基于LM567無線遙控電路設(shè)計是利用調(diào)制解調(diào)知識及專用解碼芯片（低頻集成鎖相環(huán)路解碼器）自主設(shè)計的無線發(fā)射接收裝置。電路可以根據(jù)需要以設(shè)計不同的發(fā)射、接收頻率，避免因使用同一發(fā)射接收模塊而產(chǎn)生的干擾。

1．LM567簡介

集成鎖相環(huán)路解碼器LM567是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的56系列集成鎖相環(huán)路中的一種，其同類產(chǎn)品還有美國Signetics公司的SE567/INE567等。LM567是一個高穩(wěn)定性的低頻集成鎖相環(huán)路解碼器，由于其良好的噪聲抑制能力和中心頻率穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于各種通訊設(shè)備中的解碼以及AM、FM信號的解調(diào)電路中。

LM567為8腳直插式封裝，工作電壓為4.75-9V．工作頻率可從0.OIHz-500KHz，靜態(tài)工作電流為8mA，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳定義及外圍元件連接方法如圖1所示。

圖1 ?LM567內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外圍元件圖示

LM567內(nèi)部包含了兩個鑒相器PD1及PD2、放大器AMP、電壓控制振蕩器VCO等單元電路。鑒相器PD1、PD2均采用雙平衡模擬乘法器電路，在輸入小信號情況下（約幾十mV），其輸出為正弦鑒相特性，而在輸入大信號情況下（幾百mV以上），其輸出轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性（三角）鑒相特性。鎖相環(huán)路輸出信號由電壓控制振蕩器VCO產(chǎn)生，電壓控

制振蕩器的自由振蕩頻率（即無外加控制電壓時的振蕩頻率）與外接定時元件Rt、Ct的關(guān)系式為：

當(dāng)環(huán)路用于單音解調(diào)時，電路則利用PD2輸出的相差信號。PD2利用壓控振蕩器輸出的信號經(jīng)900移相后再與輸入信號進行鑒相，是一正交鑒相器。在環(huán)路鎖定情況下，PD2的兩個輸入信號在相位上相差約為900，因而PD2的輸出電壓達到其輸出范圍內(nèi)的最大值，再經(jīng)運算放大器AMP反相，在其輸出端輸出一個低電平。AMP的輸出端為OC輸出方式，低電平輸出時可吸收最大lOOmA的輸出電流。該端口的低電平輸出信號除可由上拉電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號以與Tl‘L或CMOS接口電路相匹配外，還可直接驅(qū)動LED及小型繼電器等較大負載。

接在2腳的環(huán)路濾波電容C2與內(nèi)部電阻一道構(gòu)成鎖相環(huán)路的RC積分濾波器，該濾波器時間常數(shù)的大小在很大程度上決定了鎖相環(huán)路的環(huán)路帶寬BW的大小。當(dāng)BW較大時，捕獲范圍大而穩(wěn)定性差。減小BW則正好相反，其穩(wěn)定性較好而捕獲范圍變小。LM567的環(huán)路帶寬BW可由下式計算：

BW=1070（Vi/foC2）^1/2

式中，BW為占fo的百分比；Vi為輸入信號的幅值（rms）；C2為濾波電容的容量（單位為uF）。當(dāng)LM567信號輸入端加入幅度為20mV以上的交流信號且頻率落人fo*（1±BW）范圍內(nèi)時，輸出端輸出一個低電平的檢測信號。以下電路的設(shè)計，正是基于LM567的這一特性。

2．無線發(fā)射電路設(shè)計

本實驗首先利用LM567產(chǎn)生音頻振蕩信號作為調(diào)制信號。采用圖2所示電路，由

（其中R5為5腳外接定時電阻，C4為6腳外接定時電容）知，理論上可從5腳輸出頻率為38KHz的方波信號01。

圖2 ?音頻調(diào)制信號發(fā)生電路圖

如圖3所示，VD1二極管調(diào)制信號經(jīng)電阻R4加至27MHz晶振兩端，并同時接至高頻三極管9018基極。通過實驗選配合適的電容、電阻和電感使VT1具有適當(dāng)?shù)闹绷鞴ぷ麟妷?，使得?dāng)有音頻調(diào)制信號輸入時，用示波器能觀察到VT1的射極輸出含有LM567音頻信號的高頻載波信號，從而實現(xiàn)了調(diào)制。通過電容Cl耦合經(jīng)天線即可把該信號發(fā)射出去。對于調(diào)制過程，需要的工作電壓較高，故采用LM567的最高工作電壓9V。

圖3 高頻信號發(fā)射電路圖

3．無線接收電路設(shè)計

圖4所示為配套使用的接收解調(diào)電路。通過電容Cl將發(fā)射電路發(fā)射的高頻載波信號耦合進入，為能準確地將發(fā)射信號耦合入接收電路中，發(fā)射電路中的耦合電容應(yīng)與接收電路的電容值一致。

圖4 ?接收解調(diào)電路圖

通過實驗選配合適的電容、電阻、電感使高頻三極管9011具有合適的直流工作電壓，使得當(dāng)接收到發(fā)射信號時，通過仔細調(diào)節(jié)可變電感Tl使LC有合適的振蕩頻率，可使電路成功解調(diào)出調(diào)制信號，經(jīng)R4、C7組成的低通濾波器濾去高頻載波信號后，即可獲得解調(diào)信號02。由于信號02較微弱且可能含有各種高頻噪聲，為提高檢測靈敏度，在接收解調(diào)電路至LM567譯碼電路之間插入一級交流放大器，以對解調(diào)出的微弱信號進行放大。故需將02輸入至圖5電路中進行放大整形后經(jīng)C9交流耦合得輸出信號03。將03信號輸入LM567譯碼電路中，電路工作時，輸入信號在鑒相器PD1中與VCO的輸出信號鑒相，相差信號經(jīng)濾波回路濾波后，成為與相差成一定比例的電壓信號，用于控制voc輸出頻率跟蹤輸入信號的相位變化。

圖5 ?放大整型電路

若輸人信號頻率落在鎖相環(huán)路的捕獲帶內(nèi)，則環(huán)路鎖定，在振蕩器輸出頻率與輸入頻率相同時，二者之間只有一定相位差而無頻率差。圖6電路對發(fā)射機發(fā)射信號進行響應(yīng)：當(dāng)發(fā)射機沒有發(fā)射時，LM567輸入端（3腳）沒有同自身振蕩頻率相同的信號輸入，輸出端（8腳）呈高電平狀態(tài)，LED指示燈不亮；當(dāng)發(fā)射機工作時，LM567輸入（3腳）送人同自身中心振蕩頻率相同的信號時，LM567譯碼器的8腳輸出低電平，LED指示燈亮。由于LM567可以承受最大為lOOmA的灌電流，故用圖6所示。

圖6 ?LM567譯碼電路

4．無線電路的調(diào)試

由于此無線電路涉及的是高頻信號，在對信號進行放大處理過程中所用到的三極管都應(yīng)具有較高的頻率響應(yīng)（ft≥150MHz）以及較大的放大倍數(shù)（p≥200），在電路中使用的9011、9018、8050均滿足要求。

將圖2、3連接組成發(fā)射電路，用示波器觀察LM567的5腳位置輸出有頻率為35KHz的方波信號。再通過選配合適的元件參數(shù)使發(fā)射天線能發(fā)射出含LM567音頻信號的具有某一特征頻率的高頻載波信號。采用圖3中所選參數(shù)選用9V工作電壓可獲得9MHz的高頻載波信號。

將圖4、5、6連接組成接收電路，首先調(diào)整電容器Cl確保當(dāng)發(fā)射機工作時，接收天線能接收到發(fā)射天線發(fā)射的高頻信號，當(dāng)發(fā)射機不工作時，接收天線位置處不具有發(fā)射機發(fā)射信號。采用圖4電路中所選元件參數(shù)，微調(diào)可變電感Tl能準確解調(diào)出發(fā)射機發(fā)射的音頻調(diào)制信號02（頻率為35KHz的方波信號）。由于LM567在正常工作時的最小輸入信號為20mV（rms），故需調(diào)整圖5中的電容、電阻值使得信號03的幅值大于25mV（rms）。與此同時，可調(diào)節(jié)電位器RW以使LM567的中心頻率與發(fā)射端的驅(qū)動信號同頻。LM567的中心頻率可用頻率計在其5腳進行測量。當(dāng)03的頻率落在fo*（1±BW）范圍內(nèi)時，LM567的8腳輸出低電平，LED指示燈亮。

對整套設(shè)備的調(diào)試要求是：當(dāng)發(fā)射機工作時，LED燈應(yīng)亮指示接收機應(yīng)能準確接收；當(dāng)發(fā)射機不工作時，LED燈不亮，由此方可推斷出此遙控器能正常的發(fā)射、接收。

而影響遙控器準確靈敏工作的因素主要有：LM567的l腳所接電容（C1）的容量至少應(yīng)為2腳電容（C2）容量的兩倍。C1應(yīng)在0.47uF一22uF之間選取，電容越大，抗干擾性能越好，但反應(yīng)速度變慢。由BW=1070（Vi/f002）1/2知C2容量越小，捕捉帶寬越寬，但會降低抗干擾能力，嚴重時會出現(xiàn)誤觸發(fā)現(xiàn)象，降低遙控器的可靠性；捕獲帶寬越窄，環(huán)路抗干擾性就越強，但過窄的捕獲帶寬會使發(fā)射端驅(qū)動信號重復(fù)頻率在外界溫度、電源電壓及元器件老化等因素影響下發(fā)生漂移，從而導(dǎo)致捕獲困難，嚴重時電路可能無法正常工作，因而需要折衷考慮，一般在1%~3%為宜。因此，除了合理地選擇LM567的工作電壓和工作頻率外，還應(yīng)根據(jù)實際情況，選擇合適的Cl、02值（本實驗中選擇C1=2.2uF．C2=luF），使得所設(shè)計制作的遙控器工作既靈敏又可靠。