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遥控器工作原理及电路图
1 – 1 概论
遥控器之基本工作原理是利用无线电发射机来传送控制资料,并由接收机将接收到之控制数据转换成控制指令,以控制天车等机器设备。
工业用无线电遥控器之要求,与一般家用或简易式遥控器有很大之差别,它不但需要有坚固耐用且具防水防尘功能的外壳,而且在电路设计上亦必须考量能够耐温抗干扰,其中更需具备多重安全防护措施,如此才能在长时间,高负荷以及恶劣的环境下安全操作。
2 – 1 发射机单元工作原理
控制资料
天线 按键或开关 “编码” 模块 7-Pin 发射机 “射频”模块 比例式摇杆
图2-1 发射机流程图
发射机单元主要由编码模块及发射机射频模块所组成。当按下发射机上之按键或扳动开关时,编码模块即可感知是那个按键?是在1速或2速位置? 并将此按键之数据结合识别码及汉明码予以编码成 “控制数据”(control data)后传送至发射机射频模块之调变器用以调变射频载波,调变器输出之调频信号再经射频放大器放大,低通滤波器滤波后送到天线产生发射信号。
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2-1-1 编码模块工作原理
7- Pins插座
晶体 振荡器 LED 指示器 微处理控制单元 (MCU) TXFSK 按键 开关 摇杆 - - - - 功能设定 指拨开关(SW1~SW4) 电源 控制电路 - - - - - - - - 电池 频道设定 指拨开关按键电路 蜂鸣器驱动器 E2PROM 至 接收机/PC/ 维护工具 (读写用)
(SW1~SW8)
??????? ??????? 7-Pins插座
至 发射机 射频模块
至 蜂鸣器
图2-1-1 编码模块功能方块
编码模块以微处理控制单元为核心,并包含按键电路,电源控制电路,蜂鸣器驱动电路,电气信号可抹除的只读存储器(E2PROM)以及发射移频键等五个主要外围电路,由4~6个1.5伏特AA电池所组成之电源供应器供给发射机工作所需之电源,其中除了按键电路及微处理控制单元是直接至电源输入外,其余电路(包含发射机射频模块) 所需之电源均由电源控制电路依工作过程控制,以使发射机之耗电降至最低。
按键电路是用以侦测摇杆,按键(或开关)之动作,当操作摇杆,按下按键或扳动开关时,按键电路即将该按键之数据送至微处理控制单元。微处理控制单元读取按键资料后即结合“功能设定”, “变量设定”, “识别码”, “汉明码”等数据予以编码成控制数据后,再经发射移频键电路处理产生调变信号(modulating signal)送至发射机射频模块。
微处理控制单元除了上述编码之功能外,同时亦执行自我诊断测
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试,当自我诊断发现故障或电源电压不正常时,即依设定之程序关机,并产生相对应之故障讯息资料送至蜂鸣器驱动器驱动蜂鸣器发出警报声及驱动双色LED指示灯,以提醒操作人员采取必要之措施。
E2PROM主要用以储存功能设定, 变量设定,识别码,故障讯息等资料,它可透过界面插座与IBM兼容之个人计算机或维护工具联机,以执行遥控器功能设定,或是读取E2PROM内记录之详细资料。另外,亦可透过此界面插座由接收机直接将设定之数据录载进来,以执行收/发配对,或复制备用的发射器。
2-1-2 发射机射频模块工作原理
PLL控制信号 7-Pins 插座相锁回路 天线 Plug
接至 编码模块
──────控制资料 压控 振荡器 射频 放大器 低通 滤波器
图2-1-2 发射机射频模块功能方块图
发射机射频模块采用相锁回路(PLL),低旁波噪声的压控振荡器以及表面浮贴等先进之电子技术,为一个具备省电,高效率,高稳定度,低谐波之调频发射电路。
由编码模块送来之控制数据(亦即调变信号)调变压控振荡器后输出之调频信号,再经射频放大器放大,低通滤波器滤波后送到天线产生发射信号。此射频放大器为特殊设计之晶体管放大电路,具有顺向增益最大,逆向增益最小之特性,可避免信号回授至压控振荡器(V.C.O)电路,而影响相锁回路锁定频率。
V.C.O电路之输出除送至射频放大器外,同时亦经由匹配网络回授至相锁回路,与内建之标准信号比较;如果因环境温度改变等
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因素而导致V.C.O输出频率偏移时,相锁回路会检知其偏移量并产生一电压控制信号去控制V.C.O电路,修正其偏移量,使V.C.O永远保持一稳定频率输出。另外, 编码模块送出来之PLL控制数据主要用以控制相锁回路内建之标准信号之频率,当标准信号频率改变时, V.C.O输出之频率也随之改变,故发射机之频率设定极为方便。
3 – 1 接收机单元工作原理
控制资料
天线A 天线B 继电器 扩充模块 电缆 控制指令 接收/译码 模块
14 比例模块 继电器模块 继电器接点输出接至天车等机器设output 备
LED(灯号)模块
图3-1 接收机流程图
接收机单元主要由“接收/译码”模块及“继电器”模块所组成,由发射机所传送出来之射频信号(控制数据)经天线接收后,即送至“接收/译码”模块,该模块之功能系将接收到之信号经由滤波,射频放大,混频,中频放大,解调(检波),侦错/除错,译码等信号处理程序处理后产生正确之控制指令输出至继电器模块,以控制继电器模块内之驱动电路去驱动相对应之继电器组件。
继电器组件为遥控器与天车等机器设备间之界面,使用者可依需求自行规划继电器输出端与天车等设备之控制线路(箱)之接线方式以达到遥控控制之目的。
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天线B 天线 A 天线选择开关 L1, L2 频率调整 带通 滤波器 RF 3 级混频及中频线路 射频 放大器 加强型 看门狗电路SQ 指示灯3 级 V.C.O~ 相锁 回路 本地振荡器 微处理14-Pins 插座 —Data 晶体振荡器OSC 信号处理Audio 控制单元(MCU) 3 FM 解调器 IF 带通 滤波器 线路 至 继电器 模块
—14 —控制命令 —E2PROM —7-Pins 插座 —接至 PC/维护工具/—发射机/复制机
3-1-1 “接收/译码”模块工作原理
图 3-1-1 “接收/译码”模块功能方块图”
为有效克服多重路径反射所造成接收死角之困扰,采用“多路径接收”(Diversity Reception)之设计理念,于适当之间隔装置两根接收天线(ANT A及ANT B),以确保在任何状况下都能接收良好。
天线接收到之射频信号,经天线选择开关送到HELIC带通滤波器,由L1,L2可变电感调整至我们所需要的中心频率(亦即接收频率),因其窄频宽之特性,使接收机具有非常好的信号选择性(Signal Selectivity)。由带通滤波器滤除噪声(Noise)之接收信号再经具温
至比例式模块 4/21/2013 共8页 5
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