通信原理课程设计报告.docx

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通信原理课程设计报告

信息处理课程设计报告

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两路遥控开关的设计

摘要

随着信息技术、通信系统技术的快速发展，对通信质量的不断改善、信息化水平不断提高，为了提高学生的动手能力以及加深对通信原理课程的理解和了解本课程设计两路遥控开关的设计来实现上述要求，其中具体要求是：

发射部分有两个按键，当按下某一键时（只按一下），接收部分相应的继电器接通，同时指示灯亮，需要关断时，在发射部分可再按下相应键（启动键，只按一下），就可关断，在接收部分也有对应的关断键。

本次实习采用2262、2272两块主芯片来实现。

关键词：

PT2262；PT2272；三极管；继电器；触发器

一、引言

1、设计目的：

1）掌握通信模块PT2262/2272的原理以及使用方法并熟练使用它。

2）通过通信原理课程设计加深对通信原理课程的理解和只是的融会贯通。

3）通过对遥控开关的设计培养并提高系统的观念

4）提高动手能力和实践能力。

2、设计内容及任务要求：

发射部分有两个按键，当按下某一键时（只按一下），接收部分相应的继电器接通，同时指示灯亮，需要关断时，在发射部分可再按下相应键（启动键，只按一下），就可关断，在接收部分也有对应的关断键。

3、设计思路：

在两路遥控开关的设计中需要设计的模块包括开关部分、继电器部分、通信模块外围电路部分、放大电路部分。

开关部分采用双联双控开关来实现发射部分和接收部分的打开与关断控制、继电器则是采用12v的DC来驱动它的打开和关断、放大电路部分的实现则是通过三极管和二极管的配合来实现类似开关作用的电路来驱动继电器。

二、模块原理介绍以及模型仿真

1、开关原理介绍：

双联双控开关原理：

双联双控开关的定义与单联双控开关的定义差不多，唯一的区别就是双联是2个按钮的开关，单联就只是一个按钮的开关。

那什么是双联双控开关呢?

其实很简单，就是指在一个面板上，通过两个按钮来控制两个用电设备，就是两个开关控制这两条电路。

双联双控开关的接线：

先将一个双控开关的中间接线柱连接到火线，再将另一个双控开关的中间接线柱连接到灯头（或螺口灯头的中心舌片），然后连接来回线，也就是用两条绿色导线任意连接上下两个接线柱;零线则直接连接到灯头的另一个触点（或螺口灯头的螺纹）这样就完成连接了。

原理图如图1所示：

其中具体的proteus电路图如图2所示：

图2双联双控开关的proteus图

2、继电器驱动原理介绍：

继电器工作原理：

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

电磁继电器的工作原理和特性：

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：

继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

其中继电器的应用电路如图3所示：

图3继电器的应用电路及仿真电路

3、通信模块原理介绍：

编码芯片PT2262发出的编码信号由：

地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。

当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。

图4PT2262管脚图图5PT2272管脚图

其中PT2262和PT2272的典型应用电路如图6和图7所示：

图6PT2262典型应用电路图

图7PT2272典型应用电路

4、放大电路原理介绍：

三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。

分成NPN和PNP两种。

我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。

使用电路图如图8所示：

图8三极管放大电路

如图8所示，从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。

这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。

三极管的放大作用就是：

集电极电流受基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：

集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数。

如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。

如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。

将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。

这有几个原因。

首先是由于三极管BE结的非线性，基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生。

当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。

但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变。

如果事先在三极管的基极上加上一个合适的电流，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。

另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效。

而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。

在本实习中采用另外的电路来实现相应的功能，其仿真电路图如图9所示：

图9三极管放大电路

上图的电路基极的输入为5V电压即高电平，那么当输入为高电平时有电流流过继电器，则继电器导通，相应的发光二极管点亮。

当基极输入为低电平时，三极管截至，流过继电器的电流很小，继电器不导通，则对应的发光二极管不亮。

5、AM调制：

AM调制器模型如图10所示：

图10AM调制模型

AM信号的时域和频域表示式分别为：

式中，

为外加的直流分量；

可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即

。

AM信号的典型波形和频谱分别如图（a）、（b）所示，图中假定调制信号

的上限频率为

。

显然，调制信号

的带宽为

。

由图（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号

成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。

但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足

，否则将出现过调幅现象而带来失真。

由的频谱图可知，AM信号的频谱

是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。

上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。

显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。

故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信

号带宽的两倍，即：

式中，

为调制信号

的带宽，

为调制信号的最高频率。

6、触发器：

如图11所示：

图11D触发器

1.CP=0时，与非门G3和G4封锁，其输出Q3=Q4=1，触发器的状态不变。

同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D，Q6=Q5非=D非。

D触发器原理

2.当CP由0变1时触发器翻转。

这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。

Q3=Q5非=D非，Q4=Q6非=D。

由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=Q3非=D。

　3.触发器翻转后，在CP=1时输入信号被封锁。

但是在实习中由于材料有限，采用D触发器接成T’触发器来实现对电路的控制，起仿真电路图如图12所示：

图12D触发器接成T’触发器

三、整体电路的仿真调试：

整体的仿真电路图如图13所示：

图13整体仿真电路图

在最后的整体仿真中在发射端通过控制相应的开关即最左边的部分可以实现对接收端相应电路的控制（即灯点亮同时继电器跳动），当需要关断时，可以在发射端用开关

关断电路，同时也可以在接收端用相应的电路关断。

达到了预期要求。

图14仿真电路图

最终实际电路图如图15和图16所示：

图15接收部分电路

图16发射部分电路

四、总结与体会：

通过本次通信原理课程设计，我对模拟系统仿真的方法、原理及仿真电路以及实际电路的搭建有了较详细的了解，从实际操作中对通信系统概念的理解更加深刻，基本上掌握了模拟信号调制与解调的方法。

在仿真调试中，通过在proteus中的仿真调试实现了基本的要求，首先是各个基本模块的调试然后是对整个遥控开关的总体电路的调试，通过调试使我对仿真软件中的基本运用有了更加熟练和深入的认识，但是在实际的电路搭建中由于电路的不稳定以及PT2262/2272的不稳定，会给调试带来一些问题比如：

在地址上，各个地址是有联系的即相邻的两个地址之间的电平是一样的，而不管另一个接不接高电平，还有有时电源部分的电压会逐渐的上升最高的时候到二十几伏，造成电路的不稳定和给电路的调试带来很大麻烦。

运算放大电路的改进原因：

在理论上可以通过运算放大器来放大输出的电流和电压来达到驱动继电器的效果，但是在实际运用中由于运放的供电电压最高只有12V，所以运放的输出也不能达到12V，所以如果用运放来驱动继电器是不可行的。

其中我试过NE5534等运放结果证明都不能实现驱动继电器的效果。

所以最终采用本文中使用的三极管与二极管共同实现的继电器驱动电路来实现。

开关控制电路的改进：

在实验中开始用单刀双掷开关，但是考虑到无线发射的距离问题最终采用了比较实用的双联双控开关来实现发射端与接收端的控制，结果表明该开关电路可以实现题目的要求。

参考文献

[1]阎石.《数字电子技术基础》[M].北京：

高等教育出版社.2010年6月

[2]童诗白,华成英.《模拟电子技术基础》[M].北京：

高等教育出版社.2010年6月

[3]樊昌信,曹丽娜.《通信原理》[M].北京：

国防工业出版社.2011年8月