專利名稱：抗干擾超聲遙控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種抗干擾超聲搖控裝置，屬抗干擾電子技術(shù)，它尤其適用家用電器的超聲搖控。
目前國(guó)外在超聲搖控裝置中大都采用編碼技術(shù)來實(shí)現(xiàn)抗聲波干擾。編碼技術(shù)包括頻率編碼與時(shí)間編碼二種，它由發(fā)射一個(gè)頻率編碼或時(shí)間編碼信號(hào)，然后通過接收機(jī)解碼來獲得無干擾的所需信號(hào)。這種技術(shù)用于日常家用電器的超聲搖控裝置的話，是比較復(fù)雜、且造價(jià)太高。例如用于電扇的超聲遙控裝置，價(jià)格為100元左右，而電扇本身也不過200元。因而這種裝置就不適于一般日常的家用電器遙控裝置的推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且造價(jià)低廉的抗干擾超聲遙控裝置。它不僅考慮了在頻率域上采用選頻技術(shù)來抗干擾，同時(shí)在干擾源的時(shí)間域上采用了抗干擾措施，這是因?yàn)橐话闳粘５母蓴_源都是受一定時(shí)間限制的。
首先選取了手搖鑰匙串作為干擾源，因?yàn)榻?jīng)對(duì)不同的干擾源進(jìn)行了多次測(cè)試證明手搖鑰匙串較之其他干擾，如汽車打火，玻璃破碎、拍手等具有頻譜最寬的特征。如當(dāng)手搖鑰匙串時(shí)，會(huì)使電扇誤動(dòng)作。這是因?yàn)殍€匙串發(fā)出的干擾信號(hào)的頻譜很寬，從幾十赫茲到幾百千赫茲都具有能量分布。這使采用一般選頻技術(shù)是無法除掉其干擾的。其次，對(duì)手搖鑰匙串所產(chǎn)生的干擾信號(hào)波形進(jìn)行分析。經(jīng)過對(duì)不同鑰匙串，如鋁、銅、鐵等鑰匙的多次實(shí)驗(yàn)測(cè)試，取對(duì)與非門的門限電平產(chǎn)生反轉(zhuǎn)的信號(hào)包絡(luò)的有效持續(xù)時(shí)間為τ，(以下簡(jiǎn)稱信號(hào)包絡(luò)持續(xù)時(shí)間)得到對(duì)手搖動(dòng)鑰匙串的信號(hào)包絡(luò)最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間τNmax一般小于30ms。其最短的持續(xù)時(shí)間τlmin大于0.5ms。
然后，我們只要發(fā)射一個(gè)大于30ms脈寬的超聲信號(hào)，就可以與手搖鑰匙串的干擾信號(hào)區(qū)分開來，而產(chǎn)生一個(gè)大于30ms脈寬的超聲信號(hào)是很簡(jiǎn)單的。這樣就發(fā)射機(jī)來說其造價(jià)就要比產(chǎn)生一個(gè)編碼信號(hào)發(fā)射機(jī)的造價(jià)低80％。對(duì)接收器來說只需采用一個(gè)在干擾源時(shí)間域上的抗干擾部件，就能消除各種日常的干擾，電路亦很簡(jiǎn)單，因此，該技術(shù)非常適用于制作日常家用電器的遙控裝置。
本裝置包括發(fā)射機(jī)、發(fā)射換能器、接收換能器、放大器、選頻濾波器、檢波器、積分器、抗干擾部件，脈沖分配器和控制機(jī)構(gòu)。
本設(shè)計(jì)的詳細(xì)情況結(jié)合實(shí)施例附圖予以描述


圖1，是本抗干擾超聲遙控裝置的原理圖。
圖2，是本裝置中的抗干擾電路圖。
圖3，是本裝置中的干擾波形與時(shí)間關(guān)系圖。
圖4，是本裝置中發(fā)射信號(hào)波形與時(shí)間關(guān)系圖。
圖5，是超聲遙控電扇發(fā)射機(jī)電路圖。
圖6，是超聲遙控電扇接收機(jī)電路圖。

圖1中，發(fā)射機(jī)經(jīng)發(fā)射換能器發(fā)射一個(gè)f0＝33.8KC／S的信號(hào)，由接收換能器將接收到的聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)放大選頻，使得在發(fā)射頻率f0＝33.8KC／S上的電信號(hào)足夠大，而其它頻率上的電信號(hào)很小，因而能除去各種電磁波、聲波、超聲波的干擾。再經(jīng)檢波輸出到a端，即抗干擾電路的輸入端。這時(shí)輸入的信號(hào)包括所需的電信號(hào)和在發(fā)射頻率上的干擾信號(hào)，經(jīng)過抗干擾電路，在g端輸出時(shí)，其信號(hào)只有1B1T量化后的所需脈沖信號(hào)，而無干擾脈沖。該信號(hào)再經(jīng)脈沖分配器產(chǎn)生所需的脈沖信號(hào)加到控制電扇的機(jī)構(gòu)。對(duì)電扇來說，就加到電扇的馬達(dá)調(diào)速控制器中，從而獲得所需的功能。如停機(jī)、強(qiáng)風(fēng)、中風(fēng)、弱風(fēng)、陣風(fēng)。
圖2、為超聲遙控裝置中的抗干擾電路圖，它是本設(shè)計(jì)的技術(shù)特征部份，它由二只積分器R1C1、R5C2、二只二極管BG1、BG2，第一，第二、第四倒相器和第三與非門所構(gòu)成，它的具體接法是第一積分器接一三極管BG1，三極管BG1輸出接電阻R3到第一倒相器，第一倒相器輸出一接電阻R4到三極管BG2基極，另一接第二倒相器，第二倒相器輸出經(jīng)電阻R5一接電容器C2，另一接三極管BG2集電極，同時(shí)又接至第三二輸入與非門之一輸入端，第三與非門另一輸入端接第二倒相器輸出，第三與非門輸出接第四倒相器。圖2的工作原理是由a端到b端是第一個(gè)積分器即低通濾波器，積分器R1C1的參數(shù)取決于干擾信號(hào)包絡(luò)對(duì)與非門反轉(zhuǎn)門限電平的最小有效持續(xù)時(shí)間τ1min，τ1min＝1／f1max，ω1max＝1／R1C1，R1C1＝τ1min／2π在反復(fù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)τ1min＞0.5ms即f1min＜1kc／s，在本設(shè)計(jì)電路中取R1C1·2π＝0.588msR1＝240KΩ，C1＝390PF，f1＝1.7KC／S，這樣選取的參數(shù)就可完整的將干擾信號(hào)的包絡(luò)檢測(cè)出來。經(jīng)第一、第二與非門(即第一，第二倒相器)后，波形整形為方波，其時(shí)間域上的變化與原波形包絡(luò)的變化基本保持一致。
從圖2中還可看出，當(dāng)C端為高電平時(shí)，BG2導(dǎo)通，電容C2兩端電壓很快為零，只有當(dāng)C端為低電平時(shí)，電容C2兩端才有充電電壓。第二個(gè)積分器R5C2的積分電壓從低電平上升到第三與非門門限電壓VT所需的時(shí)間τ2大于干擾信號(hào)包絡(luò)對(duì)與非門門限電平最大有效持續(xù)續(xù)時(shí)間時(shí)(即τ2＞τNmax)，那么，干擾信號(hào)在R5C2上的積分電壓就永遠(yuǎn)低于第三與非門的門限電壓VT則，f端(即第三與非門的輸出端)對(duì)于干擾信號(hào)而言就永遠(yuǎn)為高電平。g端永遠(yuǎn)為低電平，就是說，在抗干擾電路的最后輸出端，干擾信號(hào)為零。
圖3，描述了干擾信號(hào)通過抗干擾電路時(shí)各點(diǎn)波形與時(shí)間的關(guān)系。在通過每三與非門時(shí)，由于τNmax即干擾信號(hào)包絡(luò)的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間，小于與非門從低電平上升到門限電壓VT所需時(shí)間τ2，所以在e點(diǎn)的積分電壓達(dá)不到VT，與非門不反轉(zhuǎn)，因此，f點(diǎn)的電平始為一高電平，g點(diǎn)的電平則永遠(yuǎn)為低電平。
圖4描述了發(fā)射信號(hào)通過抗干電路時(shí)各點(diǎn)的波形與時(shí)間的關(guān)系。由于所發(fā)射的信號(hào)脈寬τS＞τ2，R5C2積分電壓可超過第三與非門的門限電壓，使與非門反轉(zhuǎn)，故f端可以得到一個(gè)低電平，g端可以得到一個(gè)高電平，即通過抗干擾電路，發(fā)射信號(hào)被接收機(jī)所接收，而對(duì)于干擾信號(hào)始終為低電平而不被接收，以達(dá)到抗干擾的作用。
本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)1、設(shè)計(jì)新穎電路簡(jiǎn)單只需少量的元件。2、造價(jià)低廉，所需元件為一般廉價(jià)元件，原使用編碼技術(shù)所制作的超聲遙控裝置造價(jià)100多元，本裝置成本僅30元左右。3、抗干擾性強(qiáng)，經(jīng)多次測(cè)試可靠性達(dá)100％，對(duì)家用電器設(shè)備很有實(shí)用價(jià)值?？煽辜彝ブ腥魏温暡?、超聲波干擾，并在電扇工作時(shí)該裝置對(duì)其他家用電器如電視機(jī)，收音機(jī)等都無干擾作用。4、遙控的作用距離較遠(yuǎn)，可以在36m2范圍內(nèi)使用。
本設(shè)計(jì)的實(shí)施例為抗干擾超聲遙控電扇裝置。圖5為超聲遙控電扇發(fā)射機(jī)電路圖。采用LC振蕩器、所發(fā)射的頻率非常穩(wěn)定。同時(shí)發(fā)射換能器和接收換能器都采用上海無線電一廠的超聲換能器、選取換能器的反共振頻率(即33.8KC／S)為工作頻率，使之發(fā)射機(jī)可以不考慮換能器頻率漂移問題。
圖6為超聲遙控電扇抗干擾裝置的接收機(jī)電路圖。其中C036為四個(gè)二輸入與非門組件，J210、為脈沖歸一化電路，CC4013B、CC4081為脈沖分配器組件，其接收換能器的中心頻率f0＝33.8KC／S，R0＝30KΩ為反共振頻率上的阻抗。
權(quán)利要求1.一種適用于家用電器的抗干擾超聲遙控裝置，它包括發(fā)射機(jī)、發(fā)射換能器、接收換能器、放大器、選頻濾波器、檢波器、積分器、抗干擾部件、脈沖分配器，和控制機(jī)構(gòu)，其特征在于抗干擾部件由二只積分器R1C1、R5C2、二只三極管，第一、第二、第四倒相器和第三與非門所構(gòu)成，它的具體接法是第一積分器接一三極管BG1，三極管BG1輸出接電阻R3到第一倒相器，每一倒相器輸出一接電阻R4到三極管BG2基極，另一接第二倒相器，第二倒相器輸出經(jīng)電阻R5一接電容器C2，另一接三極管BG2集電極，同時(shí)又接至第三二輸入與非門之一輸入端，第三與非門另一輸入端接第二倒相器輸出，第三與非門輸出接第四倒相器。
專利摘要一種抗干擾超聲遙控裝置，屬抗干擾電子技術(shù)，它尤其適用家用電器的遙控。目前采用編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲遙控的抗干擾，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，本設(shè)計(jì)提供一種簡(jiǎn)便易行的，從頻率域和時(shí)間域上同時(shí)采取抗干擾措施，使該遙控裝置對(duì)電磁波、聲波、超聲波都具有很好的抗干擾作用，而對(duì)其他電器設(shè)備，如電視機(jī)、收錄機(jī)等不產(chǎn)生干擾。該裝置的作用距離達(dá)36m
文檔編號(hào)F04D27/02GK2076178SQ86204700
公開日1991年5月1日 申請(qǐng)日期1986年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1986年10月17日
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