CN103236871A

CN103236871A - 一种新型用于无线遥控车控制的收发系统

Info

Publication number: CN103236871A
Application number: CN2013101703546A
Authority: CN
Inventors: 廖红伟; 孙立
Original assignee: WUHAN ESHINE-IC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHAN ESHINE-IC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明涉及一种新型用于无线玩具车控制的收发系统，包括发射端和接收端，其特征在于：发射端采用调频方式进行调制，接收端采用调频方式进行解调，采用一个24.576MHZ晶体实现27M带宽和49M带宽下的调制和解调，且每个带宽下均有4个独立频道。本发明的收发系统是专门针对无线玩具车开发的系统。相对老式玩具车遥控类系统，增加了以下创新点：调频方式（无需外部电路调整频道）、支持多级速度控制、遥控距离远、支持多部车同时玩且互不影响、待机时间长、支持马达过流保护。在兼顾这些优点同时，又能保证整个系统的成本不上升。

Description

一种新型用于无线遥控车控制的收发系统

技术领域

本发明涉及一种收发系统，尤其涉及一种新型用于无线遥控车控制的收发系统。

背景技术

作为玩具类用途的遥控车，其消费需求越来越大。无线遥控车的收发系统，直接对遥控车性能起到重要的作用。而目前市场上的遥控车控制系统，几乎都使用调幅方式遥控，遥控距离近，抗干扰性差，单一速度等级，待机时间短，无马达保护功能。

发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术存在的缺陷和问题，提供一种新型用于无线遥控车控制的收发系统，使得支持多级速度控制、遥控距离远、支持多部车同时玩且互不影响、待机时间长、支持马达过流保护。在提升性能的同时，简化外围电路，但不提高整个系统的成本。

本发明的技术方案为：

一种新型用于无线玩具车控制的收发系统，包括发射端和接收端，其特征在于：发射端采用调频方式进行调制，接收端采用调频方式进行解调，采用一个24.576MHZ晶体实现27M带宽和49M带宽下的调制和解调，且每个带宽下均有4个独立频道。

27M带宽下的4个独立频道分别为：中心频点为27.045 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为27.095 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为27.145 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为27.195 Mhz，频偏±3Khz。

49M带宽下的4个独立频道分别为：中心频点为49.830 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为49.845 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为49.860 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为49.875 Mhz，频偏±3Khz。

所述的发射端包括：数字编码电路、锁相环电路、振荡电路、混频器、功率放大器、线性稳压源、监测输入及电源管理电路，监测输入及电源管理电路分别与线性稳压源和数字编码电路相连，线性稳压源为发射端的各器件供电，数字编码电路与混频器相连，混频器分别与锁相环电路和功率放大器相连，振荡电路与锁相环电路相连，功率放大器发射输出。

所述的发射端还包括操作杆、金属片、速度等级电路，金属片上设有4个触点，操作杆与金属片相连，并能带动金属片滑动，金属片上的4个触点分别与速度等级电路的四个管脚：“F”、“B”、“SP1”、“SP2”短路到接地端，而导致不同电平状态来对应不同速度等级。

所述的接收端包括：天线、低噪声放大电路LNA、锁相环电路、振荡电路、混频器、自动增益控制电路、模数转换器、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器、线性稳压源，线性稳压源为接收端的各器件供电，天线通过低噪声放大电路LNA与混频器相连，混频器分别与自动增益控制电路和锁相环电路相连，振荡电路与锁相环电路相连，自动增益控制电路依次与模数转换器、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器相连，外部的监测电压与电压比较器相连，命令响应逻辑输出电路控制输出。

所述的锁相环电路由鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频系数器组成，混频器的输出端与鉴相器相连，鉴相器依次与电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频系数器连接成环路，压控振荡器输出高频时钟PLL_OUT。

所述发射端和接收端的没作说明的电路，均为现有电路。

本发明为了节约功耗，发射端能自动进入待机模式。发射端当玩家无任何操作时，发射系统自动进入待机模式，此时功耗极低。当玩家有操作时，发射系统被唤醒，开始正常工作，发射调制信号。

本发明支持对马达的过流保护。一旦马达持续电流过大，通过关闭马达来降低电流，从而达到保护马达，使马达不会被烧坏。

附图说明

图1是本发明的发射端方框图。

图2是本发明的接收端方框图。

图3是本发明的锁相环电路框图。

图4是本发明的发射端设置速度等级电路图。

图5是本发明的发射端待机工作模式图。

图6是本发明的接收端对马达过流保护框图。

图7为本发明的接收端对马达过流保护流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明：

如图1、图2、图3所示，本发明一种新型用于无线玩具车控制的收发系统，包括发射端和接收端，其特征在于：发射端采用调频方式进行调制，接收端采用调频方式进行解调，采用一个24.576MHZ晶体实现27M带宽和49M带宽下的调制和解调，且每个带宽下均有4个独立频道。

所述的接收端包括：天线、低噪声放大电路LNA、锁相环电路、振荡电路、混频器、自动增益控制电路、模数转换器ADC、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器、线性稳压源，线性稳压源为接收端的各器件供电，天线通过低噪声放大电路LNA与混频器相连，混频器分别与自动增益控制电路和锁相环电路相连，振荡电路与锁相环电路相连，自动增益控制电路依次与模数转换器、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器相连，外部的监测电压与电压比较器相连，命令响应逻辑输出电路控制输出。

本发明采用调频方式进行调制和解调，仅需要一个24.576MHZ晶体即可实现27M带宽和49M带宽下的调制和解调，且每个带宽下均有4个频道可供选择。各个频道为：

由于每个带宽下，均有4个独立的频道，所以支持多部不同频道的车子一起玩。

加之在接收端，接收到的信号经过解调、放大后，再经过模数转换器ADC得到数字信号，并通过数字滤波器进一步滤掉带外信号，抗干扰性大大增强，领道间的抑制比大于40db，多部不同频道的车子一起玩互相不影响。

本发明支持玩具车前进/后退各4等级速度控制。为了节约系统的成本，发射端的外围电路没有使用滑动电位器作为档位调节，而是通过操作杆的金属滑片移动到不同位置，导致对应的管脚“F”、“B”、“SP1”、“SP2”不同的高低电平组合，来表示不同的前进/后退速度等级，从而进行编码发射。接收端收到对应的编码，通过不同的占空比输出来响应出不同的速度等级。

本发明采用调频方式，载波（本振）就是通过锁相环电路产生的。如图3所示的锁相环电路框图，PLL_OUT=K*Fin (Fin为振荡器的输出时钟)，锁相环输出高频时钟PLL_OUT，在经过分频得到载波信号。通过改变分频系数K值，就可以得到不同的载波信号。所以发射端和接收端只需要一个24.576M晶体，就可以产生不同频道所需要的载波信号。不同的频道的中心频点，如下表所示：

得到了不同的载波信号，在发射端与编码信号混频得到调制信号，在经过功率放大接可以发射了。在接收端，经过低噪声放大电路LNA放大信号，载波与已调制的信号进行混频，得到中频信号，在经过自动增益控制，输出符合ADC输入范围的电压值，经过ADC得到数字信号。数字信号经过多阶的数字滤波器，实现带通滤波，有效抑制了相邻通道的干扰信号。

由于使用调频方式调制和解调，并支持多个独立频道，本发明可以支持多辆车一起玩，而互不影响，同时大幅度的提高了接收距离。

如图4所示，本发明为了节约系统的成本，发射端的外围电路并没有使用常规的滑动电位器作为档位调节，而是通过操作杆带动金属片滑动，金属片有4个触点。当操作杆在不同位置，金属片的4个触点也在不同位置，从而导致电路管脚“F”、“B”、“SP1”、“SP2”是否被短路到GND。管脚“F”、“B”、“SP1”、“SP2”又是内部上拉的，所以当操作杆在不同位置，会导致管脚“F”、“B”、“SP1”、“SP2”不同的电平状态，从而对应不同的速度等级，经过编码发射后，接收端解析出对应的命令，输出对应占空比，来控制车轮各种速度。

管脚“F”、“B”、“SP1”、“SP2”不同电平状态对应的速度控制，见下表所示：

档位	F	B	SP1	SP2	说明
						前进4级	L	H	H	H	前进最大速度
前进3级	L	H	L	H
						前进2级	L	H	L	L
前进1级	L	H	H	L	前进最小速度
						停止	H	H	*	*
后退1级	H	L	H	L	后退最小速度
						后退2级	H	L	L	L
后退3级	H	L	L	H
						后退4级	H	L	H	H	后退最大速度
刹车	L	L	*	*

注：“H”代表逻辑高电平；“L”代表逻辑低电平；“*”代表不用关心。

如图5所示, 当无按键操作时，本发明发射端能够自动进入待机模式。发射端会监测用于按键操作的管脚电平，当无任何操作时，对应管脚电平为高（内部上拉），此时就会关闭掉“数字编码电路”、“振荡电路”、“锁相环电路”、“混频器”以及“功率放大器”的电源，此时发射端处于待机模式，功耗极低。当有操作时，对应管脚电平会为低电平，此时就会给所有电路供电，发射端处于正常工作模式，将编码调制输出。

如图6、图7所示，本发明接收端能监测马达电流，能对马达做过流保护。通过管脚“VFB”监测，串联在马达电流回路上Rfb电阻的电压。一旦Vfb电压大于0.18V，且持续时间超过7秒，即马达回路上的电流超过了0.18/Rfb，此时接收端就会做出保护，关闭马达输出。直到Vfb电压小于0.18V，且持续时间超过600ms没有收到有效命令，才会恢复到正常工作状态，响应对应的命令。

Claims

1.一种新型用于无线玩具车控制的收发系统，包括发射端和接收端，其特征在于：发射端采用调频方式进行调制，接收端采用调频方式进行解调，采用一个24.576MHZ晶体实现27M带宽和49M带宽下的调制和解调，且每个带宽下均有4个独立频道。

2.根据权利要求1所述的新型用于无线玩具车控制的收发系统，其特征在于：27M带宽下的4个独立频道分别为：中心频点为27.045 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为27.095 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为27.145Mhz，频偏±3Khz；中心频点为27.195 Mhz，频偏±3Khz。

3.根据权利要求1所述的新型用于无线玩具车控制的收发系统，其特征在于：49M带宽下的4个独立频道分别为：中心频点为49.830 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为49.845 Mhz，频偏±3Khz；中心频点为49.860Mhz，频偏±3Khz；中心频点为49.875 Mhz，频偏±3Khz。

4.根据权利要求1所述的新型用于无线玩具车控制的收发系统，其特征在于：所述的发射端包括：数字编码电路、锁相环电路、振荡电路、混频器、功率放大器、线性稳压源、监测输入及电源管理电路，监测输入及电源管理电路分别与线性稳压源和数字编码电路相连，线性稳压源为发射端的各器件供电，数字编码电路与混频器相连，混频器分别与锁相环电路和功率放大器相连，振荡电路与锁相环电路相连，功率放大器发射输出。

5.根据权利要求1所述的新型用于无线玩具车控制的收发系统，其特征在于：所述的发射端还包括操作杆、金属片、速度等级电路，金属片上设有4个触点，操作杆与金属片相连，并能带动金属片滑动，金属片上的4个触点分别与速度等级电路的四个管脚：“F”、“B”、“SP1”、“SP2”短路到接地端，而导致不同电平状态来对应不同速度等级。

6.根据权利要求1所述的新型用于无线玩具车控制的收发系统，其特征在于：所述的接收端包括：天线、低噪声放大电路LNA、锁相环电路、振荡电路、混频器、自动增益控制电路、模数转换器、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器、线性稳压源，线性稳压源为接收端的各器件供电，天线通过低噪声放大电路LNA与混频器相连，混频器分别与自动增益控制电路和锁相环电路相连，振荡电路与锁相环电路相连，自动增益控制电路依次与模数转换器、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器相连，外部的监测电压与电压比较器相连，命令响应逻辑输出电路控制输出。

7.根据权利要求4 、5或6所述的新型用于无线玩具车控制的收发系统，其特征在于：所述的锁相环电路由鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频系数器组成，混频器的输出端与鉴相器相连，鉴相器依次与电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频系数器连接成环路，压控振荡器输出高频时钟PLL_OUT。