无线电发射与接收电路doc.docx
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无线电发射与接收电路doc
简易无线遥控发射接收设计---315M遥控电路
OOK调制尽管性能较差，然而其电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用，在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了这样的电路。
早期的发射机较多使用LC振荡器，频率漂移较为严重。
声表器件的出现解决了这一问题，其频率稳定性与晶振大体相同，而其基频可达几百兆甚至上千兆赫兹。
无需倍频，与晶振相比电路极其简单。
以下两个电路为常见的发射机电路，由于使用了声表器件，电路工作非常稳定，即使手抓天线、声表或电路其他部位，发射频率均不会漂移。
和图一相比，图二的发射功率更大一些。
可达200米以上。
图一
图二
接收机可使用超再生电路或超外差电路，超再生电路成本低，功耗小可达100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。
然而，超再生电路的工作稳定性比较差，选择性差，从而降低了抗干扰能力。
下图为典型的超再生接收电路。
超外差电路的灵敏度和选择性都可以做得很好，美国Micrel公司推出的单片集成电路可完成接收及解调，其MICRF002为MICRF001的改进型，与MICRF001相比，功耗更低，并具有电源关断控制端。
MICRF002性能稳定，使用非常简单。
与超再生产电路相比，缺点是成本偏高（RMB35元）。
下面为其管脚排列及推荐电路。
ICRF002使用陶瓷谐振器，换用不同的谐振器，接收频率可覆盖300-440MHz。
MICRF002具有两种工作模式：
扫描模式和固定模式。
扫描模式接受带宽可达几百KHz,此模式主要用来和LC振荡的发射机配套使用，因为，LC发射机的频率漂移较大，在扫描模式下，数据通讯速率为每秒2.5KBytes。
固定模式的带宽仅几十KHz，此模式用于和使用晶振稳频的发射机配套，数据速率可达每秒钟10KBytes。
工作模式选择通过MICRF002的第16脚（SWEN）实现。
另外，使用唤醒功能可以唤醒译码器或CPU，以最大限度地降低功耗。
MICRF002为完整的单片超外差接收电路，基本实现了“天线输入”之后“数据直接输出”，接收距离一般为200米。
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使用声表谐振器的无线发射电路形式很多，这里推出又一款电路，这个电路是我在3年前参考电子报上的文章后，又结合了该文章介绍的那个模块的实样做的，在经过批量生产后，改进了一些参数，现在这款产品真是非常不错。
不过现在这个东东的仿制产品实在太多了，质量差别也很大，但是因为它比较简单，所以我觉得还是很有必要把它弄出来给大家，我在网上也找到许多类似的电路图，不过其中有的是有陷阱的哦，希望大家要注意学会自己辨别一些BUG。
对于这个模块，我没有测试过它的无线发射的绝对功率，不过我们开着汽车在公路上拉过距离，它和普通的315M超再生接收模块相配合，可以达到800米距离，虽然我的电路只要减小一下8050基极电阻的值，通讯距离会加大到1200米甚至更加远，但是经过大量的实验证明，那样不是很可靠的，原因我不是很清楚，可能有2方面的原因，一个是8050在R2小的时候，有轻微的导通，导致发射不能快速截止。
还有一个是R2很小，8050开通电流比较大，对供电可能是一个扰动，而达不到起振要求。
我曾经怀疑过自己的电路是不是很匹配，因此特意买了好多号称1500米的类似模块，发现它们也有一样的不可靠性，普遍表现为偶尔的不能起振或者波特率上不到2K，后来我就增加R2电阻，在大于15K时，发射一直很正常，距离和27K的差不多，所以现在就用这个电阻了，这里的L1L2，我是用0.8mm的免去漆漆包线在3毫米的钻头上绕4圈半脱胎而成。
在制作的时候，或许在PCB布线上还是有些问题的，提醒大家，线路要尽量简单，做到布线越短越好，元件要选好的，PCB板可以用1点5毫米厚的。
超再生接收电路，一直以来，人们总是在说它和超外差比起来，有什么什么不好啊，频带宽呀，抗干扰能力差呀，辐射厉害呀，好象它什么都不好似的，那么我这里可以很明确告诉你，现在市面上绝大部分的防盗报警器所用的无线接收电路，都是用的是超再生电路，几乎全部的遥控玩具，用的也都是那玩意，所以嘛，它的市场还是挺大的，因为它的灵敏度是超外差的所比不上的，而且，调试要比超外差的简单点。
许多朋友也许注意到了，我这里的东西用的高频小电感好象都是用的PCB，为什么呢？
关键是好做啊，虽然我做的时候，做了好多的实验性的工作，但是一旦确定后，它就比较稳定了。
下面对电路做一个简单的介绍，前面环状是PCB电感，后面的可调电容作为调谐使用，调谐的方法就是对着频谱仪，使本振信号调到你要的315MHZ，如果没有频谱仪的话，就对着发射，慢慢地凑，直到可以接收为止，微弱的数据信号从PCB电感的上面经过10K电阻和10UF电容输入到T2的基极，经过初步放大后，进入LM358继续整形放大，放大后的数字信号直接输入到PT2272的信号输入脚14脚进行解码，解码输出脚为PT2272的10-13脚。
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无线电遥控发射头T630是一种内藏开线未经信号的微型发射机，其发射频率为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T631，一个内藏天线，象电视机高频头一样的接收、解调器，其典型工作电压为6V，守候工作电流为1mA，接收频率为265MHz，其体积仅为31X23X10mm。
利用它们可以很方便地制作出各种无线电遥控装置，具有微型化，传输距离远、耗电省、抗干扰能力强等优点。
能够方便地取代红外线、超声波发射及接收头。
无线电射头T630电路原理如图所示。
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。
天线L2采用镀银线或直径为1.5mm的漆包线，天线尺寸为24mm（长）X9mm（高）。
三极管V1选用高频发射管BE414或2SC3355。
无线电遥控接收头T631电路原理如图所示。
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ICLM358，进一步放大整形后由LM358第7脚输出，该印刷电路板实际尺寸为31mmX23CC，天线尺寸为27mm（长）X9mm（高）。
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。
以下是两载采用声表面的收发装置，相对于前面的介绍的电路，具有更远的传输距离、更强的抗干扰能力和更易制作、调试。
发射部分
接收部分
补充一点内容，关于电路中的电感：
产品编号
颜色
最小电感值（nH）
最大电感值（nH）
中心电感值（nH）
Q值
测试频率（MHz）
MD1012U-1.5T-C-F
白
32
52.0
42
92
100
MD1012U-2.5T-C-F
红
60
87.5
115
96
100
MD1012U-3.5T-C-F
橙
95
152.5
210
90
100
MD1012U-4.5T-C-F
黄
130
195.0
260
80
50
MD1012U-5.5T-C-F
绿
175
255.0
335
90
50
MD1012U-6.5T-C-F
蓝
230
328.5
427
90
50
MD1012U-7.5T-C-F
紫
285
413.5
542
95
50
MD1012U-8.5T-C-F
灰
253
464.0
575
80
50
MD1012U-9.5T-C-F
白
372
498.0
625
84
50
MD1012U-10.5T-C-F
红
403
544.0
685
80
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DF无线数据收发模块（315无线模块）[转自互联网]
[日期：
2008-04]
来源：
作者：
[字体：
大 中 小]
无线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。
这是DF发射模块，体积：
19x19x8毫米，右边是等效的电路原理图
主要技术指标：
1。
通讯方式：
调幅AM
2。
工作频率：
315MHZ （可以提供433MHZ，购货时请特别注明）
3。
频率稳定度：
±75KHZ
4。
发射功率：
≤500MW
5。
静态电流：
≤0.1UA
6。
发射电流：
3～50MA
7。
工作电压：
DC3～12V
315MHZ发射模块 8元一个 433MHZ发射模块 8元一个
DF数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。
特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。
声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
DF发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。
比如用PT2262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至DF数据模块的输入端即可。
DF数据模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。
当发射电压为3V时，空旷地传输距离约20～50米，发射功率较小，当电压5V时约100～200米，当电压9V时约300～500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700～800米，发射功率约500毫瓦。
当电压大于l2V时功耗增大，有效发射功率不再明显提高。
这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比较远，比较适合恶劣条件下进行通讯。
天线最好选用25厘米长的导线，远距离传输时最好能够竖立起来，因为无线电信号传输时收很多因素的影响，所以一般实用距离只有标称距离的20％甚至更少，这点需要在开发时注意考虑。
DF数据模块采用ASK方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与DF发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合，否则DF发射模块将不能正常工作。
数据电平应接近DF数据模块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。
DF发射发射模块最好能垂直安装在主板的边缘，应离开周围器件5mm以上，以免受分布参数影晌。
DF模块的传输距离与调制信号頻率及幅度，发射电压及电池容量，发射天线，接收机的灵敏度，收发环境有关。
一般在开阔区最大发射距离约800米，在有障碍的情况下，距离会缩短，由于无线电信号传输过程中的折射和反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会有不同的收发距离。
DF发射模块可以配两种接收模块组合使用
1。
超再生式接模块
超再生接收模块的体积：
30x13x8毫米模块的中间两个引脚都是信号输出，连通的。
这是DF超再生接收模块的等效电路图
主要技术指标：
1。
通讯方式：
调幅AM
2。
工作频率：
315MHZ（可以提供433MHZ，购货时请特别注明）
3。
频率稳定度：
±200KHZ
4。
接收灵敏度：
－106DBM
5。
静态电流：
≤5MA
6。
工作电流：
≤5MA
7。
工作电压：
DC5V
8。
输出方式：
TTL电平
315MHZ超再生接收模块 7元一个 433MHZ超再生接收模块 7元一个
DF接收模块的工作电压为5伏，静态电流4毫安，它为超再生接收电路，接收灵敏度为－105dbm，接收天线最好为25～30厘米的导线，最好能竖立起来。
接收模块本身不带解码集成电路，因此接收电路仅是一种组件，只有应用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用，这种设计有很多优点，它可以和各种解码电路或者单片机配合，设计电路灵活方便。
这种电路的优点在于：
1。
天线输入端有选频电路，而不依赖1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线
2。
输出端的波形相对比较干净，干扰信号为短暂的针状脉冲，所以抗干扰能力较强。
3。
DF模块自身辐射极小，加上电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用，可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。
4。
采用带骨架的铜芯电感将频率调整到315M后封固，这与采用可调电容调整接收频率的电路相比，温度、湿度稳定性及抗机械振动性能都有极大改善。
可调电容调整精度较低，只有3/4圈的调整范围，而可调电感可以做到多圈调整。
可调电容调整完毕后无法封固，因为无论导体还是绝缘体，各种介质的靠近或侵入都会使电容的容量发生变化，进而影响接收频率。
另外未经封固的可调电容在受到振动时定片和动片之间发生位移；温度变化时热胀冷缩会使定片和动片间距离改变；湿度变化因介质变化改变容量；长期工作在潮湿环境中还会因定片和动片的氧化改变容量，这些都会严重影响接收频率的稳定性，而采用可调电感就可解决这些问题，因为电感可以在调整完毕后进行封固，绝缘体封固剂不会使电感量发生变化。
2。
超外差式RX3310接收模块
超外差接收模块的体积：
35x13x8毫米
主要技术指标：
1。
通讯方式：
调幅AM
2。
工作频率：
315MHZ（声表上标注为316.8） （可以提供433MHZ，声表上标注为436，购货时请特别注明）
3。
频率稳定度：
±75KHZ
4。
接收灵敏度：
－102DBM
5。
静态电流：
≤5MA
6。
工作电流：
≤5MA
7。
工作电压：
DC5V
8。
输出方式：
TTL电平
315MHZ超外差接收模块 14元一个 433MHZ超外差接收模块 14元一个
这里提供的超外差接收模块采用进口高性能无线遥控及数传专用集成电路RX3310A，并且采用316.8M声表谐振器，所以工作稳定可靠，适合比较恶劣的环境下全天候工作。
超外差接收机对天线的阻抗匹配要求较高，要求外接天线的阻抗必须是50欧姆的，否则对接收灵敏度有很大的影响，所以如果用1/4波长的普通导线时应为23厘米最佳，要尽可能减少天线根部到发射模块天线焊接处的引线长度，如果无法减小，可以用特性阻抗50欧姆的射频同轴电缆连接（天线焊点右侧有一个专门的接地焊点）
3。
超外差RX3400接收模块
315MHZ3400超外差接收模块 25元一个 433MHZ3400超外差接收模块 25元一个
超外差RX3400接收模块的性能比RX3310的更高，主要是灵敏度更高达到-106DB，适合高要求的系统中。
4。
超外差RX3600高可靠高灵敏接收模块
315MHZ高可靠高灵敏接收模块 29元一个 433MHZ高可靠高灵敏接收模块 29元一个
这是采用RX3600芯片的高可靠高灵敏超外差接收模块，是目前性能最好的接收模块。
5。
超再生低电压微功耗接收模块
315MHZ低电压微功耗接收模块 10元一个
这种是315M超再生低电压低功耗专用接收模块，其他的接收模块工作电压一般要5V以上才能有较好的接收灵敏度，而这种模块工作电压只要3V，静态电流小于220微安，接收灵敏度为－93DB，体积只有25X10X3毫米 。
超再生和超外差接收机的性能区别：
超再生和超外差电路性能各有优缺点，超再生接收机价格低廉，经济实惠，而且接收灵敏度高，但是缺点也很明显，那就是频率受温度漂移大，抗干扰能力差。
超外差式接收机优点是频率稳定，抗干扰能力好，和单片机配合时性能比较稳定，缺点是灵敏度比超再生低，价格远高于超再生接收机，而且近距离强信号时可能有阻塞现象。
DF无线数传模块开发注意事项：
DF模块必须用信号调制才能正常工作，常见的固定码编码器件如PT2262/2272，只要直接连接即可非常简单，因为是专用编码芯片，所以效果很好传输距离很远。
模块输出脚在模块内部通过一个上拉39K电阻到+5V，使用的时候需要考虑解码器件的输入阻抗。
DF模块还有一种重要的用途就是配合单片机来实现数据通讯，这时有一定的技巧。
1。
合理的通讯速率
DF数据模块的最大传输数据速率为9.6KBs，一般控制在2.5k左右，过高的数据速率会降低接收灵敏度及增大误码率甚至根本无法工作。
2。
合理的信息码格式
单片机和DF模块工作时，通常自己定义传输协议，不论用何种调制方式，所要传递的信息码格式都很重要，它将直接影响到数据的可靠收发。
码组格式推荐方案：
前导码＋同步码＋数据帧
前导码长度应大于是10ms，以避开背景噪声，因为接收模块接收到的数据第一位极易被干扰（即零电平干扰）而引起接收到的数据错误。
所以采用CPU编译码可在数据识别位前加一些乱码以抑制零电平干扰。
同步码主要用于区别于前导码及数据。
有一定的特征，好让软件能够通过一定的算法鉴别出同步码，同时对接收数据做好准备。
数据帧不宜采用非归零码，更不能长0和长1。
采用曼彻斯特编码或POCSAG码等，如下面的数据格式有一定检错功能：
3。
单片机对接收模块的干扰
单片机模拟2262时一般都很正常，然而单片机模拟2272解码时通常会发现遥控距离缩短很多，这是因为单片机的时钟频率的倍频都会对接收模块产生干扰，
51系列单片机工作的时候，会产生比较强的电磁辐射，频率范围在9MHZ-900MHZ，因此它会影响任何此频率内的无线接收设备的灵敏度，解决的方法是尽量降低CPU晶体的频率。
测试表明：
在1M晶体的辐射强度，只有12M晶体时的1/3，因此，如果把晶体频率选择在500K以下，可以有效降低CPU的辐射干扰。
另外一个比较好的方法是：
将接收模块通过一个3芯屏蔽电缆（地，+5V，DATA，屏蔽线的地线悬空）将模块引出到离开单片机2米以外，则不管51CPU使用那个频率的晶体，这种干扰就会基本消除。
对于PIC单片机，则没有上述辐射干扰。
可以任意使用。
还可以改用频点较高的接收频率，如433MHz就可增加遥控距离，或者需要采用一些抗干扰措施来减小干扰。
比如单片机和遥控接收电路分别用两个5伏电源供电，将DF接收板单独用一个78L05供电，单片机的时钟区远离DF接收模块，降低单片机的工作频率，中间加入屏蔽等。
对单片机模拟2272解码有兴趣的网友可以查看在本网页末尾我们的专门介绍资料。
接收模块和51系列单片机接口时最好做一个隔离电路，能较好地遏制单片机对接收模块的电磁干扰。
DF接收模块工作时一般输出的是高电平脉冲，不是直流电平，所以不能用万用表测试，调试时可用一个发光二极管串接一个3K的电阻来监测DF模块的输出状态。
DF无线数据模块和PT2262/PT2272等专用编解码芯片使用时，连接很简单只要直接连接即可，传输距离比较理想，一般能达到600米以上，如果和单片机或者微机配合使用时，会受到单片机或者微机的时钟干扰，造成传输距离明显下降，一般实用距离在200米以内。
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