玩具汽车无线遥控电路无线遥控电路分析-固定编码芯片-学习型编码解码芯片-滚动码芯片解析课件.ppt
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1、高频电子技术高频电子技术第第5章章高频电子技术在遥控中的应用 第第5 5章教学要点章教学要点 1 1、无线遥控电路的组成和分类方法、无线遥控电路的组成和分类方法 2 2、编解码芯片的分类、编解码芯片的分类 3 3、固定编码固定编码/解码芯片解码芯片PT2272/PT2262PT2272/PT2262、学习型编解码芯片学习型编解码芯片eV1527/TDH6300eV1527/TDH6300的主要的主要性能和使用方法性能和使用方法 4 4、了解滚动码编解码芯片的原理和主要了解滚动码编解码芯片的原理和主要特性特性 5 5、识读滚动码编解码芯片组成的遥控电、识读滚动码编解码芯片组成的遥控电路路 5.1
2、5.1玩具汽车无线遥控电路剖析玩具汽车无线遥控电路剖析5.1.1 5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析玩具汽车无线遥控电路剖析 遥控玩具汽车由手持遥控器和玩具汽车组成,遥控器上遥控玩具汽车由手持遥控器和玩具汽车组成,遥控器上有四个按键,分别用来控制汽车左转、右转、前进和后退有四个按键,分别用来控制汽车左转、右转、前进和后退,装在手持遥控器上的发射电路如图所示装在手持遥控器上的发射电路如图所示。5.1.1 5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析玩具汽车无线遥控电路剖析 发射方电路可以分发射方电路可以分为控制指令电路、编为控制指令电路、编码电路和无线发射电码电路和无线发射电路三大块,如图中三路三大块
3、,如图中三个虚线框所示。控制个虚线框所示。控制指令电路用来产生控指令电路用来产生控制汽车马达转动的指制汽车马达转动的指令,四个开关令,四个开关K K1 1K K4 4分别用来控制汽车的分别用来控制汽车的四种运动:右转、后四种运动:右转、后退、前进或左转。退、前进或左转。控制指令经编码电路编码后再经电容控制指令经编码电路编码后再经电容C C1 1输入发射电路对输入发射电路对载波进行调制并向外发射。载波进行调制并向外发射。TX-2TX-2为编码集成电路,它的作为编码集成电路,它的作用是将控制指令转换为相应的指令编码,用是将控制指令转换为相应的指令编码,5.1.1 5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖
4、析玩具汽车无线遥控电路剖析 控制指令不直接控制指令不直接输入无线发射电路输入无线发射电路对载波进行调制,对载波进行调制,而要经过编码电路而要经过编码电路编码后才用来对载编码后才用来对载波进行调制呢?主波进行调制呢?主要有以下两点理由。要有以下两点理由。(1 1)利于区别不同的指令)利于区别不同的指令 假如不进行编码,接收电路接收到信号后无法区分所接假如不进行编码,接收电路接收到信号后无法区分所接收到的是四个按键信号中的哪一个。收到的是四个按键信号中的哪一个。(2 2)提高抗干扰能力)提高抗干扰能力 简单的按键一按一放所形成的单脉冲很难与接收机周围简单的按键一按一放所形成的单脉冲很难与接收机周围
5、空间存在的无线电干扰相区分。空间存在的无线电干扰相区分。5.1.1 5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析玩具汽车无线遥控电路剖析 装装在在汽汽车车上上的的接接收收电电路路如如图图所所示示 5.1.1 5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析玩具汽车无线遥控电路剖析 接收方的电路接收方的电路可分为无线接收可分为无线接收电路、解码电路电路、解码电路和指令执行电路。和指令执行电路。接收电路通过天接收电路通过天线接收来自发射方线接收来自发射方的射频信号,进行的射频信号,进行放大、解调并复原放大、解调并复原发射方所发射的基发射方所发射的基带信号。带信号。为了得到控制指令,就需要将指令编码为了得到控制指令,就
6、需要将指令编码信号恢复为控制指令,承担这个任务的电信号恢复为控制指令,承担这个任务的电路就是解码电路。路就是解码电路。执行电路用来控制汽车的运动执行电路用来控制汽车的运动 5.1.1 5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析玩具汽车无线遥控电路剖析 解码后的信号从解码芯片解码后的信号从解码芯片RX-2RX-2的的“7”“7”、“6”“6”、“10”“10”和和“11”“11”脚输出,分别与脚输出,分别与K K1 1、K K2 2、K K3 3和和K K4 4键所产生的控制指令键所产生的控制指令相对应,对应关系如表和图所示相对应,对应关系如表和图所示 K K1 1键按下时键按下时“7”“7”脚输出高
7、电平(脚输出高电平(2.02.0V V),),其余各引脚低电其余各引脚低电平;平;K K2 2按下时按下时“6”“6”脚输出高电平,其余各引脚低电平;脚输出高电平,其余各引脚低电平;K K3 3、K K4 4按下时按下时“10”“10”、“11”“11”脚输出高电平,其余各引脚低电平,脚输出高电平,其余各引脚低电平,如图所示。如图所示。5.1.1 5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析玩具汽车无线遥控电路剖析 下面分析执行电路工作情况下面分析执行电路工作情况 K K1 1键按下时键按下时TR-1“6”TR-1“6”脚输出高脚输出高电平电平2.02.0V V,其余各引脚低电平,其余各引脚低电平,这
8、时这时VTVT3 3、VTVT5 5和和VTVT2 2饱和导通,电饱和导通,电机机M M1 1右边接右边接3 3V V电源,左边接地,电源,左边接地,汽车右转;汽车右转;K K2 2键按下时键按下时TR-1“10”TR-1“10”脚输出脚输出高电平高电平2.02.0V V,其余各引脚低电其余各引脚低电平,这时平,这时VTVT9 9、VTVT1111和和VTVT8 8饱和导饱和导通,电机通,电机M M2 2右边接右边接3 3V V电源,左边电源,左边接地,汽车后退;接地,汽车后退;类似地,类似地,K K3 3键按下时键按下时“11”“11”脚输脚输出高电平,汽车前进;出高电平,汽车前进;K K4
9、 4键按下时键按下时“7”“7”脚输出高电平,汽车左转。脚输出高电平,汽车左转。5.1.2 5.1.2 一般无线遥控装置的电路组成一般无线遥控装置的电路组成 实现无线遥控的整套设备称为遥控系统或遥控装置,遥控实现无线遥控的整套设备称为遥控系统或遥控装置,遥控装置除了电路以外还包括受控的电机、灯泡、汽车、机器人装置除了电路以外还包括受控的电机、灯泡、汽车、机器人等机械部件,我们的讨论仅限于电路,为简化起见,也将遥等机械部件,我们的讨论仅限于电路,为简化起见,也将遥控装置称为遥控电路。控装置称为遥控电路。根据前面的讨论,可以用框图来表示遥控玩具汽车电路根据前面的讨论,可以用框图来表示遥控玩具汽车电
10、路 它由控制指令电路、指令编码、无线发射电路、无线接它由控制指令电路、指令编码、无线发射电路、无线接收电路、解码电路和执行电路等收电路、解码电路和执行电路等6 6部分组成。有些较为复杂部分组成。有些较为复杂的遥控电路还需要在解码电路和执行电路之间加入的遥控电路还需要在解码电路和执行电路之间加入译码电译码电路路,我们来说明为什么要加入译码电路,它在遥控电路中,我们来说明为什么要加入译码电路,它在遥控电路中起什么作用。起什么作用。5.1.2 5.1.2 一般无线遥控装置的电路组成一般无线遥控装置的电路组成 还是以遥控玩具汽车为例,按下按键还是以遥控玩具汽车为例,按下按键K K1 1、K K2 2、
11、K K3 3和和K K4 4可以可以使汽车右转、后退、前进或左转。现在希望增加一个功能,使汽车右转、后退、前进或左转。现在希望增加一个功能,即同时按下即同时按下K K1 1、K K3 3时汽车前进的同时鸣笛,如何做到这一点时汽车前进的同时鸣笛,如何做到这一点呢?呢?常用的办法是在解码之后增加一个译码电路,同时在执常用的办法是在解码之后增加一个译码电路,同时在执行电路中增加蜂鸣器电路如图所示。行电路中增加蜂鸣器电路如图所示。K K1 1、K K3 3同时按下时,由表可以看出,这时译码器输出端同时按下时,由表可以看出,这时译码器输出端a3a3、a5a5为高电平,其余各输出端为低电平,为高电平,其余
12、各输出端为低电平,a3a3使汽车前进,使汽车前进,a5a5使使VTVT1111饱和导通,蜂鸣器发声。饱和导通,蜂鸣器发声。5.1.2 5.1.2 一般无线遥控装置的电路组成一般无线遥控装置的电路组成 增加了译码电路之后,一般的无线遥控电路框图如下。增加了译码电路之后,一般的无线遥控电路框图如下。它由控制指令电路、指令编码、无线发射电路、无线接它由控制指令电路、指令编码、无线发射电路、无线接收电路、解码电路、译码电路和执行电路等收电路、解码电路、译码电路和执行电路等7 7部分组成。部分组成。我们已经学习过无线发射和接收电路,执行电路随受控对我们已经学习过无线发射和接收电路,执行电路随受控对象变化
13、,不同的受控对象,其执行电路有很大差异,本章重象变化,不同的受控对象,其执行电路有很大差异,本章重点介绍常用的编码点介绍常用的编码/解码电路和控制指令电路,在此基础上介解码电路和控制指令电路,在此基础上介绍几类常用遥控电路。绍几类常用遥控电路。5.2 5.2 无线遥控装置的分类无线遥控装置的分类 5.2.1 5.2.1 遥控装置中通路和通道的概念遥控装置中通路和通道的概念 无线遥控装置中,控制指令是通过高频无线电波传播的,无线遥控装置中,控制指令是通过高频无线电波传播的,我们将高频无线电波所经过的路径称为我们将高频无线电波所经过的路径称为“通路通路”,简称,简称“路路”;将控制信号传播所经过的
14、路径称为;将控制信号传播所经过的路径称为“通道通道”。高频无线电波只在发射电路和接收天线之间传播,因此高频无线电波只在发射电路和接收天线之间传播,因此遥控装置的遥控装置的“通路通路”只存在于无线发射和接收电路之间。只存在于无线发射和接收电路之间。控制指令则不同,在无线发射电路和接收电路之间,控制控制指令则不同,在无线发射电路和接收电路之间,控制指令由高频信号携带着传输,控制信号与高频无线电波沿着指令由高频信号携带着传输,控制信号与高频无线电波沿着相同的路径传播,但从控制指令产生以后直至输入发射电路相同的路径传播,但从控制指令产生以后直至输入发射电路前,以及接收电路解调出指令编码以后直至执行电路
15、,控制前,以及接收电路解调出指令编码以后直至执行电路,控制信号并没有与高频信号混在一起。信号并没有与高频信号混在一起。可见,遥控电路中控制指令所经过的可见,遥控电路中控制指令所经过的“通道通道”与高频无与高频无线电波传播的线电波传播的“通路通路”是两个不同的概念,两者既有联是两个不同的概念,两者既有联系,又可以明确地区分。系,又可以明确地区分。5.2.1 5.2.1 遥控装置中通路和通道的概念遥控装置中通路和通道的概念 下图画出了遥控玩具汽车高频无线电信号的通路和控制指下图画出了遥控玩具汽车高频无线电信号的通路和控制指令的通道。高频无线电信号的传输路径由点线表示,控制指令的通道。高频无线电信号
16、的传输路径由点线表示,控制指令的通道由虚线表示,由图可知高频通路只有令的通道由虚线表示,由图可知高频通路只有1 1路,通道则路,通道则有有4 4道。道。5.2.2 5.2.2 无线遥控装置分类无线遥控装置分类 1 1、按通路和通道数分类、按通路和通道数分类 无线遥控电路的结构和功能在很大程度上决定于该装置所无线遥控电路的结构和功能在很大程度上决定于该装置所包含的通路和通道数,不同通路和通道数的遥控电路,其功包含的通路和通道数,不同通路和通道数的遥控电路,其功能常有较大的差异;相同通路和通道的遥控装置往往具有许能常有较大的差异;相同通路和通道的遥控装置往往具有许多相同的特征,多相同的特征,因此,
17、按照通路和通道数对遥控装置进行分因此,按照通路和通道数对遥控装置进行分类显然是一种合理的分类方法。类显然是一种合理的分类方法。(1 1)单路单通道遥控)单路单通道遥控 只有一个通路和通道的遥控装置称为单路单通道遥控装只有一个通路和通道的遥控装置称为单路单通道遥控装置,第置,第1 1章所剖析的无线遥控门铃就属于单路单通道装置。章所剖析的无线遥控门铃就属于单路单通道装置。遥控门铃只有一个高频通路,因此称其为单路,只有一个指遥控门铃只有一个高频通路,因此称其为单路,只有一个指令通道,为单通道,因此称为单路单通道遥控装置。令通道,为单通道,因此称为单路单通道遥控装置。5.2.2 5.2.2 无线遥控装
18、置分类无线遥控装置分类 (2 2)单路多通道遥控)单路多通道遥控 只有一个高频信号通路,具有多个控制指令通道的遥控装只有一个高频信号通路,具有多个控制指令通道的遥控装置称为单路多通道遥控装置。前面讨论的无线遥控玩具汽车置称为单路多通道遥控装置。前面讨论的无线遥控玩具汽车即属于单路多通道遥控装置。下图画出了高频信号的通路和即属于单路多通道遥控装置。下图画出了高频信号的通路和控制指令的通道,通路只有控制指令的通道,通路只有1 1个,而通道有个,而通道有4 4个,因此这种遥个,因此这种遥控装置属于单路控装置属于单路4 4通道遥控装置。通道遥控装置。5.2.2 5.2.2 无线遥控装置分类无线遥控装置
19、分类 (3 3)多路单通道遥控)多路单通道遥控 多个高频信号通路,多个高频信号通路,1 1个控制指令通道的装置称为多路单通个控制指令通道的装置称为多路单通道遥控装置。多路单通道遥控电路可以是道遥控装置。多路单通道遥控电路可以是“一发多收一发多收”式式的,也可以是的,也可以是“多发一收多发一收”的的。右图所示是家用照明灯遥控装右图所示是家用照明灯遥控装置,若遥控器有置,若遥控器有4 4个按键,则可个按键,则可分别控制四盏灯,如客厅照明分别控制四盏灯,如客厅照明灯、卧室照明灯、书房照明灯和灯、卧室照明灯、书房照明灯和卫生间照明灯等。卫生间照明灯等。这一装置属这一装置属“一发多收一发多收”式结构式结
20、构 5.2.2 5.2.2 无线遥控装置分类无线遥控装置分类 (3 3)多路单通道遥控)多路单通道遥控 “多发一收多发一收”结构如图。家用无线报警装置即为多发一收结构如图。家用无线报警装置即为多发一收的实例。家用防盗报警装置安装了多个传感器,用于对各种的实例。家用防盗报警装置安装了多个传感器,用于对各种异常情况进行报警,例如室内有人活动即报警的熱释红外传异常情况进行报警,例如室内有人活动即报警的熱释红外传感器、窗玻璃被击破时报警的振动传感器、门被异常打开时感器、窗玻璃被击破时报警的振动传感器、门被异常打开时报警的传感器等,这些传感器的报警信号都通过各自的无线报警的传感器等,这些传感器的报警信号
21、都通过各自的无线发射电路向外发射,由一个接收电路接收,该接收电路控制发射电路向外发射,由一个接收电路接收,该接收电路控制一个音响报警器。一个音响报警器。5.2.2 5.2.2 无线遥控装置分类无线遥控装置分类 (4 4)多路多通道遥控)多路多通道遥控 多个高频信号通路,多个控制指令通道的装置称为多路多通多个高频信号通路,多个控制指令通道的装置称为多路多通道遥控装置,也可分为多发一收和多收一发或多发多收等。道遥控装置,也可分为多发一收和多收一发或多发多收等。右图所示的是多右图所示的是多发一收遥控装置,发一收遥控装置,属于这种结构的典属于这种结构的典型例子是医院病床型例子是医院病床呼叫系统。呼叫系
22、统。每张病床旁都安每张病床旁都安装一个发射装置,装一个发射装置,护士工作站安装接护士工作站安装接收装置。收装置。5.2.2 5.2.2 无线遥控装置分类无线遥控装置分类 用一个遥控器对用一个遥控器对6 6只白炽只白炽灯的开闭及亮度进行遥灯的开闭及亮度进行遥控,每只白炽灯旁都需要控,每只白炽灯旁都需要安装一个接收电路,该电安装一个接收电路,该电路应具有多个控制指令通路应具有多个控制指令通道,例如灯的亮度分三道,例如灯的亮度分三 (4 4)多路多通道遥控)多路多通道遥控 右图所示的是一发多收的多路多右图所示的是一发多收的多路多通道遥控装置组成框图,属于这种通道遥控装置组成框图,属于这种结构的典型例
23、子是家电设备集中管结构的典型例子是家电设备集中管理系统。理系统。挡,可安排挡,可安排3 3个指令通道,集中控制器(遥个指令通道,集中控制器(遥控器)与多个接收电路之间有控器)与多个接收电路之间有6 6个无线高频个无线高频信号通路,每个接收电路又包含信号通路,每个接收电路又包含3 3个通道。个通道。5.2.2 5.2.2 无线遥控装置分类无线遥控装置分类 无线遥控装置也可以根据所使用的编码解码芯片类型的不无线遥控装置也可以根据所使用的编码解码芯片类型的不同进行分类。根据目前所使用的编解码芯片类型的划分,可同进行分类。根据目前所使用的编解码芯片类型的划分,可以将遥控装置分为以下以将遥控装置分为以下
24、4 4类。类。(1 1)无地址码型遥控装置)无地址码型遥控装置(2 2)固定编码型遥控装置)固定编码型遥控装置(3 3)学习码型遥控装置)学习码型遥控装置(4 4)滚动码型遥控装置)滚动码型遥控装置 2 2、按照编码解码芯片的性能分类、按照编码解码芯片的性能分类 编码芯片只对控制指令进行编码时,属第一类。第编码芯片只对控制指令进行编码时,属第一类。第1 1章所章所剖析的遥控门铃及本章前面讨论的遥控玩具汽车都属无地址剖析的遥控门铃及本章前面讨论的遥控玩具汽车都属无地址码型遥控。码型遥控。5.2.2 5.2.2 无线遥控装置分类无线遥控装置分类 无线遥控装置还可以按其他方法分类。无线遥控装置还可以
25、按其他方法分类。3 3、遥控装置的其它分类方法、遥控装置的其它分类方法 时分制遥控和频分制遥控时分制遥控和频分制遥控 按信号组合体制的不同,无线遥控装置可分为时分制遥控按信号组合体制的不同,无线遥控装置可分为时分制遥控和频分制遥控两类。各种控制指令按照一定的时间顺序先后和频分制遥控两类。各种控制指令按照一定的时间顺序先后发送时,称为时分制遥控;用不同频率的音频信号代表各种发送时,称为时分制遥控;用不同频率的音频信号代表各种控制指令,再将这些音频信号调制到高频载波上进行发送控制指令,再将这些音频信号调制到高频载波上进行发送的,称为频分制遥控。的,称为频分制遥控。开关型遥控装置和比例型遥控装置开关
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