无线电子伴侣报警器的研究
2014-09-17黄娟李小妹王含锋
黄娟+李小妹+王含锋
摘要：文章介绍了无线电子伴侣报警器的设计与制作，报警器应用PT2262/PT2272进行编解码，主要由发射模块和接收模块组成，PT2262/PT2272是一种CMOS工艺制造的功耗低价位的通用编解码电路，并采用贴片封装来减小体积。
关键词：电子伴侣；报警器；调制发射；CMOS
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0013-03
1 研究的背景与意义
伴随着社会的进步，人们外出的机会也越来越多了，很多人经常丢三落四，会忘记把手机放在哪里，或是把钥匙弄丢，有时候带孩子上街玩耍，稍不留意孩子就走丢了。有时在人群密集的地方稍不留意，小偷便会拿走你的包。为了防止这类事情的发生，无线电子伴侣报警器就应运而生。
无线电子伴侣小巧玲珑，便于携带，广泛应用于手机、钥匙、小孩等的防偷及防丢之用。其距离在一定的范围之内可以随意调节，具有防丢、寻找、警音、省电、环保等优点。其性能稳定可靠、方便适用，是居家旅行的必备品。无线电子伴侣不但可以防丢、防盗，还可以休闲娱乐。该设备男女老少皆可使用，具有很好的市场前景，将会广泛用于人们的日常生活中。
2 收发电路的通信方式
超短波无线通信利用1～10m波长的电磁波进行视距传输。超短波波段在30～300MHz频段，其汇总包括无线广播FM频段。
近距离超短波主要由发射机和接收机组成，其收发电路组建十分简单，只需要少量的分立元件便可实现。可采用模拟调制方式或数字调制方式，其中数字调制方式主要有数字键控调频电路（FSK）、数字键控调幅电路（ASK）、数字键空调相电路（PSK）三大类，数字键控调幅电路调制方式具有电路简单、平均功率小、耗电少等优点，被广泛用于短距离、小功率的遥控电路设备中。从成本和可操作性方面来考虑，本无线电子伴侣采用超短波无线通信方式，并且根据传输信号要求，采用数字键控调幅方式。
3 系统模块设计
3.1 发射模块设计与参数计算
该发射电路利用电容三点式振荡器，振荡信号通过LC电路进行选频工作，如图1所示，其参数计算如下：
3.1.1 高频三极管Q1选用9018，截至频率达到1G；电容C4、C5、C6组成一个电容三点式振荡器，C4用于谐振，选20pF左右可使频率落在70～88MHz内，这里选18pF，C5、C6起到正反馈作用，使电路产生振荡，这里反馈系数C5/C6=1/13，C5、C6分别选5pF、100pF的瓷片电容。
3.1.5 C2和C8是电源滤波电容，并联一个小电容C8可使电源的高频内阻减小，C2选100uF的电解电容，C8选103～104比较合适，这里选用103瓷片电容。
3.1.6 C3起到高频通路的作用，因此选则1nF。
3.2 接收电路原理与分析
接收电路要完成以下三项任务：（1）选择外界的信号，选出本级需要的信号；（2）解调选定的信号，将原调制信息进行还原；（3）将信号进行放大，使信号解调后具有一定的功率。
接收电路由以下三个部分组成。
第一部分：超再生载波接收电路，它通过超再生接收方式对外来的调幅载波信号进行接收解调。
第二部分：三极管检波电路，小信号检波在三极管检波器中具有很好的检波效果。
第三部分：信号放大与比较整形电路，这部分电路负责放大交流编码信号，并进行电压比较。同时将数字编码信号传送到解码电路进行解码，至此完成整个接收任务。
3.3 接收模块设计与参数计算
接收电路运用超再生式电路，将信号进行解调后经过整形送至电路进行解码。电路原理如图2所示，其参数计算如下：
3.3.9 LM311是电压比较器，起到整形作用。R11、C10起到阻高频作用，故取R11为100K，C10为1uF；2脚直接输入检波后的波形；R9为上拉电阻取20K；1、4脚接地，8脚接正电源；最后波形送到PT2272鉴别，它的振荡频率要比PT2262的频率高，故R12取1M；1到8脚管脚各可接高电平，低电平和悬空，共38种状态；只有当发射接收地址一样时才能识别，此时，7脚为1（高电平），Q3截止，反之Q3导通，驱动蜂鸣器LS1，
4 系统调试与结果分析
4.1 调试步骤与测试数据
4.1.1 报警距离的调试。为了达到报警距离为可调（3～5m）的要求，我们将发射电路设计为调幅方式，利用调节电位器接入阻值能有效地调节报警的距离。4.1.2 系统功耗调试。经过测量，发射电路工作电流为0.5mA，接收电路工作电流静态时为2.0mA，报警时为9.9mA，远小于研究题目中的不超过20mA的要求。与此同时本系统利用纽扣电池来供电，在3V低压的情况下均能保证电路的正常运行，该发射电路的实际测得的电源电压为2.956V，该接收电路的实际测得的电源电压为2.910V。
由51欧姆的假负载测得的负载两端的电压为0.16V，可得出发射电路的发射功率为：
远小于系统要求的不大于20mW。
4.2 测试结果分析
根据调试和测试结果，无线电子伴侣报警器系统的发射电路工作电流为0.5mA，接收电路工作电流静态时为2.0mA，报警时为9.9mA，远小于研究题目中的不超过20mA的要求。显然，我们设计的无线电子伴侣报警器系统功耗非常低，电路工作比较稳定，能很好地实现设计的要求，同时也具有很好的扩展性能，要是稍加改装便可广泛应用于其他电子设备领域。
5 结语
无线电子伴侣报警器系统具有体积小、携带方便、外观时尚、实用性强、绿色环保和操作简单等特点。各个部分所用到的器件都是常见的元器件，价格便宜，适合范围广，基本上可满足对常见的无线电子伴侣的需求。本系统设计若使用单片机，电路就会更加简单，体积也更加小，相应的成本也会降低，并且使其更加智
能化。
参考文献
[1] 王忠思，黄辉，周亚民.软件无线电关键技术分析[J].信息通信，2011，（6）.
[2] 单武.无线电通信技术及其管理[J].硅谷，2008，（20）.
[3] 王建.无线电技术及应用探讨[J].电子制作，2012，（10）.
[4] 刘密歌，王路.多功能电子防丢器的设计与实现[J].西安文理学院学报（自然科学版），2010，（1）.
[5] 管见.智能型电子防丢器[J].家庭电子，2000，（3）.
[6] 曹浩，王进霞.多功能电子防丢器[J].无线互联科技，2013，（3）.
[7] 蒋伟丽，苏丹.Multisim7在模电实验设计中的应用[J].实验科学与技术，2009，（2）.
[8] 潘景照.一种无线遥控系统设计方案[J].电子产品世界，2002，（13）.
作者简介：黄娟（1992-），女，江苏徐州人，江苏大学京江学院学生。
摘要：文章介绍了无线电子伴侣报警器的设计与制作，报警器应用PT2262/PT2272进行编解码，主要由发射模块和接收模块组成，PT2262/PT2272是一种CMOS工艺制造的功耗低价位的通用编解码电路，并采用贴片封装来减小体积。
关键词：电子伴侣；报警器；调制发射；CMOS
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0013-03
1 研究的背景与意义
伴随着社会的进步，人们外出的机会也越来越多了，很多人经常丢三落四，会忘记把手机放在哪里，或是把钥匙弄丢，有时候带孩子上街玩耍，稍不留意孩子就走丢了。有时在人群密集的地方稍不留意，小偷便会拿走你的包。为了防止这类事情的发生，无线电子伴侣报警器就应运而生。
无线电子伴侣小巧玲珑，便于携带，广泛应用于手机、钥匙、小孩等的防偷及防丢之用。其距离在一定的范围之内可以随意调节，具有防丢、寻找、警音、省电、环保等优点。其性能稳定可靠、方便适用，是居家旅行的必备品。无线电子伴侣不但可以防丢、防盗，还可以休闲娱乐。该设备男女老少皆可使用，具有很好的市场前景，将会广泛用于人们的日常生活中。
2 收发电路的通信方式
超短波无线通信利用1～10m波长的电磁波进行视距传输。超短波波段在30～300MHz频段，其汇总包括无线广播FM频段。
近距离超短波主要由发射机和接收机组成，其收发电路组建十分简单，只需要少量的分立元件便可实现。可采用模拟调制方式或数字调制方式，其中数字调制方式主要有数字键控调频电路（FSK）、数字键控调幅电路（ASK）、数字键空调相电路（PSK）三大类，数字键控调幅电路调制方式具有电路简单、平均功率小、耗电少等优点，被广泛用于短距离、小功率的遥控电路设备中。从成本和可操作性方面来考虑，本无线电子伴侣采用超短波无线通信方式，并且根据传输信号要求，采用数字键控调幅方式。
3 系统模块设计
3.1 发射模块设计与参数计算
该发射电路利用电容三点式振荡器，振荡信号通过LC电路进行选频工作，如图1所示，其参数计算如下：
3.1.1 高频三极管Q1选用9018，截至频率达到1G；电容C4、C5、C6组成一个电容三点式振荡器，C4用于谐振，选20pF左右可使频率落在70～88MHz内，这里选18pF，C5、C6起到正反馈作用，使电路产生振荡，这里反馈系数C5/C6=1/13，C5、C6分别选5pF、100pF的瓷片电容。
3.1.5 C2和C8是电源滤波电容，并联一个小电容C8可使电源的高频内阻减小，C2选100uF的电解电容，C8选103～104比较合适，这里选用103瓷片电容。
3.1.6 C3起到高频通路的作用，因此选则1nF。
3.2 接收电路原理与分析
接收电路要完成以下三项任务：（1）选择外界的信号，选出本级需要的信号；（2）解调选定的信号，将原调制信息进行还原；（3）将信号进行放大，使信号解调后具有一定的功率。
接收电路由以下三个部分组成。
第一部分：超再生载波接收电路，它通过超再生接收方式对外来的调幅载波信号进行接收解调。
第二部分：三极管检波电路，小信号检波在三极管检波器中具有很好的检波效果。
第三部分：信号放大与比较整形电路，这部分电路负责放大交流编码信号，并进行电压比较。同时将数字编码信号传送到解码电路进行解码，至此完成整个接收任务。
3.3 接收模块设计与参数计算
接收电路运用超再生式电路，将信号进行解调后经过整形送至电路进行解码。电路原理如图2所示，其参数计算如下：
3.3.9 LM311是电压比较器，起到整形作用。R11、C10起到阻高频作用，故取R11为100K，C10为1uF；2脚直接输入检波后的波形；R9为上拉电阻取20K；1、4脚接地，8脚接正电源；最后波形送到PT2272鉴别，它的振荡频率要比PT2262的频率高，故R12取1M；1到8脚管脚各可接高电平，低电平和悬空，共38种状态；只有当发射接收地址一样时才能识别，此时，7脚为1（高电平），Q3截止，反之Q3导通，驱动蜂鸣器LS1，
4 系统调试与结果分析
4.1 调试步骤与测试数据
4.1.1 报警距离的调试。为了达到报警距离为可调（3～5m）的要求，我们将发射电路设计为调幅方式，利用调节电位器接入阻值能有效地调节报警的距离。4.1.2 系统功耗调试。经过测量，发射电路工作电流为0.5mA，接收电路工作电流静态时为2.0mA，报警时为9.9mA，远小于研究题目中的不超过20mA的要求。与此同时本系统利用纽扣电池来供电，在3V低压的情况下均能保证电路的正常运行，该发射电路的实际测得的电源电压为2.956V，该接收电路的实际测得的电源电压为2.910V。
由51欧姆的假负载测得的负载两端的电压为0.16V，可得出发射电路的发射功率为：
远小于系统要求的不大于20mW。
4.2 测试结果分析
根据调试和测试结果，无线电子伴侣报警器系统的发射电路工作电流为0.5mA，接收电路工作电流静态时为2.0mA，报警时为9.9mA，远小于研究题目中的不超过20mA的要求。显然，我们设计的无线电子伴侣报警器系统功耗非常低，电路工作比较稳定，能很好地实现设计的要求，同时也具有很好的扩展性能，要是稍加改装便可广泛应用于其他电子设备领域。
5 结语
无线电子伴侣报警器系统具有体积小、携带方便、外观时尚、实用性强、绿色环保和操作简单等特点。各个部分所用到的器件都是常见的元器件，价格便宜，适合范围广，基本上可满足对常见的无线电子伴侣的需求。本系统设计若使用单片机，电路就会更加简单，体积也更加小，相应的成本也会降低，并且使其更加智
能化。
参考文献
[1] 王忠思，黄辉，周亚民.软件无线电关键技术分析[J].信息通信，2011，（6）.
[2] 单武.无线电通信技术及其管理[J].硅谷，2008，（20）.
[3] 王建.无线电技术及应用探讨[J].电子制作，2012，（10）.
[4] 刘密歌，王路.多功能电子防丢器的设计与实现[J].西安文理学院学报（自然科学版），2010，（1）.
[5] 管见.智能型电子防丢器[J].家庭电子，2000，（3）.
[6] 曹浩，王进霞.多功能电子防丢器[J].无线互联科技，2013，（3）.
[7] 蒋伟丽，苏丹.Multisim7在模电实验设计中的应用[J].实验科学与技术，2009，（2）.
[8] 潘景照.一种无线遥控系统设计方案[J].电子产品世界，2002，（13）.
作者简介：黄娟（1992-），女，江苏徐州人，江苏大学京江学院学生。
摘要：文章介绍了无线电子伴侣报警器的设计与制作，报警器应用PT2262/PT2272进行编解码，主要由发射模块和接收模块组成，PT2262/PT2272是一种CMOS工艺制造的功耗低价位的通用编解码电路，并采用贴片封装来减小体积。
关键词：电子伴侣；报警器；调制发射；CMOS
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0013-03
1 研究的背景与意义
伴随着社会的进步，人们外出的机会也越来越多了，很多人经常丢三落四，会忘记把手机放在哪里，或是把钥匙弄丢，有时候带孩子上街玩耍，稍不留意孩子就走丢了。有时在人群密集的地方稍不留意，小偷便会拿走你的包。为了防止这类事情的发生，无线电子伴侣报警器就应运而生。
无线电子伴侣小巧玲珑，便于携带，广泛应用于手机、钥匙、小孩等的防偷及防丢之用。其距离在一定的范围之内可以随意调节，具有防丢、寻找、警音、省电、环保等优点。其性能稳定可靠、方便适用，是居家旅行的必备品。无线电子伴侣不但可以防丢、防盗，还可以休闲娱乐。该设备男女老少皆可使用，具有很好的市场前景，将会广泛用于人们的日常生活中。
2 收发电路的通信方式
超短波无线通信利用1～10m波长的电磁波进行视距传输。超短波波段在30～300MHz频段，其汇总包括无线广播FM频段。
近距离超短波主要由发射机和接收机组成，其收发电路组建十分简单，只需要少量的分立元件便可实现。可采用模拟调制方式或数字调制方式，其中数字调制方式主要有数字键控调频电路（FSK）、数字键控调幅电路（ASK）、数字键空调相电路（PSK）三大类，数字键控调幅电路调制方式具有电路简单、平均功率小、耗电少等优点，被广泛用于短距离、小功率的遥控电路设备中。从成本和可操作性方面来考虑，本无线电子伴侣采用超短波无线通信方式，并且根据传输信号要求，采用数字键控调幅方式。
3 系统模块设计
3.1 发射模块设计与参数计算
该发射电路利用电容三点式振荡器，振荡信号通过LC电路进行选频工作，如图1所示，其参数计算如下：
3.1.1 高频三极管Q1选用9018，截至频率达到1G；电容C4、C5、C6组成一个电容三点式振荡器，C4用于谐振，选20pF左右可使频率落在70～88MHz内，这里选18pF，C5、C6起到正反馈作用，使电路产生振荡，这里反馈系数C5/C6=1/13，C5、C6分别选5pF、100pF的瓷片电容。
3.1.5 C2和C8是电源滤波电容，并联一个小电容C8可使电源的高频内阻减小，C2选100uF的电解电容，C8选103～104比较合适，这里选用103瓷片电容。
3.1.6 C3起到高频通路的作用，因此选则1nF。
3.2 接收电路原理与分析
接收电路要完成以下三项任务：（1）选择外界的信号，选出本级需要的信号；（2）解调选定的信号，将原调制信息进行还原；（3）将信号进行放大，使信号解调后具有一定的功率。
接收电路由以下三个部分组成。
第一部分：超再生载波接收电路，它通过超再生接收方式对外来的调幅载波信号进行接收解调。
第二部分：三极管检波电路，小信号检波在三极管检波器中具有很好的检波效果。
第三部分：信号放大与比较整形电路，这部分电路负责放大交流编码信号，并进行电压比较。同时将数字编码信号传送到解码电路进行解码，至此完成整个接收任务。
3.3 接收模块设计与参数计算
接收电路运用超再生式电路，将信号进行解调后经过整形送至电路进行解码。电路原理如图2所示，其参数计算如下：
3.3.9 LM311是电压比较器，起到整形作用。R11、C10起到阻高频作用，故取R11为100K，C10为1uF；2脚直接输入检波后的波形；R9为上拉电阻取20K；1、4脚接地，8脚接正电源；最后波形送到PT2272鉴别，它的振荡频率要比PT2262的频率高，故R12取1M；1到8脚管脚各可接高电平，低电平和悬空，共38种状态；只有当发射接收地址一样时才能识别，此时，7脚为1（高电平），Q3截止，反之Q3导通，驱动蜂鸣器LS1，
4 系统调试与结果分析
4.1 调试步骤与测试数据
4.1.1 报警距离的调试。为了达到报警距离为可调（3～5m）的要求，我们将发射电路设计为调幅方式，利用调节电位器接入阻值能有效地调节报警的距离。4.1.2 系统功耗调试。经过测量，发射电路工作电流为0.5mA，接收电路工作电流静态时为2.0mA，报警时为9.9mA，远小于研究题目中的不超过20mA的要求。与此同时本系统利用纽扣电池来供电，在3V低压的情况下均能保证电路的正常运行，该发射电路的实际测得的电源电压为2.956V，该接收电路的实际测得的电源电压为2.910V。
由51欧姆的假负载测得的负载两端的电压为0.16V，可得出发射电路的发射功率为：
远小于系统要求的不大于20mW。
4.2 测试结果分析
根据调试和测试结果，无线电子伴侣报警器系统的发射电路工作电流为0.5mA，接收电路工作电流静态时为2.0mA，报警时为9.9mA，远小于研究题目中的不超过20mA的要求。显然，我们设计的无线电子伴侣报警器系统功耗非常低，电路工作比较稳定，能很好地实现设计的要求，同时也具有很好的扩展性能，要是稍加改装便可广泛应用于其他电子设备领域。
5 结语
无线电子伴侣报警器系统具有体积小、携带方便、外观时尚、实用性强、绿色环保和操作简单等特点。各个部分所用到的器件都是常见的元器件，价格便宜，适合范围广，基本上可满足对常见的无线电子伴侣的需求。本系统设计若使用单片机，电路就会更加简单，体积也更加小，相应的成本也会降低，并且使其更加智
能化。
参考文献
[1] 王忠思，黄辉，周亚民.软件无线电关键技术分析[J].信息通信，2011，（6）.
[2] 单武.无线电通信技术及其管理[J].硅谷，2008，（20）.
[3] 王建.无线电技术及应用探讨[J].电子制作，2012，（10）.
[4] 刘密歌，王路.多功能电子防丢器的设计与实现[J].西安文理学院学报（自然科学版），2010，（1）.
[5] 管见.智能型电子防丢器[J].家庭电子，2000，（3）.
[6] 曹浩，王进霞.多功能电子防丢器[J].无线互联科技，2013，（3）.
[7] 蒋伟丽，苏丹.Multisim7在模电实验设计中的应用[J].实验科学与技术，2009，（2）.
[8] 潘景照.一种无线遥控系统设计方案[J].电子产品世界，2002，（13）.
作者简介：黄娟（1992-），女，江苏徐州人，江苏大学京江学院学生。
