一種無線玩具車的遙控收發系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于玩具設計開發技術領域，尤其涉及一種無線玩具車的遙控收發系 統。
【背景技術】
[0002] 作為玩具類用途的遙控車，其消費需求越來越大。無線玩具車的遙控收發系統的 好壞，直接關系到玩具遙控車的使用性能，直接影響到玩家操作的舒適感、愉悅感。
[0003] 而目前市場上的無線玩具車的遙控收發系統，幾乎都采用調幅的方式進行遙控， 不僅遙控距離近，而且抗干擾性差，單一速度等級，待機時間短，無馬達保護功能。 【實用新型內容】
[0004] 為了克服上述現有技術存在的缺陷和問題，本實用新型提供一種無線玩具車的遙 控收發系統，采用帶分頻器的鎖相環電路配合混頻器實現調頻方式的調制和解調，支持多 級速度控制，遙控距離遠，支持多部車同時玩且互不影響，待機時間長，具備馬達過流保護 功能；在提升整體性能的同時，簡化外圍電路，不提高整個系統的成本。
[0005] 本實用新型的技術方案為：
[0006] -種無線玩具車的遙控收發系統，包括發射端和接收端，系統采用帶分頻器的鎖 相環電路配合混頻器實現調頻方式的調制和解調，通過改變分頻器的分頻系數K得到不同 頻率的載波信號，使得一個24. 576MHZ晶體足以實現27M帶寬和49M帶寬下的調制和解調 且每個帶寬下均有4個獨立頻道。
[0007] 所述的發射端包括監測輸入及電源管理電路、數字編碼電路、混頻器、功率放大 器、鎖相環、振蕩電路、線性穩壓源和外圍電路；線性穩壓電源為發射端各部分電路提供工 作電壓，同時受到監測輸入與電源管理電路的管理控制，振蕩電路通過鎖相環電路連接至 混頻器，監測輸入及電源管理電路經過數字編碼電路連接至混頻器，混頻器連接至功率放 大器，功率放大器發射輸出。
[0008] 所述的發射端的外圍電路沒有使用常規的滑動電位器作為檔位調節，而是通過操 作桿帶動金屬片滑動來實現等級速度控制。
[0009] 所述的接收端包括天線、低噪聲放大電路LNA、混頻器、自動增益控制電路、模數轉 換器ADC、數字濾波器、命令響應邏輯輸出電路、電壓比較器、鎖相環電路、振蕩電路和線性 穩壓源；線性穩壓源為接收端各部分電路提供工作電壓，天線通過低噪聲放大電路LNA與 混頻器相連，振蕩電路通過鎖相環電路與混頻器相連，混頻器依次與自動增益控制電路、模 數轉換器、數字濾波器、命令響應邏輯輸出電路相連，外部的檢測電壓經過電壓比較器與命 令響應邏輯輸出電路相連，命令響應邏輯輸出電路控制輸出。
[0010] 所述的鎖相環電路由鑒相器、電荷泵、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻系數器組 成；振蕩器的輸出端與鑒相器相連，鑒相器依次與電荷泵、低通濾波器、壓控振蕩器連接， 壓控振蕩器通過分頻系數器連接至鑒相器，形成反饋回路，壓控振蕩器輸出高頻時鐘PLL_ OUT。
[0011] 所述的發射端的監測輸入與電源管理電路實時監測輸入按鍵操作的管腳電平，若 無任何操作即對應管腳為高電平時，立即關閉發射端其他部分電路的電源供應，使發射端 進入待機模式；玩家操作時，對應管腳為低電平，立即開啟所有電路的電源供應，發射端進 入正常工作狀態。
[0012] 所述的接收端具備馬達過流保護功能，檢測到馬達過流時，立即關閉馬達輸出。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型的發射端方框圖。
[0014] 圖2是本實用新型的發射端速度等級控制電路圖。
[0015] 圖3是本實用新型的接收端方框圖。
[0016] 圖4是本實用新型的鎖相環電路框圖。
[0017]圖5是本實用新型的發射端待機檢測流程圖。
[0018] 圖6是本實用新型的接收端對馬達過流保護框圖。
[0019]圖7為本實用新型的接收端對馬達過流保護流程圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖和工作原理，對本實用新型進一步說明。
[0021] 本實用新型是一種用于無線玩具車控制的收發系統，包括發射端和接收端。
[0022] 所述的發射端包括監測輸入及電源管理電路、數字編碼電路、混頻器、功率放大 器、鎖相環、振蕩電路、線性穩壓源和外圍電路，參照圖1 ;線性穩壓電源為發射端各部分電 路提供工作電壓，同時受到監測輸入與電源管理電路的管理控制，振蕩電路通過鎖相環電 路連接至混頻器，監測輸入及電源管理電路經過數字編碼電路連接至混頻器，混頻器連接 至功率放大器，功率放大器發射輸出。
[0023] 所述的發射端的外圍電路沒有使用常規的滑動電位器作為檔位調節，而是通過操 作桿帶動金屬片滑動來實現速度等級控制，參照圖2。金屬片有4個觸點，當操作桿在不同 位置，金屬片的4個觸點也在不同位置，管腳叩"、1"、"5?1"、"5?2"又是內部上拉的，所以 當操作桿處在不同位置時管腳"？"、"8"、"5?1"、"5?2"產生不同的電平狀態，進而對應不同 的速度等級。經過編碼發射后，接收端解析出對應的命令，輸出對應占空比，來控制車輪的 速度。管腳，"、1"、"5?1"、"5?2"不同電平狀態對應的速度控制，如下表1所示。
[0024]
[0025]表I
[0026] 注："H"代表邏輯高電平；"L"代表邏輯低電平；代表不用關心。
[0027] 所述的接收端包括天線、低噪聲放大電路LNA、混頻器、自動增益控制電路、模數轉 換器ADC、數字濾波器、命令響應邏輯輸出電路、電壓比較器、鎖相環電路、振蕩電路和線性 穩壓源，如圖3所示；線性穩壓源為接收端各部分電路提供工作電壓，天線通過低噪聲放大 電路LNA與混頻器相連，振蕩電路通過鎖相環電路與混頻器相連，混頻器依次與自動增益 控制電路、模數轉換器、數字濾波器、命令響應邏輯輸出電路相連，外部的檢測電壓經過電 壓比較器與命令響應邏輯輸出電路相連，命令響應邏輯輸出電路控制輸出。
[0028] 所述的鎖相環電路由鑒相器、電荷泵、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻系數器組 成，如圖4所示；振蕩器的輸出端與鑒相器相連，鑒相器依次與電荷泵、低通濾波器、壓控振 蕩器連接，壓控振蕩器通過分頻系數器連接至鑒相器，形成反饋回路，壓控振蕩器輸出高頻 時鐘 PLL_0UT。
[0029] 鎖相環電路輸出高頻時鐘PLL_0UT=K*Fin，Fin為振蕩器的輸出時鐘，K為分頻系 數，通過改變分頻系數K值，就可以得到不同的載波信號，因此系統只需要一個24. 576MHZ 晶體就可以實現27M帶寬和49M帶寬下的調制和解調，且每個帶寬下均有4個獨立頻道。不 同的頻道的中心頻點，如下表2所示。
[0030]
[0031] 表2
[0032] 不同頻道所需要的載波信號，與發射端數字編碼電路產生的編碼信號混頻得到調 制信號，經過功率放大直接發射輸出。接收端通過天線接收到發射端發出的調制信號，該調 制信號經過低噪聲放大電路LNA放大，與載波進行混頻得到中頻信號，再經過自動增益控 制電路，輸出電壓值符合模數轉換器ADC輸入范圍的信號，經過模數轉換器ADC得到數字信 號，數字信號經過多階的數字濾波器，實現帶通濾波，有效抑制了相鄰通道的干擾信號。
[0033] 由于每個帶寬下，均有4個獨立的頻道，所以支持多部不同頻道的車子一起玩。加 之接收端接收到的信號經解調、放大后，又經模數轉換器ADC轉換成數字信號，并通過數字 濾波器進一步濾除帶外信號，使系統抗干擾性大大增強，領道間的抑制比大于40db，多部不 同頻道的車子一起玩互相不影響。
[0034] 發射端監測輸入按鍵操作的管腳電平，若無任何操作則對應管腳電平為高（內部 上拉)，隨即關閉掉數字編碼電路、振蕩電路、鎖相環電路、混頻器以及功率放大器的電源供 應，此時發射端處于待機模式，功耗極低；當玩家操作時，對應管腳電平為低電平，隨即開啟 所有電路的電源供應，發射端處于正常工作模式，將編碼調制輸出。檢測流程參照圖5。
[0035] 本系統具有馬達過流保護功能，接收端對馬達電流進行監測，實現馬達過流保護。 通過管腳"VFB"監測串聯在馬達電流回路上Rfb電阻的電壓。一旦Vfb電壓大于0. 18V且 持續時間超過7秒，即馬達回路上的電流超過了 0. 18/Rfb，接收端立即關閉馬達輸出。直至 檢測到Vfb電壓小于0. 18V且持續時間超過600ms沒有收到有效命令，才會恢復到正常工 作狀態，響應對應的命令。圖6為馬達過流保護原理圖，圖7為馬達過流保護檢測流程圖。
【主權項】
1. 一種無線玩具車的遙控收發系統，包括發射端和接收端，其特征在于： 所述的發射端包括監測輸入及電源管理電路、數字編碼電路、混頻器、功率放大器、鎖 相環、振蕩電路、線性穩壓源和外圍電路，線性穩壓電源為發射端各部分電路提供工作電 壓，同時受到監測輸入與電源管理電路的管理控制，振蕩電路通過鎖相環電路連接至混頻 器，監測輸入及電源管理電路經過數字編碼電路連接至混頻器，混頻器連接至功率放大器， 功率放大器發射輸出； 所述的接收端包括天線、低噪聲放大電路LNA、混頻器、自動增益控制電路、模數轉換器 ADC、數字濾波器、命令響應邏輯輸出電路、電壓比較器、鎖相環電路、振蕩電路和線性穩壓 源，線性穩壓源為接收端各部分電路提供工作電壓，天線通過低噪聲放大電路LNA與混頻 器相連，振蕩電路通過鎖相環電路與混頻器相連，混頻器依次與自動增益控制電路、模數轉 換器、數字濾波器、命令響應邏輯輸出電路相連，外部的檢測電壓經過電壓比較器與命令響 應邏輯輸出電路相連，命令響應邏輯輸出電路控制輸出。2. 如權利要求1所述的無線玩具車的遙控收發系統，其特征在于：所述的鎖相環電路 由鑒相器、電荷泵、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻系數器組成；振蕩器的輸出端與鑒相器 相連，鑒相器依次與電荷泵、低通濾波器、壓控振蕩器連接，壓控振蕩器通過分頻系數器連 接至鑒相器，形成反饋回路，壓控振蕩器輸出高頻時鐘PLL_OUT。3. 如權利要求1所述的無線玩具車的遙控收發系統，其特征在于：所述的發射端的外 圍電路通過操作桿帶動金屬片滑動來實現等級速度控制。4. 如權利要求1所述的無線玩具車的遙控收發系統，其特征在于：所述的接收端具備 馬達過流保護功能，檢測到馬達過流時，立即關閉馬達輸出。
【專利摘要】本實用新型涉及一種無線玩具車的遙控收發系統，包括發射端和接收端，系統采用帶分頻器的鎖相環電路配合混頻器實現調頻方式的調制和解調，通過改變分頻器的分頻系數K得到不同頻率的載波信號，使得一個24.576MHZ晶體足以實現27M帶寬和49M帶寬下的調制和解調且每個帶寬下均有4個獨立頻道。相比于老式無線玩具車的遙控收發系統，采用調頻的方式進行遙控，支持多級速度控制，遙控距離遠，支持多部車同時玩且互不影響，待機時間長，具備馬達過流保護；在提升整體性能的同時，簡化外圍電路，不提高整個系統的成本。
【IPC分類】A63H17/39, A63H30/04
【公開號】CN204699399
【申請號】CN201520232628
【發明人】廖紅偉, 寧駿, 張寧, 李文杰, 孫立
【申請人】武漢光華芯科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年4月16日