1、高频电子技术第5章,高频电子技术在遥控中的应用,第5章教学要点,1、无线遥控电路的组成和分类方法 2、编解码芯片的分类 3、固定编码/解码芯片PT2272/PT2262、学习型编解码芯片eV1527/TDH6300的主要性能和使用方法 4、了解滚动码编解码芯片的原理和主要特性5、识读滚动码编解码芯片组成的遥控电路,5.1玩具汽车无线遥控电路剖析,5.1.1 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。,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,发射方电路可以分为控制指令电路、编码
2、电路和无线发射电路三大块，如图中三个虚线框所示。控制指令电路用来产生控制汽车马达转动的指令，四个开关K1K4分别用来控制汽车的四种运动：右转、后退、前进或左转。,控制指令经编码电路编码后再经电容C1输入发射电路对载波进行调制并向外发射。TX-2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，,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,控制指令不直接输入无线发射电路对载波进行调制，而要经过编码电路编码后才用来对载波进行调制呢？主要有以下两点理由。,（1）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收到的是四个按键信号中的哪一个。,（2）提高抗干扰能力 简单的按键一按
3、一放所形成的单脉冲很难与接收机周围空间存在的无线电干扰相区分。,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,装在汽车上的接收电路如图所示,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,接收方的电路可分为无线接收电路、解码电路和指令执行电路。,接收电路通过天线接收来自发射方的射频信号，进行放大、解调并复原发射方所发射的基带信号。,为了得到控制指令，就需要将指令编码信号恢复为控制指令，承担这个任务的电路就是解码电路。,执行电路用来控制汽车的运动,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,解码后的信号从解码芯片RX-2的“7”、“6”、“10”和“11”脚输出，分别与K1、K2、K3和K4键所产生的控制指令相对应，对
4、应关系如表和图所示,K1键按下时“7”脚输出高电平（2.0V），其余各引脚低电平；K2按下时“6”脚输出高电平，其余各引脚低电平；K3、K4按下时“10”、“11”脚输出高电平，其余各引脚低电平，如图所示。,5.1.1 玩具汽车无线遥控电路剖析,下面分析执行电路工作情况,K1键按下时TR-1“6”脚输出高电平2.0V，其余各引脚低电平，这时VT3、VT5和VT2饱和导通，电机M1右边接3V电源，左边接地，汽车右转；,K2键按下时TR-1“10”脚输出高电平2.0V，其余各引脚低电平，这时VT9、VT11和VT8饱和导通，电机M2右边接3V电源，左边接地，汽车后退；,类似地，K3键按下时“11”
5、脚输出高电平，汽车前进；K4键按下时“7”脚输出高电平，汽车左转。,5.1.2 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,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6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译码电路，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。,5.1.2 一般无线遥控装置的电路组成,还是以遥控玩
6、具汽车为例，按下按键K1、K2、K3和K4可以使汽车右转、后退、前进或左转。现在希望增加一个功能，即同时按下K1、K3时汽车前进的同时鸣笛，如何做到这一点呢？,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。,K1、K3同时按下时，由表可以看出，这时译码器输出端a3、a5为高电平，其余各输出端为低电平，a3使汽车前进，a5使VT11饱和导通，蜂鸣器发声。,5.1.2 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。,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7部分组成。,我们已经学习过无线发
7、射和接收电路，执行电路随受控对象变化，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/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。,5.2 无线遥控装置的分类,5.2.1 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，我们将高频无线电波所经过的路径称为“通路”，简称“路”；将控制信号传播所经过的路径称为“通道”。,高频无线电波只在发射电路和接收天线之间传播，因此遥控装置的“通路”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
8、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，控制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“通道”与高频无线电波传播的“通路”是两个不同的概念，两者既有联系，又可以明确地区分。,5.2.1 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，控制指令的通道由虚线表示，由图可知高频通路只有1路，通道则有4道。,5.2.2 无线遥控装置分类,1、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
9、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，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。,（1）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置，第1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，只有一个指令通道，为单通道，因此称为单路单通道遥控装置。,5.2.2 无线遥控装置分类,（2）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控制指令的通道，通路只有1个，而通道有4个，因
10、此这种遥控装置属于单路4通道遥控装置。,5.2.2 无线遥控装置分类,（3）多路单通道遥控 多个高频信号通路，1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“一发多收”式的，也可以是“多发一收”的。,右图所示是家用照明灯遥控装置，若遥控器有4个按键，则可分别控制四盏灯，如客厅照明灯、卧室照明灯、书房照明灯和卫生间照明灯等。,这一装置属“一发多收”式结构,5.2.2 无线遥控装置分类,（3）多路单通道遥控 “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
11、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。,5.2.2 无线遥控装置分类,（4）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。,右图所示的是多发一收遥控装置，属于这种结构的典型例子是医院病床呼叫系统。 每张病床旁都安装一个发射装置，护士工作站安装接收装置。,5.2.2 无线遥控装置分类,用一个遥控器对6只白炽灯的开闭及亮度进行遥控，每只白炽灯旁都需要安装一个接收电路，该电路应具有多个控制指令通道，例如灯的亮
12、度分三,（4）多路多通道遥控 右图所示的是一发多收的多路多通道遥控装置组成框图，属于这种结构的典型例子是家电设备集中管理系统。,挡，可安排3个指令通道，集中控制器（遥控器）与多个接收电路之间有6个无线高频信号通路，每个接收电路又包含3个通道。,5.2.2 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4类。（1）无地址码型遥控装置（2）固定编码型遥控装置（3）学习码型遥控装置（4）滚动码型遥控装置,2、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1章所剖析的遥控门铃及本章前
13、面讨论的遥控玩具汽车都属无地址码型遥控。,5.2.2 无线遥控装置分类,无线遥控装置还可以按其他方法分类。,3、遥控装置的其它分类方法,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。,开关型遥控装置和比例型遥控装置 根据控制指令性质和受控对象状态的不同，可分为开关型遥控装置和比例型遥控装置。开关型遥控装置的操纵器通常是开关，如继电器等。比例型遥控装置的操纵器是连续变化的器件，比例遥控用于对电机转
14、速、电灯亮度、喇叭音量等的连续调节。,5.2.2 无线遥控装置分类,无线遥控装置还可以按其他方法分类。,3、遥控装置的其它分类方法,开环控制和闭环控制 根据是否包含遥测和反馈系统，遥控装置可分为开环控制和闭环控制等两类。控制巡航导弹的系统就属于闭环系统，与前面所讨论的各种遥控装置不同，为了使导弹正确命中目标，需要不断检测导弹当前位置并根据这一位置和目标位置的差距发出修正导弹运动方向的指令，因此需要组成闭环系统。,下面按照编解码芯片类型分类的方法逐一介绍不同类型编解码芯片组成的遥控装置，前面已经讨论过无地址码型遥控装置，即先后剖析的遥控门铃和玩具汽车遥控装置，因此限于讨论固定编码型、学习码型和滚
15、动码型遥控装置。,5.3 固定编码芯片组成的遥控装置,5.3.1无地址码型遥控装置的缺点,一幢10层大楼，每层4户，假设大楼所有住户都安装由同一家工厂生产的与第1章所介绍的型号相同的无线门铃。有人按了4楼一家住户门铃的按钮，由于射频信号有很强的穿透能力，按下按钮后所发射的无线电波信号将同时被3、4、5楼共12户的门铃接收电路所接收，这12户门铃对接收收到的信号进行放大、解调和解码后，都驱动喇叭发声，结果一户按门铃按键，12户门铃全响，从而造成了混乱。,遥控门铃和遥控玩具汽车都对控制指令进行了编码，解决了不同指令的区分问题，但仍然存在严重的缺点，即同类型遥控装置安装在一起（附近）时，相互之间会产
16、生严重的干扰，下面以遥控门铃为例来说明。,问题出在每个门铃的接收电路无法区分按钮所发出的遥控指令是给谁的，为了解决这个问题，引入地址码的概念并对每个门铃进行地址编码。,5.3.2 常用固定编解码芯片简介,第2章已经介绍过的编码/解码芯片SC2262/2272即为典型的固定编码解码芯片，除了这一对编解码芯片之外，表5.3列出了其他一些常见的固定型编码解码芯片。,1、常用固定型编解码芯片简介,各种编解码芯片的主要技术参数是地址码位数、每位地址码可设置的状态数、数据码位数、芯片引脚总数和工作电压。,2、编解码芯片MX5326/5327/5328,下图给出了编解码芯片MX5236/5237/5238的
17、引脚功能，MX5326为编码芯片，其余为解码芯片。,VCC为正电源引脚，OSC1和OSC2用来外接电阻， MX5326的14脚（TE）为编码启动端，编码信号从17脚（OUT）串行输出。解码芯片MX5327/5328的14脚（DIN）是编码信号输入端，17脚（VT）为接收有效指示。,5.3.3 高性能遥控门铃,固定型编解码电路PT2262/72所组成的遥控门铃如图所示，,芯片PT2262的6条地址引脚和6条数据引脚都用作地址线编码，图中所画出的地址码为01ff100f110f。解码芯片的地址码设置与编码芯片PT2262相同。,5.3.3 高性能遥控门铃,固定型编解码电路PT2262/72所组成的
18、遥控门铃如图所示，,芯片PT2262的6条地址引脚和6条数据引脚都用作地址线编码，图中所画出的地址码为01ff100f110f。解码芯片的地址码设置与编码芯片PT2262相同。 上述高性能遥控门铃属单路单通道遥控。,5.3.4 抗干扰无线遥控玩具汽车,编解码芯片PT2262/2272-M4组成的遥控电路如图所示。,编解码芯片18脚用作地址编码，1013脚用作控制指令编码。地址码的设置是任意的但必须保证编码和解码芯片地址的设置相同。按键K1K4分别对应于右转、左转、后退和前进，工作原理如下。,5.3.4 抗干扰无线遥控玩具汽车,按下K1键，13脚呈高电平，同时电源电压经二极管VD4加到编码芯片1
19、8脚和发射模块1脚，电路开始工作。并从17脚输出地址码和控制指令码，这时的控制指令是0001。 接收电路接收到该信号后，由于解码芯片地址设置相同，经检查地址码相符后对指令码解码并将结果送PT2272-M4的13、12、11和10脚，13脚高电平，其余为低电平。这时汽车右转，由于解码芯片属非锁存型， K1键按住时汽车右转行驶，按键释放即停驶。,以按下键K1为例说明控制过程。,属单路多通道遥控。,5.3.5 八路家庭照明无线控制,1、遥控电路组成 8路家庭照明遥控装置由一个发射器和8个接收器组成，属一发多收的多路单通道遥控。发射器电路如图,发射器由按钮开关K、按键式开关G1、G2、G3、编码芯片M
20、X5326和无线发射模块F05B组成。 开关K和G1、G2、G3的差别是按钮K按下时接通，释放后断开，G1、G2、G3按下时接通，放手后维持接通状态不变，再按一次后按键上升，开关断开。,1、遥控电路组成,接收电路由无线接收模块J05C、解码芯片MX5328和执行电路组成。,接收电路由无线接收模块J05C、解码芯片MX5328和执行电路组成。 解码芯片MX5328没有数据线，18脚，1013脚全部为地址线。接收电路共有8块，每块都和一只电灯安装在一起。,电路的12条地址线的设置将在下面讨论。,1、遥控电路组成,执行电路为图中虚线所框出的部分，它由双D触发器电路4013、双向晶闸管VG1、灯泡HL
21、及稳压电源电路组成。稳压电源电路包括限流电阻R5、整流二极管VD1、稳压管VZ1及滤波电容，为接收电路提供5V直流电源。,2、接收电路与发射电路之间地址编码的配对关系,12条地址线A0A11的设置分两类，A0A8(即18脚、10脚)的设置用硬件连接的方式实现，而且所有8只接收电路和发射电路的设置都相同，即一套产品（一个发射电路，8个接收电路）中所有8块接收电路都必须和发射电路相同，但不同产品之间的设置应尽可能不同，以免在一家使用遥控器时同时点亮隔壁邻居的电灯。,其余的3条地址线A9、A10及A11的设置则不同，发射电路中，这3条地址线的设置由按键开关G1、G2、G3的状态决定，即可以通过开关的
22、通断组合而随时改变，而8块接收电路的地址线是通过硬件连接事先确定的。,2、接收电路与发射电路之间地址编码的配对关系,为了实现发射电路对8块接收电路的控制，需要将8块接收电路的地址码依次设置为上述8个组合，如下表右边所示。这样就实现了发射电路三个开关的8种组合与8块接收电路之间配对关系。,3、工作原理,以发射电路对3号电路板的控制为例说明如何实现照明遥控,要对3号等进行操作，G1、G2、G3的状态应该设为断、闭、断，这时地址码的后3位是010。设置完毕后，按下K键，即向外发射控制信号。8个接收电路都会接收到这一无线电信号，经过放大、解调后送入各自的解码芯片进行解码。8块接收电路板中只有3号板地址
23、码的最后3位是010，因此就只有3号板会“接收成功”，其解码芯片第17脚上升为高电平，驱动电灯发光。,5.3.5 八路家庭照明无线控制,4、发射和接收电路板的工作电源,发射电路电池供给，由于该电路只在K键按下时工作，平时不耗电，一只9V电池可以使用很长的时间。,接收电路的电源由220V交流电整流滤波后取得，右图下部给出了这一稳压电路。220V交流电经56k的电阻R5限流，二极管VD1整流，在5V稳压管VZ1两端产生5V的稳压电源，供解码芯片MX5328、无线接收模块J05C、数字电路CD4013工作。稳压电路能提供的电流很小，芯片MX5238和接收模块工作电流都很小，因此可以使用。,家庭照明无
24、线遥控属多路单通道装置,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,医院里，每张病床的床头都有一个按钮，需要时病人按下床头的按钮，护理站即通过声光报警的方式显示哪一张床位的病人在呼叫，这就是所谓的病房呼叫系统。,呼叫系统可以用有线连接的方式实现，缺点是布线复杂，维修麻烦。病房无线呼叫系统则具有安装方便，无需布线等优点，下面将给出的是由编解码芯片PT2262/2272-L6组成的64路病房无线呼叫系统。这是一个多发一收的多路多通道遥控装置，共有64个发射电路板，一块接收电路板，接收电路板安装在护理站，64个发射电路板分别安装在64张病床的床头。,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,右图所示的是发射电
25、路，整个系统共有64块发射电路板，图中画出了其中的一个。,由按键K、编码芯片PT2262和无线发射模块F05B组成。编码芯片16脚用于地址编码，为使发射电路所发射的数据码能为接收电路接收到，这一地址编码必须和接收电路的地址码相同，因此所有64路发射电路的地址码也应该相同，图中没有具体画出各地址线的设置。,6条数据线用来对发射电路进行编号，每条数据线可以取两个状态，“0”或“1”，6条数据线共可形成26=64个不同的编号，这一编号也代表病床的编号。,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,接收电路如右图，它由无线接收模块J05C、解码芯片PT2272-L6（L6表示输出锁存且有6位数据线）、译码显
26、示电路和声光报警电路组成。16脚设置的地址码与发射电路的相同，数据线78、1013用于输出接收到的数据。接收有效信号输出脚用于驱动声光报警电路，6个数据输出端用来驱动译码显示电路。,无线病房呼叫系统是一种典型的多路多通道遥控装置。,5.3.6 六十四路无线病房呼叫系统,无线病房呼叫系统工作原理如下,某一病床的病人按下按键K，由于编码芯片的14脚（编码启动端）接地，编码过程立即启动，并向外发射无线信号。该信号包括地址编码及数据信号编码，数据信号即为病床的编号（图中是010011，即十进制19）。,接收电路接收到无线信号后解调出地址及床号编码，送入解码芯片进行解码，并与接收电路的地址进行对照，两者
27、相符，即将随后的数据送数据输出端78、1013脚（即为发射电路板的编号），通过显示电路显示。,5.4 学习型编解码芯片组成的遥控装置,5.4.1 学习型编解码芯片简介,由固定型编解码芯片组成的遥控装置，缺点是线路复杂，保密性较差。这些芯片用于加密的地址码是通过地址线的连接来设置的，只要打开遥控装置的外壳，根据线路板的连线即可读出地址码。 此外，612条地址线所能形成的地址编码总数也不够大，如果使用一种被称为“编码扫描器”的设备，通过单片机自动将全部的编码依次编出，并通过无线电发射出去，一直到接收电路响应为止，对于PT2262所形成的编码，破解的时间不会超过2小时。,为了克服上述缺点，近年来研发了学习型编解码芯片，采用软件编码的方式，电路简单，地址编码总数也有明显的提高，价格与固定编码型芯片差不多，因此有人认为可以成为固定型编解码芯片的替代产品。,
