CN203659192U - 一种微功率遥控发射电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微功率遥控发射器，包括电源及滤波电路、遥控发射电路，遥控发射电路包括晶体管振荡电路、PCB环形天线电路，调制信号经处理后通过PCB环形天线将无线电波辐射输出。本实用新型的微功率遥控发射器，采用3V纽扣电池供电，电源滤波采用RC滤波电路，信号发射器由声表谐振器与PCB环形天线组成。该微功率遥控发射器改进了目前遥控发射电路存在的缺点，能够提供一种成本低、可靠性高、电路简明、调试方便、杂散小、易于批量生产的遥控发射器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微功率遥控发射器，尤其是涉及一种应用于各种短距离无线传输的微功率遥控发射器。
背景技术
遥控发射电路主要应用于机动车无钥匙进入系统（RKE/PKE）、轮胎压力检测系统(TPMS)、安保报警系统、玩具、车库门等，低成本、高利润,具有广阔的市场前景。例如公开号为CN201477734U的中国发明专利公开了一种微功率遥控发射电路，它包括振荡源和微带天线，振荡源的输入连接控制信号，振荡源的输出依次通过隔直电容和阻抗匹配电路和微带天线连接，微带天线一端与阻抗匹配电路相连接，另一端短路到地；或者振荡源的输出通过隔直电容直接和微带天线连接，微带天线一端与隔直电容相连接，另一端短路到地。振荡源与微带天线之间增加了阻抗匹配电路，使得基波频率处于阻抗匹配状态，从而实现对基波频率的有用信号有效发射；对于谐波杂波频率处于阻抗失配状态，有效抑制了谐波杂波频率的辐射。
用于汽车上的发射频率及发射器功率必须在国家规定的范围内工作，例如中国：314MHz～316MHz，433.00MHz～434.79MHz；美国：315MHz；欧洲：433.92MHz ；日本：868MHz。主波发射功率不能超过10dBm，杂散发射功率不能超过-36 dBm。目前市场上此类产品由于力求成本低，电路过于简单，导致主波发射功率偏低，通信距离短，杂散偏高，超出国家EMC（电子、电器产品的电磁兼容性）规定。有些为了降低杂散，故意降低主波发射器功率，使得通信距离短；有些为了提高主波发射功率，但同时杂波提高了，不得不增加复杂的滤波器来降低杂波。这样做使得产品成本提高，可靠性大大降低，在市场上缺乏竞争力。
针对目前遥控发射电路存在的缺点，需要提供一种成本低、可靠性高的遥控发射电路。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种微功率遥控发射器，具有RC滤波电路、振荡器、PCB环形天线，该微功率遥控发射器改进了目前遥控发射电路存在的缺点，能够提供一种成本低、可靠性高、电路简明、调试方便、杂散小、易于批量生产的遥控发射器。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种微功率遥控发射器，包括信号输入端、电源及滤波电路A、遥控发射电路，信号输入端与电源及滤波电路、遥控发射电路连接，遥控发射电路包括晶体管振荡电路C、PCB环形天线电路D；PCB环形天线电路D为信号输出端；PCB环形天线电路D的一端与晶体管振荡电路C连接，另一端短路接地。晶体管振荡电路C与PCB环形天线电路D连接，调制信号经处理后通过PCB环形天线将无线电波辐射输出。
优选的是，微功率遥控发射器还包括杂散信号滤波电路B、第二电阻R2、第十四电阻R14。
在上述任一项技术方案中优选的是，电源及滤波电路A与杂散信号滤波电路B、第二电阻R2、晶体管振荡电路C、第十四电阻R14、PCB环形天线电路D依次连接。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述电源及滤波电路A包括3V纽扣电池和RC滤波电路。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述RC滤波电路包括第五电容C5、第六电容C6、第六电阻R6、第十二电阻R12。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述杂散信号滤波电路B包括第一电阻R1、第一电容C1、二极管D1。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述晶体管振荡电路C包括晶体管Q1、声表谐振器X1、电感L1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第七电容C7、第四电阻R4、第五电阻R5。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述PCB环形天线电路D包括PCB环形天线L2、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容R13。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述第六电容C6、第六电阻R6、第五电容C5连接构成一π型RC滤波电路。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述二极管D1为高频开关二极管。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述晶体管Q1的基极连接第二电阻R2。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述晶体管Q1的发射极、集电极与第二电容C2、第四电容C4连接构成电容三点式振荡器，采用电容分压器提供反馈，振荡频率为433.92MHz。
在上述任一项技术方案中优选的是，电容三点式振荡器的打开和关闭由调制信号控制，其最大调制频率为2.5kHz。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述第三电容C3在晶体管振荡电路C中配置为预留电容。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述第三电容C3、电感L1和第七电容C7配置作用为反馈、选频，并与PCB环形天线L2匹配作用于晶体管振荡电路C，反馈系数比为C4/C2=7.3。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述PCB环形天线L2印制在PCB印刷电路板上，其在微波频段被配置为等效电感。
在上述任一项技术方案中优选的是，所述声表谐振器X1与PCB环形天线L2组成信号发射器，采用OOK方式调制。
本实用新型的微功率遥控发射器包括电源及滤波电路、遥控发射电路，其采用3V纽扣电池供电，电源滤波采用RC滤波电路，信号发射器由声表谐振器与PCB环形天线组成，采用OOK（On-Off Keying，启闭键控）方式调制，调制信号经处理后通过PCB环形天线将无线电波辐射输出。
与目前的遥控发射电路相比，本实用新型的微功率遥控发射器具有以下有益效果：
1） 该发射器的电路中采用了一个声表谐振器，声表谐振器可以起到稳定频率的作用，可防止由于元件性能偏差及外部环境的影响而导致发射性能降低的问题。
）该发射器的电路中采用RC电源滤波及PCB环形天线，可以使微功率遥控发射电路具有成本降低、体积小、一致性高的优点。
）该发射器的电路中采用了一个高频晶体管Q1及少量廉价的电子元件，即可实现振荡、稳频、高次谐波滤波、调制、发射等多种功能，发射电路精简、调试方便、高效、性能可靠、成本低、易于大批量生产。
附图说明
图1为按照本实用新型的微功率遥控发射器的一优选实施例的电源及滤波电路结构图；
图2为按照本实用新型的微功率遥控发射器的一优选实施例的遥控发射电路结构图；
图3为按照本实用新型的微功率遥控发射器的一优选实施例的晶体振荡交流等效电路图；
图4为按照本实用新型的微功率遥控发射器的一优选实施例的PCB环形天线等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明，以下描述仅作为示范和解释，并不对本实用新型作任何形式上的限制。
一种微功率遥控发射器，具有电源及滤波电路A、遥控发射电路、杂散信号滤波电路B、第二电阻R2、第十四电阻R14。遥控发射器包括晶体管振荡电路C、PCB环形天线电路D，电源及滤波电路A与杂散信号滤波电路B、第二电阻R2、晶体管振荡电路C、第十四电阻R14、PCB环形天线电路D依次连接，调制信号经处理后通过PCB环形天线将无线电波辐射输出。
如图1所示，电源及滤波电路A包括3V纽扣电池和RC滤波电路，RC滤波电路包括第五电容C5、第六电容C6、第六电阻R6、第十二电阻R12。
如图2所示，杂散信号滤波电路B包括第一电阻R1、第一电容C1、二极管D1，晶体管振荡电路C包括晶体管Q1、声表谐振器X1、电感L1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第七电容C7、第四电阻R4、第五电阻R5，PCB环形天线电路D包括PCB环形天线L2、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容R13。其中，第六电容C6、第六电阻R6、第五电容C5连接构成一π型RC滤波电路；二极管D1为高频开关二极管；晶体管Q1的基极连接第二电阻R2；晶体管Q1的发射极、集电极与第二电容C2、第四电容C4连接构成电容三点式振荡器，采用电容分压器提供反馈，振荡频率为433.92MHz。电容三点式振荡器的打开和关闭由调制信号控制，其最大调制频率为2.5kHz；第三电容C3在晶体管振荡电路C中配置为预留电容；第三电容C3、电感L1和第七电容C7配置作用为反馈、选频，并与PCB环形天线L2匹配作用于晶体管振荡电路C，反馈系数比为C4/C2=7.3；PCB环形天线L2印制在PCB印刷电路板上，其在微波频段被配置为等效电感；声表谐振器X1与PCB环形天线L2组成信号发射器，采用OOK方式调制。
该微功率遥控发射器具有电源及滤波电路、遥控发射电路，其采用3V纽扣电池供电，电源滤波采用RC滤波电路，信号发射器由声表谐振器与PCB环形天线组成，采用OOK方式调制，调制信号经处理后通过PCB环形天线将无线电波辐射输出。晶体管振荡电路C由晶体管Q1、声表谐振器X1、电感L1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第七电容C7、第四电阻R4、第五电阻R5，组成，自由振荡频率为433.92MHz，其中声表谐振器X1起到了稳定频率的作用。调制信号通过第二电阻R2控制晶体管Q1的基极。调制信号输出高电平时，晶体管Q1导通，振荡器开始工作； 当调制信号输出低电平时，晶体管Q1 截止，振荡器停止工作，从而完成OOK调制，并通过PCB环形天线L2将无线电波辐射到自由空间。
电源及滤波电路A，滤波形式为π型RC滤波电路，电源采用3V的扣电池供电，第五电容C5、第六电容C6为滤波电容，第六电阻R6、第十二电阻R12为滤波电阻，第六电容C6、第六电阻R6、第五电容C5构成第一节π型RC滤波电路。其滤波原理为：电源经过第六电容C6，将大部分交流成分滤除，然后再经过第六电阻R6、第五电容C5，第五电容C5的容抗与第六电阻R6构成分压电路，因第五电容C5很小，交流成分分压衰减量很大，第五电容C5有隔直作用，电压经第六电阻R6、第十二电阻R12输出到发射电路。加大第六电阻R6，会使滤波效果变好，但又会使输出电压降低。加大第六电容C6会使滤波效果提高，但会使充电时间变长。
进一步，如图2的B部分所示，杂散信号滤波电路的第一电阻R1、第二电阻R2为分压电阻，第一电容C1滤除调制信号噪声，二极管D1为高频开关二极管，使此处的电位嵌位到1.2V。第一电容C1、二极管D1防止调制信号上升沿、下降沿尖峰干扰进入发射电路放大后发射，此电路使得基波周围的杂波较少。
如图2的C部分所示，遥控发射电路为Colpitts振荡器，即电容三点式振荡器，其采用电容分压器提供反馈，满足“射同余异”原则，振荡频率为433.92MHz。
发射器由一个单端声表谐振器和PCB环形天线组成，采用OOK方式调制，振荡器打开与关闭由调制信号控制，最大调制频率为2.5kHz。电感L1、第三电容C3（预留）、第七电容C7起到反馈、选频及与PCB环形天线匹配作用。其中，反馈系数比C4/C2=7.3，较高的反馈系数及联合第四电阻R4可以很好抑制振荡器产生高于理想振荡频率50~100MHz的信号。
振荡频率主要由第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第七电容C7、电感L1、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、环形天线电感L2决定。PCB环形天线属于LC谐振环路的一部分，此时相当于振荡器无外部负载。谐振频率计算公式如下： 
其交流等效电路如图3所示。
如图2的D部分所示，PCB环形天线电路的环形天线为印制在PCB上的导线，在微波频段，其相当于等效电感，如图4所示。第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13起到交流耦合及抵消天线感抗的作用，当天线电感与耦合电容发生串联谐振时，流过天线上电流达到最大，此时发射功率最大。
以上所述仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非是对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (17)
1.一种微功率遥控发射器，包括信号输入端、电源及滤波电路（A）、遥控发射电路，信号输入端与电源及滤波电路、遥控发射电路连接，其特征在于：所述遥控发射电路包括晶体管振荡电路（C）、PCB环形天线电路（D）；所述PCB环形天线电路（D）为信号输出端；所述PCB环形天线电路（D）的一端与晶体管振荡电路（C）连接，另一端短路接地。
2.如权利要求1所述的微功率遥控发射器，其特征在于：它还包括杂散信号滤波电路（B）、第二电阻（R2）、第十四电阻（R14）。
3.如权利要求1所述的微功率遥控发射器，其特征在于：电源及滤波电路（A）与杂散信号滤波电路（B）、第二电阻（R2）、晶体管振荡电路（C）、第十四电阻（R14）、PCB环形天线电路（D）依次连接。
4.如权利要求1或3所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述电源及滤波电路（A）包括3V纽扣电池和RC滤波电路。
5.如权利要求4所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述RC滤波电路包括第五电容（C5）、第六电容（C6）、第六电阻（R6）、第十二电阻（R12）。
6.如权利要求2所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述杂散信号滤波电路（B）包括第一电阻（R1）、第一电容（C1）、二极管（D1）。
7.如权利要求1所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述晶体管振荡电路（C）包括晶体管（Q1）、声表谐振器（X1）、电感（L1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第七电容（C7）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）。
8.如权利要求1所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述PCB环形天线电路（D）包括PCB环形天线（L2）、第十一电容（C11）、第十二电容（C12）、第十三电容（R13）。
9.如权利要求5所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述第六电容（C6）、第六电阻（R6）、第五电容（C5）连接构成一π型RC滤波电路。
10.如权利要求6所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述二极管（D1）为高频开关二极管。
11.如权利要求7所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述晶体管（Q1）的基极连接第二电阻（R2）。
12.如权利要求7所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述晶体管（Q1）的发射极、集电极与第二电容（C2）、第四电容（C4）连接构成电容三点式振荡器，采用电容分压器提供反馈，振荡频率为433.92MHz。
13.如权利要求12所述的微功率遥控发射器，其特征在于：电容三点式振荡器的打开和关闭由调制信号控制，其最大调制频率为2.5kHz。
14.如权利要求7所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述第三电容（C3）在晶体管振荡电路（C）中配置为预留电容。
15.如权利要求7或14所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述第三电容（C3）、电感（L1）和第七电容（C7）配置作用为反馈、选频，并与PCB环形天线（L2）匹配作用于晶体管振荡电路（C），反馈系数比为C4/C2=7.3。
16.如权利要求8所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述PCB环形天线（L2）印制在PCB印刷电路板上，其在微波频段被配置为等效电感。
17.如权利要求7所述的微功率遥控发射器，其特征在于：所述声表谐振器（X1）与PCB环形天线（L2）组成信号发射器，采用OOK方式调制。
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| CN104392597A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-04 | 无锡华普微电子有限公司 | 射频ic微功率无线遥控发射电路 |
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