315无线遥控学习报告.docx
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315无线遥控学习报告
315无线遥控学习报告
一、ISM频段
ISM频段即工业，科学和医用频段。
一般来说世界各国均保留了一些无线频段，以用于工业，科学研究，和微波医疗方面的应用。
应用这些频段无需许可证，只需要遵守一定的发射功率（一般低于1W），并且不要对其它频段造成干扰即可。
ISM频段在各国的规定并不统一。
如在美国有三个频段902-928MHz、2400-2484.5MHz及5725-5850MHz，而在欧洲900MHz的频段则有部份用于GSM通信。
而2.4GHz为各国共同的ISM频段。
因此无线局域网（IEEE802.11b/IEEE802.11g），蓝牙，ZigBee等无线网络，均可工作在2.4GHz频段上。
ITU-R指定的ISM频段如下：
频率范围中心频率可用性
6.765–6.795MHz6.780MHz
13.553–13.567MHz13.560MHz
26.957–27.283MHz27.120MHz
40.66–40.70MHz40.68MHz
433.05–434.79MHz433.92MHz仅限ITURegion1
902–928MHz915MHz仅限ITURegion2
2.400–2.500GHz2.450GHz
5.725–5.875GHz5.800GHz
24–24.25GHz24.125GHz
61–61.5GHz61.25GHz
122–123GHz122.5GHz
其实在无线产品频段管理方面这方面法规还不健全。
其中2.4G在不同国家中都是免授权频段，而下面是其他不同的免费频段:
●北美地区：
315MHZ 和915MHZ，902~928MHZ
●欧盟地区：
433MHZ 和868MHZ其他还有日本和澳大利亚的一些频段。
而目前在我国800M和900M频段目前已经被GSM的蜂窝移动网所占用，绝大部分的产品都工作在433MHZ左右，315M频段是早期的无线遥控的产品的主要频段，因此在该段的无线电磁环境相当的复杂，进行无线的数据传输是不太可靠的，433M频段目前由于很多新的汽车的遥控器目前也逐步使用该频段，因此也正在变得越来越复杂。
所以这两个频段更多的使用在传输简单数据的无线遥控上。
而对于水、电、气等公用事业的计量数据采集，国家无线电管理部门释放了两个免申请的无线计量频段（470-510M），专门用于民用计量设备的无线数据传输。
2、PT226PT22272编解码集成电路简介
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。
1.PT2262编码芯片
图1SC2262发射电路图
图2SC2262与声表面谐振器R315A电路图
名称
管脚
说明
A0-A11
1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”（悬空）,
D0-D5
7-8、10-13
数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉
Vcc
18
电源正端（＋）
Vss
9
电源负端（－）
TE
14
编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；
OSC1
16
振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端；
Dout
17
编码输出端（正常时为低电平）
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脚输出经编码调制的串行数据信号。
如图1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受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（OOK调制）相当于调制度为100％的调幅。
实际引用中跟多的是使用声表面谐振器R315A来产生载波（如图2），这样能产生更稳定的载波。
与红外遥控类似，在PT2262所发出的地址码、数据码、同步码都是会先经过编码调制的。
如下图是数据位的时序图，其中地址码有位“0”，“1”和“f”，数据码部分只有“0”和“1”，同步码只有一个同步位。
地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。
上面是从超再生接收模块信号输出脚上截获的一段波形，可以明显看到，图上半部分是一组一组的字码，每组字码之间有同步码隔开，所以我们如果用单片机软件解码时，程序只要判断出同步码，然后对后面的字码进行脉冲宽度识别即可。
图下部分是放大的一组字码：
一个字码由12位AD（address&data）码（地址码加数据码，比如8位地址码加4位数据码）组成，每个AD位用两个脉冲来代表：
两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”
2262每次发射时至少发射4组字码，2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。
因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以程序可以丢弃处理。
2.PT2272解码芯片
上面说到2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会有相应的转换。
可以从下图中看到，当输入引脚Din连续接收到两个码字相应的数据引脚才会置高（中间的时序图）。
PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。
M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。
后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时（PT2272-M6），对应的地址编码应该是6位。
PT2262和PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收。
在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。
网站上大部分产品都是用2262/1.2M＝2272/200K组合的，少量产品用2262/4.7M＝2272/820K。
3、超再生与超外差接收器
1.超再生接收器
普通的再生式电路，是利用正反馈来加强输入信号，而超再生电路确实用输入信号来影响本地振荡信号，因此得名。
下图是最经典的超再生电路：
超再生电路本质上是一个电容三点振荡器，我们先来分析它。
电路是典型的共基电路，晶体管的B和C之间通过交流连接L3和C12，电容C9和BE之间的结电容构成分压反馈，形成三点式。
。
。
振荡器。
L4用来隔绝振荡频率与地之间的连通。
振荡器工作时，随着振荡幅度增加，晶体管电流Ice增加，这个Ice流过R12，会使R12两端电压成增长趋势，而C11两端电压已经建立（静态工作点建立时建立的），无法突变，因此改电流对C11充电，使其两端电压升高，晶体管BE电压下降，工作点开始降低，当降低到一定程度，电路开始停振，Ice随振荡逐渐停止而减小，这使得R12两端电压成减小趋势，C11开始通过R12放电，C11两端电压降低，晶体管工作电提升，振荡幅度开始回升，重复前面的过程，因此振荡器工作在一个间歇振荡状态，振荡的波形类似有三角波或类似方波包络线的调幅信号，间歇频率由C11和R12决定，约为它们乘积的倒数。
C11和R12两端的电压为类似类似方波或三角波（这个与原始静态工作点有关，原始静态工作点高，振荡建立快，C11很快冲点饱和，此时电路为平衡状态，振幅不便，一段时间后振幅开始跌落，如果振荡建立慢，则未到最大振幅就开始跌落，此时为三角波形），经过后面的电感电容网络滤波后，理论上为直流电压，以下简称R12C11为RC，L2C12为LC。
此电路为自熄式，间歇频率由自身提供，与振荡频率牵连比较大，较难调整，如果间歇频率由外部输入，则称他熄式，这种电路的间歇频率波形可以用标准方波，效果更好。
LC构成的回路由选频作用，当天线输入的信号频率与电路振荡频率相同时，对电路的振荡幅度有加强作用，类似于正反馈，此时电路正式进入超再生状态。
通过前面的分析知道，电路振荡建立的速度与工作点有关，而振荡幅度受到改变时工作点也会相应变化，因此外部调幅信号使晶体管工作点随输入信号幅度变化而变化，而工作点的变化，又影响振荡的建立时间。
因此就形成了这样的现象，输入信号幅度大，间歇振荡建立快，间歇振荡能达到的最大振幅就大（或者越早达到最大振幅），反之同理。
因此高频间歇振荡在每个间隙之间能达到的最大振荡幅度（或持续最大幅度的时间）是随外部输入信号的幅度而变化的，而间歇振荡的包络线就是RC两端的电压，这个电压中包含一个直流分量，这个直流分量就是随外部信号幅度而变化的（类似PWM原理），也就是输入信号的包络线，因此达到解调制的目的，具体见下图。
2.超再生接收器
超外差原理如图1。
本地振荡器产生频率为f1的等幅正弦信号，输入信号是一中心频率为fc的已调制频带有限信号,通常f1＞fc。
这两个信号在混频器中变频,输出为差频分量,称为中频信号,fi=f1-fc为中频频率。
图2表示输入为调幅信号的频谱和波形图。
输出的中频信号除中心频率由fc变换到fi外，其频谱结构与输入信号相同。
因此，中频信号保留了输入信号的全部有用信息。
超外差
超外差
超外差原理的典型应用是超外差接收机（图3）。
从天线接收的信号经高频放大器放大，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器变频，得到中频信号，再经中频放大、检波和低频放大，然后送给用户。
接收机的工作频率范围往往很宽，在接收不同频率的输入信号时，可以用改变本地振荡频率f1的方法使混频后的中频fi保持为固定的数值。
超外差接收机的输入信号uc往往十分微弱（一般为几微伏至几百微伏），而检波器需要有足够大的输入信号才能正常工作。
因此需要有足够大的高频增益把uc放大。
早期的接收机采用多级高频放大器来放大接收信号，称为高频放大式接收机。
后来广泛采用的是超外差接收机,主要依靠频率固定的中频放大器放大信号。
和高频放大式接收机相比，超外差接收机具有一些突出的优点。
?
容易得到足够大而且比较稳定的放大量。
?
具有较高的选择性和较好的频率特性。
这是因为中频频率fi是固定的，所以中频放大器的负载可以采用比较复杂、但性能较好的有源或无源网络，也可以采用固体滤波器，如陶瓷滤波器、声表面波滤波器等。
?
容易调整。
除了混频器之前的天线回路和高频放大器的调谐回路需要与本地振荡器的谐振回路统一调谐之外，中频放大器的负载回路或滤波器是固定的，在接收不同频率的输入信号时不需再调整。
在超外差收音机中，调谐电路接收载波高频信号后，再选出中频信号进行放大，然后再选出低频信号放大。
为什么不直接从高频信号中选出低频信号进行放大呢？
一是因为三极管对高频信号的放大能力不如对低频信号的放大能力好，主要因内部存在结电容；二是电路中可以多加几级中频选频回路，对信号的筛选能力好。
等。
正因为如此，才使得超外差式收音机无论在电台的选择性、灵敏度及音量等方面，都远好于高放式收音机。
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