一种微功率遥控发射电路

摘要：本设计使用了一个声表谐振器，起到稳定频率的作用，防止由于元件性能偏差及外部环境的影响，导致发射性能降低。使用了RC电源滤波及PCB环形天线，具有成本低、体积小、一致性高的优点。本设计选用了一个高频晶体管Q1和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。

系统方案设计

遥控发射电路包括RC电源滤波电路A，杂散信号滤波电路B、晶体管振荡电路C、PCB环形天线D。

晶体管振荡电路A包括晶体管Q1、声表谐振器X1、电容C3、C6、C7，电感L1组成，自由振荡频率为433.92MHz。其中声表谐振器X1起到稳定频率的作用。

调制信号通过电阻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。

硬件电路设计

图1为电源及滤波电路，滤波形式为π型RC滤波电路，电源采用3V的扣电池供电，C5、C6为滤波电容，R6、R12为滤波电阻，C6、R6、C5构成第一节π型RC滤波电路。

滤波原理：电源经过C6将大部分交流成分滤除，然后再经过R6、C5电路，C5的容抗与R6构成分压电路，因C5很小，交流成分分压衰减量很大，C5有隔直作用，电压经R6、R12输出到发射电路。

加大R6会使滤波效果变好，但又会使输出电压降低。加大C6会使滤波效果提高，但会使充电时间变长。

图2-B为杂散信号滤波电路，R1、R2为分压电阻，C1滤除调制信号噪声，D1为高频开关二极管，使此处的电位嵌位到1.2V。C1、D1防止PWM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。

图2-C为遥控发射电路，该发射电路为Colpitts振荡器，即电容三点式振荡器，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(PWM)控制。最大调制频率为2.5kHz。L1、C3(预留)、C7起到反馈、选频及与天线匹配作用。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C2、C3、C4、C7、L1、C11、C12、C13、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。

图2-D为PCB环形天线电路，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。电容C11、C12、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。