路、功率放大器及发射天线组成。接收部分一般由接收天线、功率放大器、解调电路、解码器、及被控制的对象组成。

2、本测试使用的仪器和针对的器件

2.1本测试所采用的仪器

DS1062C数字示波器,万用表,双路直流稳压,DT-3扫频特性测试仪,EE1641B函数信号发生器等。

2.2编码器MC145026和解码器MC145027

编码芯片MC145026可对9位输入信息(地址位A1~A5,数据位D6~D9)进行编码。这些管脚可能是在其中三种状态(低电平,高电平,或开路)的任何一种。编码器的输入为逻辑”0”(低电平)时,输出为两个窄脉冲;输入为逻辑”1”(高电平)时,输出为两个宽脉冲;当输入为开路(高阻)时,输出为一个宽脉冲和一个窄脉冲。当TE为低电平时,MC145026按以上编码规律将输入A1~A5﹑A6/D6~A9/D9进行编码并输出串行数据。只要保持低电平,MC145026可以连续不断地输出串行数据。偏置电压范围:

MC145026=2.5~18 V

MC145027,MC145028=4.5~18 V

操作温度范围:-40到+85°C

编码器最低电流为:300 nA

有射频,超声波或红外线的调节和解调器的接口。

自带RC振荡器。

外部输入误差:±5%范围。

重新复位后所有的解码器输出为低电平。

对于逻辑电路芯片来说,测试时主要选取逻辑电平表或者万用表来测试。以工作电压为5V为例,输出高电平在5V左右,低电平在0.7V左右,两者应当有一定区分度,才能保证控制信号的准确性。

以145026为例,通过测试可以绘制出编码波形图,如图1所示。

解码器MC145027测试6、7脚的波形如图2所示。

2.3 T630芯片

无线电发射头T630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,其体积为31X23X10mm。无线电射头电路四发射管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。整个发射部分电路图如图3所示。

无线电遥控接收头T631电路原理如图4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。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。

无线电信号的测试我们通常使用扫频测试仪和数字示波器来检测谐振频率发射频率等高频参数。扫频仪通过发出扫频信号可以在屏幕上显示出扫频特性曲线,用它来观察谐振频率比较方便。而数字示波器主要用来观察谐振信号或者发射信号波形,如果有失真等情况应当及时调整外围电路参数。

将扫频仪的“扫频输出”接入接收机的输入端,从输出端引出高频信号线接入扫频仪的“Y输入端”。

此类波形虽然能看出谐振频率区域,但是频标幅度过大,谐振点并不明显,也有可能是电路焊接和线路过长引入的干扰。对电路加以改进可以得到比较理想的谐振频率波形,通过观察和计算近似得到带宽的大小。

扫频仪设置如下:

频标方式:10/1

扫频方式:窄扫

3dB带宽:3MHz

因此,此无线电遥控系统接收机的带宽就是3MHz,谐振频率点大约是260MHz左右,基本符合设计要求。

3、电路工作原理分析及测试

3.1发射部分

发射三极管等器件组成晶体振荡器。载波振荡频率取业余频段中的28.6MHz。初级电感与电容构成并联谐振选频电路,当谐振频率等于固有频率时,发射机可获得最大输出功率。载频放大管放大后经初级线圈、电容再次选频与经调制管进来的串行数字编码信号混合调制,通过线圈送上天线。

此部分电路的输出频率我们可以通过频率计进行测量。EE1641B函数信号发生器可以兼做频率计来使用,只需要把功能按键打到计数档,从输入端口接入信号就可以自动测量频率。另外,数字示波器也可以作为频率测量的一种方法,快速并且准确。

载波振荡频率f=28.8MHz

3.2接收部分

接收电路中,并联谐振回路决定接收频率,此频率应与载波发射频率相同。电阻决定三极管的直流工作点,并与电容等共同决定自熄电压频率(20~60kHz),调整上述元件可使超再生检波的灵敏度和稳定性处于最佳状态。

这一部分电路较为复杂,首先要确定三极管的工作状态,然后还要确认晶振的输出频率等。三极管偏置情况我们采用万用表直流20V档位来测量,晶振频率可以用数字示波器。

系统整体测试结果如表1所示。

4、测试中的问题和解决方法

在测试过程中,我们选定了红外信号进行遥控。红外遥控具有以下优点:控制内容多,不会发生任何误动作;响应速度快,不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用;体积小,成本低,功耗小。但是他的缺点也很明显,在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处与一定的角度范围,中间不能有任何物品,否则就会阻挡红外线的传输,因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体,这在日常使用中经常会造成不便,也容易受到外界干扰。

5、结论

无线电发射接收电路在调试上困难较大。因为信号频率过高,所以对电路板的焊接要求极高,同时器件选择也不可能一次到位,需要在测量过程中通过调试和计算来调整参数。频率过高带来的分布电容分布电感效应也给调试带来了一些障碍和困难,对仪器的要求也相对较高,所以无论是从哪个方面来说,都是比较艰巨的工程。■

参 考 文 献

[1]何青莲,于文斌,董新生.无线电.2005(5).53~54

[2]陈松,金鸿.电子设计自动化.第1版.南京:东南大学出版社,2003

[3]华永平,陈松.电子线路课程设计.第1版.南京:东南大学出版社,2002

作者简介:

袁小燕(1983-),女,讲师,主要研究方向为电子技术、微波天线等。

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