一款無線控制的編解碼門鈴設計

創新者：韓　偉 劉　涌 張海瑞 張華帥 司宇翔

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一款無線控制的編解碼門鈴設計

創新者：韓偉 劉涌 張海瑞 張華帥 司宇翔

本文實現了一款新型無線編解碼遙控門鈴，最遠空曠距離可達60m。該門鈴配有機電式高音質的音樂鈴聲做聲源，可以發出各種音樂，聲音優美。門鈴按鍵與聲源之間不需要線路連接，電路簡單可靠，與傳統門鈴相比，抗干擾能力強，遙控距離遠，美觀實用，功耗低，體積小，可以隨意放置在室內的任何地方，可以改變門鈴發出的聲音，滿足人們不同的生活需求，有廣泛的應用前景。

無線收發系統的基本原理是實現無線信號傳輸的基礎，通過無線控制信號控制各種電子電路，廣泛應用在各種場合。無線編解碼遙控門鈴系統是一種非常典型的無線收發系統，其原理框圖如圖1所示，其構成包括發射電路和接收電路兩部分，發射電路采集控制信號，對采集的信號進行編碼，然后通過調制電路無線發射出去。接收電路接收到信號后進行解調，對解調后的信號進行解碼，之后控制聲音電路發出聲音，實現無線門鈴功能。

無線編解碼門鈴設計原理

無線編解碼門鈴利用編解碼技術和無線遙控技術，采用具有編解碼功能的遙控發射接收專用集成芯片，構成數字編解碼系統，從而實現發射與接收的功能。

發射系統構成

無線門鈴發射系統的基本原理如圖2所示。發射系統由控制按鍵采集信號，經過調制振蕩電路轉換為高頻信號，經過穩頻后送到高頻振蕩電路無線發射出去。

無線門鈴發射電路如圖3所示，由型號為9018的三極管以及相應的外圍電路元件可調電容C1（4-27p）、瓷片電容C2（15p）、電路板印制電感L1、色環電感L2（4.7μH）等構成高頻振蕩電路，從而產生載波信號，編碼芯片IC1（PT2262）的17腳輸出的編碼信號對該載頻進行調制，直接由振蕩線圈L1發射出去，L1起到天線作用。

接收系統構成

無線門鈴接收系統的基本原理如圖4所示。接收系統接收到信號后，送到超再生接收電路進行解調，之后送到放大電路進行放大，再送到解碼電路解碼，解碼后的信號送到聲音電路發出聲音。

圖1　無線門鈴系統原理框圖

圖2　發射系統原理框圖

圖3　無線門鈴發射電路圖

圖4　接收系統原理框圖

無線門鈴接收電路如圖5示，由型號為9018的三極管VT2以及相應的外圍電路元件電路板印制電感L3、色環電感L4（4.7μH）、瓷片電容C5（8p）、瓷片電容C6（5p）等構成超再生檢波電路，該電路接收發射電路發送來的高頻信號，并且對該信號進行解調，還原出原始的編碼信號，再經過由VT3、VT4、VT5三個相同型號的三極管9014構成的三級放大電路放大，之后送入解碼芯片IC2 （PT2272）的14腳，進行信號解碼，解碼后的信號從PT2272的17腳輸出，該信號為高電平，可以觸發音樂芯片IC3（KDT9300）工作，信號通過低頻功放推動揚聲器發出聲音。

聲音電路

KDT9300音樂芯片可內存音樂曲子或鈴聲，這是一種CMOS系列的大規模集成電路，包括振蕩器、只讀存儲器、音色發生器、地址計算器和控制、輸出、節拍等。觸發一次就進行一次內存循環，工作電壓是3V，靜態工作電壓小，耗電低。

編碼與解碼電路原理

無線門鈴電路的核心器件采用了帶數據、地址編解碼功能的遙控發射接收芯片PT2262/PT2272。

無線遙控發射電路的編碼信號從PT2262的17腳輸出，14腳為發射指令端，14腳接地時，芯片的輸出端就會發射出一組編碼脈沖。15腳、16腳為內置振蕩器，通過外接一定阻值的電阻來產生振蕩。當編碼芯片PT2262發射的編碼信號與解碼芯片PT2272預置的信號相同時，PT2272的17腳就輸出高電平。15腳、16腳是振蕩器，外接一定阻值的電阻即可。14腳為輸入端。

圖5　無線門鈴接收電路圖

圖6　音樂芯片KDT9300

圖7　編碼芯片PT2262/解碼芯片PT2272引腳圖

表1　編碼芯片PT2262引腳及功能說明

表2　解碼芯片PT2272引腳及功能說明

電路制作與調試過程

根據設計的電路圖制作電路板，整理所有電路的元器件，檢測安裝焊接。插裝時要注意極性元器件的方向，如電解電容、發光二極管、三極管、集成電路插座的方向等。

發射電路和接收電路安裝完成后，仔細檢查電路是否存在焊接問題，發現問題并修正后，可對電路進行測試與調試。將無線編解碼門鈴接上電源，測量各點的靜態電壓參數，接收電路各三極管集電極的電壓參數：VT2≈1.3V、VT3≈0.8V、VT4=0V、VT5≈2.4V；接收電路各三極管基極電壓參數：VT2≈0.8V、VT3≈0.6V、VT4≈0.6V、VT5=0V。電路各級的靜態電壓正常后，可以調整發射信號的載頻。

無線門鈴近距離發射接收信號正常后，按下按鍵能正常發音，則可以進行遠距離調試，要仔細調整可調電容C1，可以將控制距離調節到40m以上。該門鈴可以實現一對一或一對多信號控制，也可實現多對一或多對多信號控制，但是必須保持發射電路和接收電路的編解碼方式是一致的，才能夠實現信號的正常傳輸。

結束語

對無線編解碼遙控門鈴進行參數測試結果：遙控發射距離大于40m；發射頻率為315MHz，帶寬2MHz，發射功率約0.45W，工作電流小于10mA，帶信號發射指示燈，本設計的無線編解碼遙控門鈴可以實現一個或多個輸入控制信號對一個或多個輸出信號的控制。無線編碼遙控門鈴采用編、解碼技術，不需要連接線路，多機使用互不干擾，大大提高了可靠性和實用性，應用領域廣闊。

韓 偉 劉 涌 張海瑞 張華帥 司宇翔

北京電子科技職業學院

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.023