简易无线遥控系统设计毕业设计

简易无线遥控系统设计毕业设计内容摘要：

简易无线遥控系统设计 1 讨论 如果反馈电压 Vf 和输入电压 Va 的相位相同，而振幅不等，就会出现两种情况 ∣ Vf∣ ∣ Va∣，即使电路中产生了振荡，但每经过一轮放大反馈的循环， Vo 的振幅就会减少一些，最终振荡消失。 ∣ Vf∣ ∣ Va∣，每经过一个循环，∣ Vo∣的振幅就会增大一些，电路中产生增幅振荡，最终由于器件进入非线性区而出现失真。 讨论 若反馈电压 Vf 和输入电压 Va 不仅幅度相等，而且相位相同，则放大器在没有外加输入信号的情况下，也能维持有等辐的输出电压 Vo。 讨论 ∣ AF∣ =1 是维持振荡的幅度条件，电路能够起振的幅度条件是∣ AF∣ 1，稳定之后满足∣ AF∣ =1 以维持等辐振荡。 另外， ψ a+ψ a=2nπ 称为相位平衡条件。 以上条件同时满足，电路才能起振。 讨论 作为正弦波振荡器，除了必须有一个放大器和一个反馈网络外，还必须要有选频网络和稳幅器。 依靠选频网络的选频特性，可能是电路只能在某个期望的频率上同时满足。 相位平衡条件和振幅平衡条件才能使振荡器输出单一频率的正弦波振荡。 反馈网络与选项网络可以合二为一，由一个网络完成。 2） 基础 LC 选频放大电路 下面首先讨论组 成 LC 正弦波振荡电路的基础 LC 选频放大电路。 （ 1） LC 并联谐振回路及特点 在选频放大电路中经常用到的谐振回路是如图 所示的 LC并联谐振回路。 图 LC 并联谐振回路 Figure LC merges the to flap the back track 图 中 R表示回路的等效损耗电阻。 由图可知， LC 并联谐振回路 的等效阻抗为 有上式可知 ,LC 并联谐振回路有如下特点： )1(z CLjRLC  简易无线遥控系统设计 1 ① 谐振频率为 LC1 或 LCf  2 1 ② 谐振是，回路的等效阻抗为纯电阻，阻值最大 ③ 信号源电流与振荡回路中的支路电流的关系： ∣ iL∣≈∣ iC∣＝ Q∣ iS∣ 式中 称为品质因素。 上式表明： LC 电路谐振时，支路电流近似为总电流的 Q 倍。 通常， Q1，所以，谐振时 LC 并联回路电流比输入电流大得多。 也就是说，在谐振回路中外界的影响可以忽略。 这个结论对于分析 LC 正弦波振荡电路时十分有用的。 3） 西勒振荡器 西 勒振荡器如图 所示，其振荡角频率为 起 振条件为 式中 图 西勒振荡器 Figure West reined oscillator 最终我们考虑到：主振可采用晶体振荡或 LC 振荡，题目要求载频为 6～10MHz。 若采用普遍晶体倍频方式，假设为三倍频，则晶体频率要低于 ，CLCQLQZ   1CLRRCLRQ 1100   简易无线遥控系统设计 1 在这种情况下难于获得足够的频率。 例如，用摩托罗拉公司的单片集成 FM 调制芯片 MC2833 实现 电抗管晶体三倍频调频时，实测三倍调频后的最大频偏位 420Hz。 若采用专用调频晶体，价格有太 高。 因此本设计选择了变容二极管直接调频的西勒电路。 既可以获得较大的频偏，又可保证一定的频率稳定度。 定义：以传输媒介为基础的信号通道，必不可少。 1） 狭义信道：信号的传输媒质 (在发送器和接收器之间的物理通路 ） ；电磁波被导向沿着固体媒体传输 :双绞线、同轴电缆、光纤 :自由空间、无线电 (短波、微波、卫星）、红外线 2)广义信道：除传输媒质外，还包括通信系统的某些设备所构成的部分。 ：从调制器输出端到解调器输入端。 :从编码器输出端到译码器输入端，根据具体问题来选择不同类型的信道。 图 信道模型 Figure A model of believe the way 3） 信道的数学模型 其数学模型又分：恒参信道和随参信道。 我们所说的无线通信两种都含有，不过是理 想环境和实际环境的两种数学模型。 我们主要靠恒参信道来做理论研究。 随参信道的研究是实际应用的知识，要靠大量的实际测量和研究才行。 我们做的设计支考虑恒定参数就行。 理想恒参信道就是理想的无失真传输信道，其等效的线性网络传输特性为 其 中 Ko 为传输系统， td为时间延迟，它们都是与频率 无关的常数。 4） 加性噪声 热噪声的功率谱密度可表示为 简易无线遥控系统设计 1 Pn（ f） =2RKT(V2/Hz) T 为所测电阻的绝对温度， K=*1023(J/K)为波尔兹曼常数 通常都将热噪声看成高斯白噪声。 高斯白噪声的双边功率谱密度为 其自相关函数为 5)信道容量 是指信道中信息误差多传输的最大速率 连续信道的信道容量为 即香农公式 香农公式表明的是当信号与信道加性高斯白噪声的平均功率给定时，在具有一定频率带宽度的信道上，理论上单位时间内肯能传输的信息量的极限数 值。 晶体管放大电路 1) 电压增益与功率增益： 电压增益（ Au）等于放大器输出电压与输入电压之比；而功率增益（ Af）等于放大器输出给负载的功率与输入功率之比。 2) 通频带： 通频带是放大器的电压增益下降到电压值的 倍时，所对应的频带宽度。 用 2Δ 来表示 3) 矩形系数： 矩形系数是表示放大器选择性好坏的一个参量。 而选择性是表示选取有用信号，抑制无用信号的能力。 理想的频带放大器应该对通频带内的频谱分量有同样的放大能力，而对通频带以外色频谱分量要完全抑制，不予放大。 理想的频带放大器的频率曲线应该是矩形。 但是实际放大器的频率曲线与矩形有较大的差异，矩形系数用来此傲视实际曲线形状结晶理想矩形的程度，通常用 来表示，其定义为 式中 2Δ F 为放大器的通频带； 2Δ F 为放大器的电压增益下降至最大值的 简易无线遥控系统设计 1 倍时所对应的频带宽度。 4) 工作稳定性： 工作稳定性是指放大器的直流偏执、晶体管参数、 电路元件参数等发生可能变化时，放大器的主要性能的稳定程度。 一般的不稳定现象是增益变化，中心频率偏移、通频带变化，谐振曲线变形等。 不稳定状态的极端情况是放大器自激，以至放大器不能完全工作，对于放大器来说应该特别注意工作稳定性。 5) 噪声系数 噪声系数表示放大器性能好坏的一个参量，对于放大器来说总是希望本身的噪声越小越好，及要求噪声系数接近与 1。 1) 静态工作点的确定： 有晶体管 2SC763 的输出特性曲线，特性参数以及实际电路的需要来确定放大电路的元件参数。 此晶体管集电 极最大允许电流 I=100mA。 集电极最大允许的耗散功率Pcm=450wW。 基极开路（ i=0）时，集电极 发射极间的反向击穿电压 V=45V；选取静态集电极 发射极间的电压小于 Vcbo,集电极耗散功率小于 PC,当静态工作点必须位于放大区的安全区域内，根据直流负载线方程 Vcc=t(Rc+RC)求得静态工作点 Q的选取位置。 这样就可以确定 Ir为 20Ua,Ic=14Mv,Vcr=6V，在分析静态工作点 时 在 IIIb 及 VbVbe 的条件下可认为 I1=I2,Vr=Ve，通常 I1越大于 Ib及 Vb 越大于 Vbe，则该电路稳定 Q点的效果越好，单位量兼顾其他指标，设计这种电路时一般可以选取。 在本设计中最后确定的参数如下所示 简易无线遥控系统设计 1 可得 满足条件。 a 放大器的频率特性 单调谐放大器的幅频特性与 LC 并联谐振回路的幅频特性是相同。 调谐放大器的选频特性决定于 LC 谐振回路的幅频特性。 b 阻抗匹配问题 通过上述分析可知，在实际的工作中信号源内阻 Rs 及负载 Rl对 LC 谐振回路的影响较大，会使谐振回路的 Q 值下降。 通频带加宽，选择性变坏。 通常情况下信号源内阻 Rs 及负载电阻 Rl 的数值是固定不变的。 在高频电路中采用 LC 阻抗变换网络，将 Rs 或 Rl变换 成合适的值时再与回路连接，这样可以降低他们对回路 Q值的影响，同时，阻抗匹配的必要性还再与以下几点：。 、低噪放大器或混频器等接收机前端可以改善噪声系数、 ，相当于提高了效率；延长了电池的使用寿命。 阻抗变换网络首先应该是无损耗的，因此不能用电阻网络组成。 常用的阻抗变换电路有变压器阻抗变换电路、部分接入阻抗变换、 L网络阻抗变换， T 和 型匹配网络，其中在本设计中运用了变压器阻抗变换电路。 设初级绕组电感量为 L1，次级电感量为 L2， M为互感， K为耦合系数，且。 耦合系数 K表示初、次级线圈的紧密程度， K越大，表示耦合越紧， K的最大值为 1。 初级、次级均绕在磁芯上的变压器称为磁芯变压器，无磁芯变压器称为空芯变压器。 与空芯变压器相比，磁芯变压器的耦合紧，漏磁小，耦合系数近似于为 1。 但是由于磁芯的损耗率随着频率的升高而增大，因此，磁芯变压器的工作频率没有空芯变压器的高。 在选择磁芯时，要特别注意它的导磁率和损耗。 在分析时，仅从理想状态来分析，设变压器在无损耗，它将能量有原边输出到副边输出，在传输过程 中，仅将电压、电流按变化比作数值变化。 电流、电压方向如图所示， N N2 分别为变压器的初、次级线圈的匝数，则理想变压器的变换功能如下： 由以上式可得 简易无线遥控系统设计 1 这样可以通过改变 w的比值来调整的大小 ,以便达到阻抗匹配。 第三章 主要电路设计方案 发射机功放电路的选择 功率放大器一般可有推动级、中间级和输出机组成，具体级数应有所要求的 总功率增益而定，题目要求输出功率不大 20mW,假设天线特性阻抗为 75欧姆 ，则在匹配良好条件下天线上电压峰值要小于。 一般西勒振捣器输出电压峰 峰值为 1V可实现的。 雇佣一级功 率放大应能满足要求。 考虑到前后级影响的问题，在振荡器与功放间加入了一级射随器，起隔离和激励的作用。 鉴于输出功率低，兼顾效率，功放管工作状态选为甲乙类。 接收放大器 为保证接收机的灵敏度。 高频晶体管 2SC763。 为获得一定电压增益，采用共射极谐振放大电路。 接收机解调器 通过查阅资料，选择了摩托罗拉的单片集成窄带 FM解调芯片 MC3361 构成解调电路。 MC3361 的特点为低功耗、低电压和高灵敏度，在窄带语音和数据通信中有良好的镜频抑制能力。 控制部分 控制对象是 8 路设备 ，均只有开关状态 ，并 采用 4 位二进制码表示各控制状态。 AB。