隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的通訊產(chǎn)品大量涌現(xiàn)出來(lái)，尤其是無(wú)線通訊領(lǐng)域的新產(chǎn)品，更是琳瑯滿目。目前，無(wú)線通訊方式有無(wú)線電、紅外線、微波等多種方式，而且可供選擇的模塊也有很多種?？紤]到應(yīng)用環(huán)境和價(jià)格等因素，本文選擇其中廉價(jià)的發(fā)射模塊(F05)和接收模塊(J05C)進(jìn)行介紹。它們價(jià)格便宜、傳輸距離較遠(yuǎn)、可靠性高，特別適合于低成本的無(wú)線通訊設(shè)備使用。希望通過(guò)本文的介紹，能夠給致力于無(wú)線通訊和無(wú)線控制領(lǐng)域的工程師們帶來(lái)一些有益的幫助。
1 無(wú)線射頻收發(fā)模塊簡(jiǎn)介
1.1 發(fā)射模塊F05
　　發(fā)射模塊F05原理如圖1所示。F05采用聲表諧振器穩(wěn)頻，SMT樹脂封裝，頻率一致性較好，免調(diào)試，特別適合多發(fā)一收無(wú)線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移。F05具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性。當(dāng)發(fā)射電壓為3V" title="3V">3V時(shí)，發(fā)射電流約為2mA，發(fā)射功率較?。?2V為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約為5～8mA，大于l2V時(shí)直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。F05系列采用AM方式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號(hào)停止發(fā)射時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與F05之間采用電阻而不能采用電容耦合，否則F05將不能正常工作。數(shù)據(jù)信號(hào)電平應(yīng)接近F05的實(shí)際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果，F(xiàn)05對(duì)過(guò)寬的調(diào)制信號(hào)易出現(xiàn)調(diào)制效率下降、收發(fā)距離變近的現(xiàn)象。當(dāng)脈沖高電平" title="高電平">高電平寬度在0.08～1ms時(shí)發(fā)射效果較好，大于1ms時(shí)效率開始下降；當(dāng)脈沖低電平寬度大于10ms時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾(即零電平干擾)而引起不解碼。如采用CPU編譯碼，可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾；如采用通用編解碼器，可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于10ms以抑制零電平干擾。F05輸入端平時(shí)應(yīng)處于低電平狀態(tài)，輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)應(yīng)是正邏輯電平，幅度最高不應(yīng)超過(guò)F05的工作電壓。

　　F05天線長(zhǎng)度可在0～250mm之間調(diào)節(jié)，也可無(wú)天線發(fā)射，但發(fā)射效率" title="發(fā)射效率">發(fā)射效率下降。F05C 為改進(jìn)型,體積更小,內(nèi)含隔離調(diào)制電路以消除輸入信號(hào)對(duì)射頻電路的影響,信號(hào)直接耦合,性能更加穩(wěn)定。F05 應(yīng)垂直安裝在印制板邊部，并應(yīng)離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌而停振。F05發(fā)射距離與調(diào)制信號(hào)頻率及幅度、發(fā)射電壓及電池容量、發(fā)射天線、接收機(jī)靈敏度及收發(fā)環(huán)境有關(guān)。F05采用PT2262編碼器加240mm小拉桿天線發(fā)射時(shí)，在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約250m，在障礙區(qū)相對(duì)要近，由于折射反射會(huì)形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會(huì)有不同的收發(fā)距離。如需更遠(yuǎn)的可靠距離，可在F05的輸出端增加一級(jí)射頻功率放大器。
　　PT2262編碼器采用COMS工藝，與PT2272配套使用。它的編碼數(shù)據(jù)和地址以串行方式并且通過(guò)RF或IR調(diào)制方式發(fā)射。PT2262最多采用12條三態(tài)地址線，可以提供531441種地址編碼。因此，最大程度上避免了編碼的沖突。
　　PT2262應(yīng)用電路如圖3上部所示。振蕩電阻取3.3MΩ效果較好，當(dāng)17腳無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，F(xiàn)05不工作，發(fā)射電流為零；當(dāng)14腳(圖中省略)為低電平時(shí)，17腳輸出已設(shè)定的編碼脈沖對(duì)F05進(jìn)行調(diào)制發(fā)射，通過(guò)測(cè)試F05工作電流可大致判斷F05是否處于正常發(fā)射狀態(tài)，加天線時(shí)空碼發(fā)射電流為6mA左右；調(diào)整R2可調(diào)整發(fā)射電流的大小，R2取值小可提高發(fā)射距離，但易引起過(guò)調(diào)制甚至停振。
1.2 接收模塊J05C
　　J05C由超外差電路結(jié)構(gòu)IC芯片和溫度補(bǔ)償電路構(gòu)成，具有較高的接收靈敏度及穩(wěn)定性，如圖2所示。芯片內(nèi)含低噪聲射頻放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、濾波器及限幅比較器，輸出為數(shù)據(jù)電平信號(hào)，可直接接至標(biāo)準(zhǔn)解碼器或CPU解碼器，適合與ASK方式的發(fā)射器配套使用，適用于各種遙控報(bào)警器及單片機(jī)短距離數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。
　　J05C接收頻率分為315MHz及433.92MHz兩種，并具有較好的頻寬及溫度補(bǔ)償特性，可與一般精度的聲表諧振器穩(wěn)頻的發(fā)射機(jī)及LC發(fā)射機(jī)配套使用而不需要調(diào)整接收頻率，較寬的工作溫度范圍可適應(yīng)各種工作環(huán)境。J05C對(duì)電源要求不太苛刻，可以使用開關(guān)電源，并具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，2V時(shí)只消耗約2mA電流，3V時(shí)消耗約2.5mA電流，但5V以下供電接收靈敏度要下降3～5dBm，5V供電可處于最佳接收靈敏度狀態(tài)。

　　J05C模塊具有休眠功能，當(dāng)芯片9腳為高電平(VDD-3V以上)時(shí)，接收機(jī)可處于休眠狀態(tài)，此時(shí)耗電約25μA。通常芯片9腳已接為低電平(0.8V以下)，處于正常接收狀態(tài)，若需休眠功能可自行改動(dòng)。
　　J05C接收天線的長(zhǎng)度為接收頻率的1/4波長(zhǎng)，約22cm，阻抗約37Ω，為最佳匹配天線，但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到各種條件限制，具體需試驗(yàn)確定。當(dāng)信號(hào)較弱而干擾點(diǎn)又引起信號(hào)不穩(wěn)時(shí)，可將天線剪去5cm也許會(huì)有所改善。也可采用螺旋天線或?qū)⑻炀€直接做在PCB板上，甚至無(wú)天線接收，當(dāng)然接收靈敏度要下降。匹配良好的收發(fā)天線能使收發(fā)模塊性能達(dá)到最佳狀態(tài)，而匹配不良的收發(fā)天線會(huì)使收發(fā)距離變得很近。
　　J05C最大數(shù)據(jù)傳輸速率為5kbps，調(diào)整內(nèi)部電容值可達(dá)到20kbps，但過(guò)高的數(shù)據(jù)速率會(huì)降低接收靈敏度及增大誤碼率。如用于一般遙控報(bào)警器，不必使用過(guò)高的速率，現(xiàn)在遙控報(bào)警器普遍使用性價(jià)比較好的PT2262編解碼及PT2272解碼器，振蕩電阻分別采用3.3MΩ和680kΩ即可有較好的收發(fā)距離(此電阻值必須精確)。如用于單片機(jī)收發(fā)系統(tǒng)，速率可取4.8kbps或2.4kbps，同時(shí)應(yīng)兼顧到發(fā)射效率。當(dāng)數(shù)據(jù)中有連續(xù)幾個(gè)“1”且脈寬超過(guò)1ms時(shí)，會(huì)引起發(fā)射效率下降，而且太大的占空比及太低的頻率易引起過(guò)調(diào)制。高電平脈寬在0.1～1ms范圍內(nèi)，收發(fā)效果較好。不合適的數(shù)據(jù)速率同樣會(huì)影響到收發(fā)距離，甚至收不到信號(hào)。
　　J05C輸出端可直接與標(biāo)準(zhǔn)解碼器及單片機(jī)接口。J05C在未收到發(fā)射信號(hào)時(shí)可輸出隨機(jī)噪聲，幅度為VDD-0.3V值；當(dāng)收到信號(hào)時(shí)，噪聲被抑制；當(dāng)信號(hào)變?nèi)鯐r(shí)，出現(xiàn)噪聲干擾點(diǎn)，此時(shí)信號(hào)處于不穩(wěn)定區(qū)，若采用PT2272解碼器解碼仍可維持解碼，若采用單片機(jī)解碼則會(huì)因誤碼率增大而出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，此時(shí)可在數(shù)據(jù)位前加亂碼抑制零電平狀態(tài)干擾，最好工作在可靠區(qū)域以減小誤碼率。
2 無(wú)線射頻收發(fā)模塊使用方法和范圍
　　本文所介紹的無(wú)線通訊模塊可以用于多種場(chǎng)合，在此僅介紹三種。
2.1 用于通用串口(RS232)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸
　　在工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)，通常有很多控制儀器和設(shè)備采用串口(RS232)，而與這些設(shè)備通訊必須滿足串口(RS232)的要求。一方面在傳輸速率(通常采用9.6kbps)上必須符合RS232的要求；另一方面在電氣特性上也必須符合RS232的要求。在某些特殊場(chǎng)合，必須使用無(wú)線傳輸方式時(shí)，可以很自然地選擇本文所提到的發(fā)射和接收模塊。但在此必須說(shuō)明的是，要采用此種通訊方式，必須先在發(fā)射端和接收端分別編制相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)文件格式的轉(zhuǎn)換，才能達(dá)到無(wú)線通訊的目的。如果通訊系統(tǒng)是全雙工的，則可以采用兩對(duì)發(fā)射和接收模塊(采用不同的編碼地址)同時(shí)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.2 用于無(wú)線多通道(并行)控制
　　某些場(chǎng)合需要多通道(并行)控制，如復(fù)雜的遙控機(jī)器人等，可以采用本文所提到的發(fā)射和接收模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種方法是用接收模塊直接和解碼器相連，然后再和繼電器等電子元器件相連，驅(qū)動(dòng)后續(xù)的被控對(duì)象；另一種方法是用接收模塊和單片機(jī)相連，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的處理后，再用單片機(jī)連接繼電器等電子元器件，驅(qū)動(dòng)后續(xù)的被控對(duì)象。通常一對(duì)發(fā)射和接收模塊最多可以實(shí)現(xiàn)六路并行的無(wú)線控制，如果要求的通道數(shù)大于六路，可以采用多對(duì)發(fā)射和接收模塊(采用不同的編碼地址)同時(shí)工作來(lái)滿足實(shí)際的需要。
2.3 用于組建星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)
　　在某些特殊場(chǎng)合需要無(wú)線通訊，并且必須是多點(diǎn)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，此時(shí)也可以采用本文所提到的發(fā)射和接收模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。一方面這種發(fā)射和接收模塊的價(jià)格低廉，構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的費(fèi)用相對(duì)較低；另一方面這種發(fā)射和接收模塊可采用模塊化設(shè)計(jì)，體積小、使用方便、易于集成。對(duì)于通訊速度要求不太高、距離較近的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這種發(fā)射和接收模塊十分實(shí)用。
3 應(yīng)用實(shí)例
　　通過(guò)使用本文所介紹的發(fā)射模塊和接收模塊，作者完成了一套簡(jiǎn)單、可靠的多路無(wú)線遙控電路，如圖3所示。在這套電路里，通過(guò)控制總線設(shè)定電路中的小鍵盤，可以同時(shí)控制多個(gè)電燈的開關(guān)。