無線遙控系統的構建模式

近年來，隨著電子技術的發展，無線控制技術在門禁系統（汽車、家庭、車庫等開口系統）、控制系統（報警系統、控制誤差等）以及數據傳輸（公交、鐵路運輸規劃、倉庫管理等領域的應用日益完善。temic在傳輸芯片u2741b和容器芯片u7741bm方面的無線傳感器系統是該技術領域的集中體現。本文論述了無線傳感器系統的構建模式及其基本設計理念。電路組成及工作原理電路原理框圖如圖1所示。U2741B是一鎖相式低成本RF發射模塊,數據率可達20kbps。射頻范圍在300MHz至450MHz,它具有ASK(幅度鍵控調制)和FSK(頻率鍵控調制)兩種模式。U3741BM則是一鎖相式低成本多芯片的RF接收模塊,其數據率為1k至10kbps,編碼采用MANCHESTER或BI-PHASE碼,它非常適合與U2741B配對使用,其射頻范圍也在300MHz至450MHz,同樣具有ASK和FSK兩種模式。系統典型應用頻率為315MHz(美國)和433.92MHz(歐洲)。U2741B和U3741BM收發芯片內包含有發射功率放大器(PA)、晶體振蕩器(XTO)、鎖相環(PLL)、壓控振蕩器(VCO)、低噪聲接收放大器(LNA)、混頻器(MIXER)、中頻放大器(IFA)、解調器(DEM)等電路。由于采用了晶體振蕩器和PLL合成技術,頻率穩定性極好;采用超外差接收模式,接收靈敏度高且抗干擾能力強。U2741B發射模塊將輸入的數字信號(編碼信號)經鎖相環和壓控振蕩器處理后送入到發射功率放大器經天線射頻輸出。U3741BM接收模塊配置為超外差接收模式,所接收的射頻調制的數字信號被低噪聲接收放大器放大,經混頻器變換成中頻,放大濾波后送入解調器,解調后變換成數字信號輸出(DATA端)至微控制器(μC),經判斷處理后再輸出控制信號以驅動執行機構。系統調制方式有ASK和FSK兩種,FSK抗干擾性能優于ASK,可根據不同的工況和要求進行選擇。U2741B和U3741BM兩端均需設置有相互匹配的喚醒模式(包括喚醒脈沖及位檢測數據,它們通過與單片機或編碼器通信獲得),用以檢測和判斷發射信號的合法性,若發射信號合法,接收模塊則處于接收狀態,準備接收數據,反之,接收模塊處于休眠狀態。收發模塊這種工作模式足以確保整個系統的安全性和低功耗性。具體工作流程如圖2所示。典型應用電路發射器U2741B的16個引腳可與各種編碼器或單片機連接,典型應用電路(發射頻率433.92MHz)如圖3所示。發射器的設計要點應首先確定調制模式:由引腳1和2來控制,具體過程如下:ASK模式:先將FSK置為高電平,ASK端保持5ms的低電平,然后調制信號就可以從ASK端輸入。在調制期間,FSK一直保持高電平(6.8pF電容不安裝);FSK模式:先將FSK置為高電平,ASK端保持5ms“0”后置為“1”,然后調制信號就可以從FSK端輸入。FSK調制是由與負載電容3.9pF并聯的電容6.8pF來完成。DIVIC接低和接高電平決定了晶體頻率的選擇,DIVIC=“0”采用高的晶體頻率(歐洲:13.56MHz;美國:9.844MHz),DIVIC=“1”采用低的晶體頻率(歐洲:6.78MHz;美國:4.9219MHz),歐洲和美國晶體頻率的選擇決定了基本發射頻率:典型應用頻率為315MHz(美國)和433.92MHz(歐洲);CLK輸出時鐘頻率由fXTO和DIVIC電平決定(DIVIC=“0”時fCLK=fXTO/4;DIVIC=“1”時fCLK=fXTO/2),輸出時鐘可用于編碼器或單片機;ANT天線可使用λ/4鞭狀天線和環形天線,在應用空間有限的情況下,推薦使用環形天線;環形天線包圍的面積盡可能大,大面積接地不要鋪在天線環內,形狀近似矩形;電感Lfeed是為天線提供直流電源,典型值=220nH,可直接蝕刻在PCB上,可根據公式L≈49.2*N2*RAV來確定電感值的大小。其中N為圈數,RAV是平均半徑。接收器U3741BM有20根引腳,大部分引腳與U2741B引腳相似,同時還有模擬和數字電源(均為+4.5V~5.5VDC),模擬和數字接地,典型應用電路(接收頻率433.92MHz)如圖4所示。接收器的設計要點SENS(引腳1)與POUT(引腳17)直接通過電阻相連,使接收靈敏度可程控;FSK/ASK(引腳2)用于選擇調制模式,FSK/ASK=“0”為FSK模式,FSK/ASK=“1”為ASK模式;MODE(引腳16)為頻率模式選擇端,與晶體頻率f共同決定數字電路基本時鐘周期及工作接收頻率;TEST(引腳18)為測試端,正常工作模式時該端口務必可靠接地,否則會引起干擾;ENABLE(引腳19)和DATA(引腳20)直接同單片機連接,DATA端用于同單片機雙向通訊,進行寄存器模式設置,ENABLE端用以休眠控制,低電平為休眠狀態,高電平為激活狀態。結語通過以上技術環節的實踐而構建的汽車門鎖RKE系統(無鑰輸入系統)具有智能化程