四通道遥控器

1 电路实践系列讲义 四通道遥控器 2 2013-05-30

四通道遥控器 四通道遥控器由二部分电路组成，一部分是编码发射器，一部分是接收解码器。 四通道遥控器的功能是由四个遥控通道，即可以发射四个遥控信号，接收端可以接收到相应的信号。 四通道遥控器的应用非常广泛，如遥控飞机，遥控汽车等等遥控类玩具，发射器可以发射四个信号（分别表示遥控飞机的前进，后退，左转，右转），安装在遥控飞机上的接收器接收到相应的信号后，就可以在控制信号的作用下分别执行前进，后退，左转，右转的动作。又如在家电方面的应用，一遥控豪华灯，可以有四种不同的亮度或有四种不同的颜色，在遥控信号的作用下完成相应的动作。又如遥控豪华风扇，有四个不同的风速，接收器在接收到遥控信号后输出控制信号使风扇的相应电路接通，实现相应的功能。 实现四通道遥控器的功能的电路方案有多种。 如发射器在相应按键的作用下发射出不同频率的信号，接收器接收到不同频率的信号后输出相应的控制信号。这种电路的发射器电路比较简单，多谐振荡器，在按下相应按键后产生相应频率的信号，信号通过红外发光二极管发射出相应频率的信号以红外光的方式向外发射。接收电路比较复杂，由红外接收二极管接收到信号，再通过放大器放大，再通过解码器解调，基本原理是解码器接收到与本振频率相同频率的信号时会输出一个信号，接收到与本振频率不相同频率的信号时没有信号输出，我们可以设计一个扫描电路，让解码器的本振频率一直处于变化的状态下，一但当本振频率变化到与接收信号频率相同时，电路停止扫描，得到稳定的输出控制信号，从以上的讨论中可知，控制信号的状态与扫描电路的状态有关，所以可以得到不同的控制信号。 而本电路方案采用现在比较常用的方案，发射器发射出的信号频率是相同的，但是信号的编码状态是不同的，如四通道遥控器的发射电路就有四种不同的编码状态，主要电路的 3

构成是编码电路，调制电路（将编码电路输出的信号调制到较高频率上），发射电路（主要是功率放大，达到一定的发射功率），发射电路相对上一种方案要复杂一点。接收器的主要电路是，信号接收电路，信号放大电路，信号解调电路，因不同的编码信号的状态是不同的，因此接收器最后解码后的信号也是不同的。本方案重要的一点是如何才能做到接收器只能接收到同一发射器所发射出的信号，解决的方法是发射和接收电路都有一个地址编码器，它的地址状态共有38个＝６５６１个，只有地址码相同的发射器和接收器才能联系工作，而地址码不同的发射器和接收器是没有联系的，尽管频率是相同的。 发射电路解说： 发射电路的电路原理图如图所示，主要器件是芯片编码器PT2262和主要发射模块。

地址编码：由芯片PT2262的“1，2，3，4，5，6，7，8”端子完成，每个端子可以接电源端VCC，也可以接公共端GND，也可以悬空，因此每个端子有三种不同的状态，总共的状

态数是656138。实际工作时，可以由操作者自己决定地址编码状态，电路板一留下了备用连线点，可以接电源或地或悬空。 S1，S2，S3，S4是信号编码按键，当其中一个按键按下时，电源通过按键加到相应的编码功能端“１０或１１或１２或１３”，编码器编出不同的编码信号，电阻R1，R2，R3，R4是下拉电阻，当相应端的按键没有被按下时，相应的编码功能端“１０或１１或１２或１３”为在电阻R1，R2，R3，R4作用下是低电平。 二极管D1D2D3D4是为发射器节约能量而采用的设计，在所有按键都没有被按下时，芯片PT2262是没有加上电源的，因此，芯片PT2262在此时是不消耗任何电源能量的，而 4

且使电池的使用寿命大大加长。当任意一个按键按下时，电源通过二极管加到芯片PT2262上，芯片在此时才工作。 编码电路中的一个重要器件是电阻R5，它的取值大小是不能随意确定的，要按照解码电路中的电阻配合确定，一般编码电路中的这个电阻是解码电路中的相应的6倍。 发射模块做成成品，是因为发射模块的调试难度较大，学生做时不易成功，因此做成成品件，学生只需要将发射模块成品件插接到电路板上就行了。发射模块电路与工作基本原理如下所述： 主要器件高频三极管Q1（而且功率比普通高频三极管功率要大）和声表面滤波器SAW（滤波频率为遥控专用频率315MHz，频率是不能随意设定的，因为需要向外空间发射信号，所以频率要受国家无线电管理委员会的管制）构成高频信号发生器，信号的频率就是315MHz。Q2是调制三极管，可以用普通三极管，因为它的工作频率不高。编码板发生的编码信号是脉冲波信号，就是高电平和低电平的各种组合，这个信号通过电阻加到Q2三极管的基极，当信号为低电平时，Q2截止，Q1管无法工作，因此此时Q1管输出直流电平信号，当信号为高电平时，Q2导通，Q1管正常工作，因此此时Q1管输出高频正弦波信号，信号的频率就由声表面滤波器决定。同学们可以想象得出调制后的信号波形是什么样子。这就形成了调制的编码信号。R7和R8是三极管的直流偏置电阻。 5

接收电路解说： 电路的电路原理图如图所示，主要器件是芯片解码器PT2272和发射模块。 地址编码：由芯片PT2272的“1，2，3，4，5，6，7，8”端子完成，每个端子可以接电源端VCC，也可以接公共端GND，也可以悬空，因此每个端子有三种不同的状态。实际工作时，可以由操作者自己决定地址编码状态，电路板一留下了备用连线点，可以接电源或地或悬空。 解码电路：从接收电路中接收的信号通过放大解调后直接送到解码芯片PT2272，芯片解码后的信号从解码器的“１０，１１，１2，１３”输出，若发射器按下的是S1，则解码器的“１０”脚为高电平，相应的发光二极管D1亮，若发射器按下的是S２，则解码器的“１１”脚为高电平，相应的发光二极管D２亮，若发射器按下的是S３，则解码器的“１２”脚为高电平，相应的发光二极管D３亮，若发射器按下的是S４，则解码器的“１３”脚为高电平，相应的发光二极管D４亮。

接收模块做成成品，是因为发接收模块的调试难度较大，学生做时不易成功，因此做成成品件，学生只需要将接收模块成品件插接到电路板上就行了。接收模块电路与工作基本原 6

理如所述： 让由三极管组成的接收电路的调谐频率（由三极管上的集电极负载电容和电感确定）为315MHz，这样，315MHz的遥控信号通过天线被接收到电路，由三极管Q初级放大并且解调（不是解码）后的信号通过电容（１０uF）耦合后送到由二级运放组成的放大器放大（二个运放可以用一片LM358），注意，由于是单电源供电，运放的一端是要设置直流偏置的，否则，运放是不能将信号正常放大的。

通过天线接收的信号是高频的315MHz信号，由三极管及其周围电容电感元件构成的电路有调谐接收的作用（依靠设置好调谐频率而实现，调谐频率由L1和C1决定，由于要实现较好的调谐选择作用，所以要么是L1要可调，要么是C1要可调，而调电容要比调电感方便），有放大作用，还有一个重要作用是解调，即将载波（高频315MHz）信号滤掉，实现这个作用的关键元件是10uH的电感器，基本理解是：因这个10uH的电感对高频信号的感抗很大（KfLXL2010101015.314.32268），注意，这个元件是接在三极管的发射极上的，对电路起负反馈作用(当这个反馈电阻有几十欧姆时，反馈作用就非常明显，何况几十K电阻），相当于三极管共射极放大电路接上一个很大的负反馈电阻，使得电路的放大倍数很小。而对于低频信号而言（如以1000HZ计算），这个电感的阻抗非常小（064.010101014.32263fLXL），几乎没有负反馈作用，实际上完全可以忽略不计，从以上讨论可知，三极管调谐放大电路对低频的编码信号放大倍数较大， 7

对高频的载波信号阻碍作用较大，这样，从此电路输出的信号就只有低频的编码信号，而没有了高频的载波信号。 电路中，R7，R8，R9，R10都是三极管放大电路的直流偏置电阻。二极管D6是为了平衡三极管基极与发射极间电压。C5的作用是为了更进一步滤掉高频信号。C6是运算放大器第一级放大电路的信号耦合电容。R11，R14二个电阻决定了运算放大器第一级放大电路放大倍数，R12，R13是运算放大器第一级的直流偏置电阻。R15，R16是运算放大器第二级的直流偏置电阻。 注意到，使用的放大倍数都是非常大，同学们考虑到处理的信号是脉冲信号就容易理解了，若处理的是正弦波信号，这个电路量有问题的，也是不能正常工作的。 电路的安装调试与使用 本电路的安装比较简单，主要是接收模块和发射模块的安装要注意方向，不要接错。 编码状态由实践者自己确定。 接上电源，按按键，观察解码板上的发光二极管的亮暗情况。 元器件清单 编码板 S1 按键 R1 10K R5 1.2M D4 4148 S2 按键 R2 10K R6 680 D5 LED S3 按键 R3 10K D1 4148 芯片 PT2262 S4 按键 R4 10K D2 4148 发射模块 F05 J1 2P电源插座 2P电源插线 D3 4148 印刷板 编码模块

电容 １０３ 解码板 R1 680 R5 680 D3 LED 印刷板 解码模块 R2 680 R6 200K D4 LED 电容 １０３ R3 680 D1 LED D5 LED R4 680 D2 LED 芯片 PT2272 J1 2P电源插座 2P电源插线 接收模块 J05

元器件汇总 按键 ４ 1.2M 电阻 1 4148 二极管 ４ 解码印刷板 １

2P电源插座 ２ 680 电阻 ６ 芯片 PT2262 1 发射模块F05 1 2P电源２ 200K １ 芯片 1 接收模块1