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遥控设备中,接收机常用的有3种方式接收高频信号:直放式接收机、一次变频接收机和二次变频接收机。下面对这3种接收方式简单地介绍。
最初遥控设备的接收机属于直放式,它的特点是:从天线上接收到的高频信号,在检波以前,一直不改变它原来的高频频率(即高频信号直接放大)。它的缺点是,在接收频段的高端和低段的放大不一样,整个波段的灵敏度不均匀。如果要提高灵敏度,必须增加高频放大的级数,由此带来各级之间的统一调谐的困难,而且高频放大器增益做不高,容易产生自激。这种方式目前在玩具中应用广泛。
为克服上述矛盾,如果能够把接收机接收到的高频信号都变换成固定的中频信号进行放大检波,从而使整个波段的灵敏度均匀。由于中频频率比变换前的信号频率低,而且频率固定不变,所以任何电台的信号都能得到相等的放大量,同时总的放大量也可以较高。本机振荡器产生一个始终比接收信号高(或低)一个中频频率的振荡信号,在混频器内利用晶体管的非线性将振荡信号与接收信号相减产生一个新的频率即中频,这就是超外差(超内差)接收机。
为了获得较好的选择性和灵敏度,在获得中频信号以后在加以放大,即中频放大,这样接收机的接收质量大大提高。它有如下几个优点:
a. 由于变频后为固定的中频,频率比较低,容易获得比较大的放大量,因此接收机的灵敏度可以做得很高。
b. 由于外来高频信号都变成了一种固定的中频,这样就容易解决不同电台信号放大不均匀的问题。
c. 由于采用差频作用,外来信号必须和振荡信号相差为预定的中频才能进入电路,而且选频回路、中频放大谐振回路又是一个良好的滤波器,其他干扰信号就被抑制了,从而提高了选择性。
但是超外差式电路也有不足之处,会出现镜像频率干扰和中频干扰,这二个干扰是超外差式接收机所特有的干扰。超外差式接收机的中频选择性,就是接收机对外来的455kHz(或465kHz)中频信号的抗干扰能力。由于输入回路的谐振频率比455kHz(或465kHz)高,所以输入回路对中频干扰有较大的抑制能力。
镜像频率干扰是超外差接收机特有的现象,设信号频率为fs,振荡频率为fc,中频fid=fc-fs, 在比fs高二个中频处就有一个频率fm,,它象是以fc为镜子,站在fs处看到的镜像,所以称像频。
镜像频率如果位于输入回路的通频带内,通过外差的变频作用就会把像频位置以及附近的电台信号搬移到中频带内,对接收信号形成干扰。如果像频位置以及附近处无信号,就只增加了点噪声,降低了信噪比;如果像频处正好有一个电台信号,该信号就会和接收信号差拍形成啸叫,较强的像频会喧宾夺主,抑制掉输入信号;如果电台信号不正好在像频处,而是在像频附近,则会形成混台,产生偏调失真。
同频干扰在硬件上没有办法解决,只能用方向性天线来避开干扰,如果干扰与接收信号来自同一方向,这种方法就失灵了。像频干扰就得用二次或多次变频来解决,这就是本文讨论的内容。
为提高镜像频率抑制能力和提高灵敏度,为使输入回路在整个波段内保持比较均匀的灵敏度,在二次变频中,设接收信号频率是fs,一本振是fc1,一中频fid1 = fc1- fs,只要把一中频fid1 选取得足够高,第一像频fm1=fs 2 fid1 就远离fs,不会落入输入通频带内。二次变频还会产生第二像频fm2=fc2 fid2 = fid1 2fid2,由于第二中频频率较低,频通带很窄,第二像频不会落入带内;并且fm2是一个固定频率,可用陷波或吸收回路把它彻底抑制掉。可见,只要选择足够高的一中频,高端的像频抑制也容易做到40dB以上。
WFLY天地飞的WFR09二次变频接收机,采用带调谐回路的天调电路、带调谐回路的高放电路、高性能带通滤波网络、窄带微型晶体滤波器等,大大提高了灵敏度、选择性和抗干扰性能。该产品的体积44.88mm x 27.90mm x 16.39mm,含外壳晶体重量19克。2100433B
航空航天遥控系统有下列一些特点:
①、飞行器上一般用低增益的全向性(或宽波束)天线。为保证远距离的飞行器在任何姿态下都能接收到指令,遥控系统的发射功率必须很大,而且采用有自动跟踪能力的高增益定向天线。
②、为了对飞行器实行实时控制,要求遥控系统有很大的指令容量(指令条数多)。传输设备常采用各种编码技术,以保证遥控系统具有抗干扰能力强和控制精度高的优点。
③、飞行器上的指令接收机能适应严酷的空间环境,并且体积小、重量轻、耗电少、可靠性和稳定性高(见航天测控系统、航天测控和数据采集网)。
遥控系统可分为飞行器遥控设备(系统)和地面遥控设备(系统),它们一般由指令程序机构(或计算机)、传输设备和监测设备组成。
根据预定状态数据和被控对象的实时数据,由操纵人员人工发出,或由程序机构或计算机自动产生各种控制指令。
实质上是多路通信设备,能把指令信号送往远距离的被控对象。
用以监测被控对象的状态和参数变化,使控制站及时了解控制效果。飞行器遥控系统中常用的监测手段有遥测、雷达、电视等。
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完成遥控任务的整套设备称遥控系统。遥控系统既可传送离散的控制信息(例如开关的通断),也可传送连续的控制信息(例如控制发动机油门大小)。
一般用无线电信道传输控制信息(指令),如遥控距离较近或被控对象在低空飞行(如反坦克导弹),也可用光通信线路或有线电通信方法传输控制信息。
1913年意大利人曾试验用无线电操纵飞机。第一次世界大战后,法国和德国相继试验遥控飞机。第二次世界大战期间,德、美、苏等国都使用过无线电操纵的轰炸机。50年代以后,世界各国相继开始研制和试验各种导弹和人造地球卫星,从此遥控技术在航天方面得到广泛的应用和发展。
遥控技术(remote control technology)
道岔换铺设备遥控控制系统优化改造
对GEISMAR LEM/PEM型道岔铺换设备遥控发射及接收信号故障如何改造优化,从设计方案、组成模块、调试、改造前后成果分析等进行了详细说明,实现改善原有控制系统,使设备信号稳定可靠及动作迅速准确,能给正常的换铺作用赢得更多宝贵时间,提高了作业效率。
遥控天车起重设备日常点检记录表
20 年 月 日 设备编号: № 点检部位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 2 电铃 3 天车照明 7 每周上车点检 1 4 7 2 5 8 3 6 9 天车起重设备日常点检记录表 设备名称 :桥式起重机 【每日点检】 标注方式: ○(正常)或 ×(异常) 车间 班次 运行时有无异常音响 运行时集电托与滑触线有无犯卡、打火现象。 点检内容 壳体有无磕碰伤及其它损坏现象 急停按钮功能可靠 所有开关、按钮是否完好。 是否好用 是否正常 运行时有无异常音响 运行时,向上观看,小车滑线电缆托架与滑道有无 犯卡现象 走台上有无杂物,车体是否清洁。 设备操作者 上升限位是否安全可靠 额定负荷内,有无滑钩现象 钩头、滑轮及防护罩有无明显的磕碰伤及其它损坏 现象
第一章 现代遥控技术概述 1
第一节 遥控技术的基本概念 1
一、遥控技术的概念与分类 1
二、遥控系统的组合方式 3
第二节 遥控系统的工作原理 3
一、遥控系统组成 3
二、遥控系统的工作原理 4
三、遥控系统的操作过程 5
第三节 遥控技术的应用 6
一、遥控技术在国防建设方面的应用 6
二、遥控技术在工农业生产方面的应用 6
三、遥控技术在日常生活中的应用 7
四、遥控技术在其他方面的应用 7
第四节 遥控技术的发展过程 7
一、遥控技术的发展历史与现状 7
二、遥控技术的发展前景 8
第二章 传感器技术 9
第一节 传感器的组成与分类 9
一、传感器的概念与组成 9
二、传感器的分类 10
第二节 传感器的理论基础 11
一、传感器的静态数学模型 12
二、传感器的动态数学模型 13
第三节 传感器的基本特性 14
一、传感器的静态特性 14
二、传感器的动态特性 17
第四节 传感器的标定 18
一、传感器的静态标定 18
二、传感器的动态标定 19
第五节 传感器的现状与发展方向 19
一、传感器的现状 19
二、传感器的发展方向 20
第六节 传感器的选用要与方法 21
一、选用要求 21
二、选用原则与方法 22
第三章 光控与磁控遥控器 26
第一节 光电效应的转换原理 26
一、外光电效应 26
二、内光电效应 27
第二节 光敏电阻与光电池传感器 28
一、光敏电阻 28
二、光电池 30
第三节 发光二极管 32
一、发光二极管 32
二、发光二极管的特性 33
三、发光二极管的驱动电路 34
第四节 光电耦合器 35
一、光电耦合器的结构 36
二、光电耦合器的工作原理 36
三、光电耦合器的特性 36
四、光电耦合器的参数 37
五、光电耦合器的选用 38
第五节 光电晶闸管 39
一、光电晶闸管的结构 39
二、光电晶闸管的伏安特性 39
三、光电晶闸管的工作原理 40
四、光电晶闸管的类型 41
第六节 光控遥控器应用举例 41
一、光控台灯遥控电路 41
二、硅光电池遥控电路 42
三、光电耦合心电图测量仪 42
四、传输自动线堵料遥控监视电路 43
五、光电断料遥控监视电路 44
六、玻璃瓶计数器光电转换遥控电路 45
七、太阳能热水器自动跟踪遥控电器 45
八、鸡舍温度遥控器 46
第七节 磁控遥控器及应用举例 48
一、磁控的基本原理 48
二、磁控式遥控开关电路 49
三、整经机磁控遥控电路 50
四、磁传感器保安监视遥控器 51
第四章 声音遥控器 54
第一节 声音遥控的基本原理 54
第二节 声音遥控传感器 55
一、压电陶瓷片 55
二、驻极体话筒 57
第三节 声音遥控电路的组成 60
一、放大电路 60
二、控制电路 63
三、执行电路 66
四、电源电路 70
第四节 声控遥控应用举例 71
一、声音遥控节电开关 71
二、脉搏跳动监视声光报警器 72
三、自行车车胎漏气检测仪 73
四、声音遥控自动门 74
第五章 红外线遥控器 76
第一节 红外线的概念与特性 76
一、 红外线的基本概念 76
二、 红外线的基本特性 76
第二节 红外线传感器 77
一、红外发光二极管 77
二、光电二极管 82
三、光电三极管 86
第三节 红外遥控专用接收集成电路 89
第四节 红外线遥控的基本原理 91
一、红外线遥控的基本概念 91
二、红外线遥控的特性 91
三、红外线遥控的基本原理 92
四、常用红外光发射电路 93
第五节 红外线遥控器的设计 96
一、红外遥控器设计要点 96
二、红外遥控发射器设计要求 97
三、红外遥控接收器的设计要求 98
四、遥控发射器的造型设计 98
第六节 红外遥控器的设计举例 99
一、设计题目 99
二、设计指标 99
三、红外线遥控发射电路 99
四、红外线遥控接收器件 100
五、红外线遥控接收电路 101
第七节 红外遥控器应用举例 102
一、单通道红外线遥控电路 102
二、家用多路红外遥控器 103
三、红外线九功能遥控器 105
四、红外线商品语音介绍机 107
五、卫生间湿手烘干器 109
第八节 热释电红外传感器 109
一、热释电红外传感器的工作原理 109
二、热释电红外传感器的组成 110
三、热释电红外传感器件 111
四、菲涅尔透镜 112
第九节 热释电红外遥控电路应用举例 113
一、人体移动检测电路 113
二、防盗报警器 113
三、热释电红外遥控电路 113
第六章 超声波遥控器 118
第一节 超声波的基本概念 118
一、超声波 118
二、超声波的传播特性 118
第二节 超声波传感器 120
一、超声波传感器的基本结构 121
二、超声波传感器的基本原理 121
三、超声波传感器的基本特性 122
第三节 超声波遥控专用器件 124
一、T/R-40-XX系列通用型超声波发射/接收传感器 124
二、MA40EIS/EIR密封式超声波发送/接收传感器 125
三、UCM-40-T/R超声波发射/接收传感器 125
四、LM1812超声波遥控专用集成电路 126
第四节 超声波遥控方式与组成 128
一、超声波遥控方式 128
二、超声波遥控电路的组成 129
第五节 超声波遥控发射与接收电路 130
一、超声波发射电路 130
二、超声波接收电路 131
第六节 超声波遥控应用举例 133
一、超声波遥控开关电路 133
二、超声波遥控直接探测电路 134
三、超声波遥控电机调速电路 135
第七章 无线电遥控器 137
第一节 无线电遥控概述 137
一、无线电波 137
二、无线电遥控的特点及频率范围 138
三、无线电遥控器的组成 138
第二节 无线电遥控发射器 140
一、对发射器要求 140
二、主振级 140
三、中频放大级 142
四、高频功率放大级 144
五、调制电路 145
六、鞭状发射天线 147
第三节 无线电遥控接收器 148
一、遥控接收器的作用 148
二、遥控接收器的技术指标 148
三、遥控接收电路 149
第四节 无线电遥控专用器件 151
一、RX5019/5020无线遥控发射/接收器件 151
二、LM555/LM555C时基电路 152
三、TDC1808/1809遥控专用器件 154
四、RCM-1A/RCM-1B发射/接收器件 155
第五节 无线电遥控应用举例 156
一、RX5019/ RX5020组成的遥控电路 156
二、TDC1808/1809组成的遥控电路 156
三、RCM-1A/RCM-1B组成的遥控电路 157
四、儿童丢失无线电遥控报警器 159
五、无线电遥控电动窗帘 160
六、收音机无线电遥控装置 163
七、无线电遥控门铃 165
八、家电提前工作遥控器 166
第八章 语言遥控器 169
第一节 语言(声音)信号概述 169
一、 人的声音生成 169
二、声音的数字模型 170
三、 声音的波形与参数 170
第二节 声音信号的合成 172
一、单相相关函数分析合成 172
二、声音的规则合成 172
第三节 语言(声音)识别 174
一、声音识别 174
二、说话人的识别 175
三、小词汇单词声音识别系统 176
四、 以音素为单位的连续声音识别系统 176
第四节 语言遥控举例 178
第九章 音频遥控器 182
第一节 遥控器的音频信号 182
一、音频信号 182
二、遥控信号的执行器件 184
第二节 音频遥控专用集成电路 184
一、 双音多频信号产生发射集成电路 184
二、双音多频译码接收集成电路 185
第三节 音频遥控器应用举例 187
一、音频遥控开关电路 187
二、家用电器音频遥控器 188
三、音频无线寻呼遥控器 191
第十章 遥控技术综合应用举例 198
一、住宅防盗防火智能电话报警系统 198
二、声与光敏电阻遥控延时节电开关 202
三、声与激光二极管遥控开关电路 203
四、节约水电红外智能遥控器 204
五、微电脑红外空调遥控器 207
六、百米多键遥控器 213
七、单片机倒计时遥控器 220
八、集光、磁、触摸为一体的遥控器 224
九、短路全保护声光报警直流稳压电源 226
十、手机短信遥控家用电器 228
十一、有趣的遥控流水灯 230
十二、冠心病突发报警器 232
十三、微光调光定时有线遥控器 233
十四、家用多功能环保器 235
十五、智能遥控饮水机 235
附录 237
附录1 遥控专用集成电路器件型号 237
附录2 常用液晶显示器参数 239
附录3 单结晶体管极间电阻值 239
附录4 双向晶闸管主要参数 240
附录5 晶闸管模块主要参数 240
附录6 电源变压器设计参考数据 240
附录7 各类数字集成电路主要性能参数比较 242
附录8 三端稳压集成电路参数 242
附录9 9000系列晶体管参数 243
附录10 SS0001遥控通用传感器参数 244
附录11 大功率模块主要性能参数 244
附录12 常用小型继电器参数 245
附录13 常用电子公司及发明技术信息网址 245
附录14 遥控用部分器件供货单位一览表 246
参考文献 247
如图一所示。遥控器用来产生遥控编码脉冲,驱动红外发射管输出红外遥控信号,遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制码,对于一般的红外遥控系统,此串行码输入到微控制器,由其内部CPU完成对遥控指令解码,并执行相应的遥控功能。使用遥控器作为控制系统的输入,需要解决如下几个关键问题:如何接收红外遥控信号;如何识别红外遥控信号以及解码软件的设计、控制程序的设计。
接收电路使用集成一体化红外接收头SM0038(1 )。
图一红外遥控系统组成方框图
图二红外接收头SM0038 图三SM0038与单片机接口电路
红外遥控编码规律
应用中的各种红外遥控系统的原理都大同小异,区别只是在于各系统的信号编码格式不同。遥控专用集成电路的编码格式是公开的,可以查阅到。下面就以TC9012组成的遥控器说明它的编码体制规律。当按下遥控器上任一按键时,TC9012即产生一串脉冲编码如图四所示。TC9012形成的遥控编码脉冲对40kHz载波进行脉冲幅度调制后便形成遥控信号,经驱动电路由红外发射管发射出去。编码体制规律如下:
(1)一次按键动作的遥控编码信息包含一引导脉冲和32 位串行二进制码。前16 位码为用户码,不随按键的不同而变化。它是为了表示特定用户而设置的一个辨识标志,以区别不同机种和不同用户发射的遥控信号,防止误操作。后16位码随着按键的不同而改变,是按键的识别码。前8位为键码的正码,后8位为键码的反码。
(2)遥控信号不是用高电平或低电平来表示“1”或“0”的,而是通过脉宽来表示的,对于二进制信号“0”,一个脉冲占1.2ms;对于二进制信号“1”,一个脉冲占2.4ms,而每一脉冲内低电平均为0.6ms。
图四一帧码的数据结构图
按键识别程序的设计
要使用一个遥控器进行遥控系统的设计,必需首先了解不同的按键编码脉冲是怎样和遥控器上不同的按键一一对应的。笔者用软件的方法实现对脉冲流的分析,使用如图三所示的接口电路接收信号。如果没有红外遥控信号到来,接收器的输出端口OUT 保持高电平;当接收到红外遥控信号时,接收头将信号解调下来并转换成脉冲序列加到CPU的中断输入引脚。用软件测试引脚的逻辑电平,同时启动T计时器,测量该引脚分别为逻辑“0”和逻辑“1”情况下的时间值,存储起来,然后分析。其规律如下(仿真机CPU晶振为6MHz):
①引导脉冲是一个时间值为1137H~1157H的低电平和时间值为084FH~086FH的高电平;
②数据脉冲的低电平时间值约为0127H~0177H;
③高电平时间值有2种情况:00BBH~00FFH(窄:表示“0”)利0301H~0333H(宽:表示“1”);
④同时通过分析能从中了解各键的键码值,供编写应用程序时使用。