专利名称：抗干扰超声遥控装置的制作方法
技术领域：
一种抗干扰超声摇控装置，属抗干扰电子技术，它尤其适用家用电器的超声摇控。
目前国外在超声摇控装置中大都采用编码技术来实现抗声波干扰。编码技术包括频率编码与时间编码二种，它由发射一个频率编码或时间编码信号，然后通过接收机解码来获得无干扰的所需信号。这种技术用于日常家用电器的超声摇控装置的话，是比较复杂、且造价太高。例如用于电扇的超声遥控装置，价格为100元左右，而电扇本身也不过200元。因而这种装置就不适于一般日常的家用电器遥控装置的推广应用。
本实用新型的目的是要提供一种结构简单，且造价低廉的抗干扰超声遥控装置。它不仅考虑了在频率域上采用选频技术来抗干扰，同时在干扰源的时间域上采用了抗干扰措施，这是因为一般日常的干扰源都是受一定时间限制的。
首先选取了手摇钥匙串作为干扰源，因为经对不同的干扰源进行了多次测试证明手摇钥匙串较之其他干扰，如汽车打火，玻璃破碎、拍手等具有频谱最宽的特征。如当手摇钥匙串时，会使电扇误动作。这是因为钥匙串发出的干扰信号的频谱很宽，从几十赫兹到几百千赫兹都具有能量分布。这使采用一般选频技术是无法除掉其干扰的。其次，对手摇钥匙串所产生的干扰信号波形进行分析。经过对不同钥匙串，如铝、铜、铁等钥匙的多次实验测试，取对与非门的门限电平产生反转的信号包络的有效持续时间为τ，(以下简称信号包络持续时间)得到对手摇动钥匙串的信号包络最长持续时间τNmax一般小于30ms。其最短的持续时间τlmin大于0.5ms。
然后，我们只要发射一个大于30ms脉宽的超声信号，就可以与手摇钥匙串的干扰信号区分开来，而产生一个大于30ms脉宽的超声信号是很简单的。这样就发射机来说其造价就要比产生一个编码信号发射机的造价低80％。对接收器来说只需采用一个在干扰源时间域上的抗干扰部件，就能消除各种日常的干扰，电路亦很简单，因此，该技术非常适用于制作日常家用电器的遥控装置。
本装置包括发射机、发射换能器、接收换能器、放大器、选频滤波器、检波器、积分器、抗干扰部件，脉冲分配器和控制机构。
本设计的详细情况结合实施例附图予以描述
图1，是本抗干扰超声遥控装置的原理图。
图2，是本装置中的抗干扰电路图。
图3，是本装置中的干扰波形与时间关系图。
图4，是本装置中发射信号波形与时间关系图。
图5，是超声遥控电扇发射机电路图。
图6，是超声遥控电扇接收机电路图。
图1中，发射机经发射换能器发射一个f0＝33.8KC／S的信号，由接收换能器将接收到的声信号转变为电信号，经放大选频，使得在发射频率f0＝33.8KC／S上的电信号足够大，而其它频率上的电信号很小，因而能除去各种电磁波、声波、超声波的干扰。再经检波输出到a端，即抗干扰电路的输入端。这时输入的信号包括所需的电信号和在发射频率上的干扰信号，经过抗干扰电路，在g端输出时，其信号只有1B1T量化后的所需脉冲信号，而无干扰脉冲。该信号再经脉冲分配器产生所需的脉冲信号加到控制电扇的机构。对电扇来说，就加到电扇的马达调速控制器中，从而获得所需的功能。如停机、强风、中风、弱风、阵风。
图2、为超声遥控装置中的抗干扰电路图，它是本设计的技术特征部份，它由二只积分器R1C1、R5C2、二只二极管BG1、BG2，第一，第二、第四倒相器和第三与非门所构成，它的具体接法是第一积分器接一三极管BG1，三极管BG1输出接电阻R3到第一倒相器，第一倒相器输出一接电阻R4到三极管BG2基极，另一接第二倒相器，第二倒相器输出经电阻R5一接电容器C2，另一接三极管BG2集电极，同时又接至第三二输入与非门之一输入端，第三与非门另一输入端接第二倒相器输出，第三与非门输出接第四倒相器。图2的工作原理是由a端到b端是第一个积分器即低通滤波器，积分器R1C1的参数取决于干扰信号包络对与非门反转门限电平的最小有效持续时间τ1min，τ1min＝1／f1max，ω1max＝1／R1C1，R1C1＝τ1min／2π在反复实验中发现τ1min＞0.5ms即f1min＜1kc／s，在本设计电路中取R1C1·2π＝0.588msR1＝240KΩ，C1＝390PF，f1＝1.7KC／S，这样选取的参数就可完整的将干扰信号的包络检测出来。经第一、第二与非门(即第一，第二倒相器)后，波形整形为方波，其时间域上的变化与原波形包络的变化基本保持一致。
从图2中还可看出，当C端为高电平时，BG2导通，电容C2两端电压很快为零，只有当C端为低电平时，电容C2两端才有充电电压。第二个积分器R5C2的积分电压从低电平上升到第三与非门门限电压VT所需的时间τ2大于干扰信号包络对与非门门限电平最大有效持续续时间时(即τ2＞τNmax)，那么，干扰信号在R5C2上的积分电压就永远低于第三与非门的门限电压VT则，f端(即第三与非门的输出端)对于干扰信号而言就永远为高电平。g端永远为低电平，就是说，在抗干扰电路的最后输出端，干扰信号为零。
图3，描述了干扰信号通过抗干扰电路时各点波形与时间的关系。在通过每三与非门时，由于τNmax即干扰信号包络的最长持续时间，小于与非门从低电平上升到门限电压VT所需时间τ2，所以在e点的积分电压达不到VT，与非门不反转，因此，f点的电平始为一高电平，g点的电平则永远为低电平。
图4描述了发射信号通过抗干电路时各点的波形与时间的关系。由于所发射的信号脉宽τS＞τ2，R5C2积分电压可超过第三与非门的门限电压，使与非门反转，故f端可以得到一个低电平，g端可以得到一个高电平，即通过抗干扰电路，发射信号被接收机所接收，而对于干扰信号始终为低电平而不被接收，以达到抗干扰的作用。
本设计的优点1、设计新颖电路简单只需少量的元件。2、造价低廉，所需元件为一般廉价元件，原使用编码技术所制作的超声遥控装置造价100多元，本装置成本仅30元左右。3、抗干扰性强，经多次测试可靠性达100％，对家用电器设备很有实用价值。可抗家庭中任何声波、超声波干扰，并在电扇工作时该装置对其他家用电器如电视机，收音机等都无干扰作用。4、遥控的作用距离较远，可以在36m2范围内使用。
本设计的实施例为抗干扰超声遥控电扇装置。图5为超声遥控电扇发射机电路图。采用LC振荡器、所发射的频率非常稳定。同时发射换能器和接收换能器都采用上海无线电一厂的超声换能器、选取换能器的反共振频率(即33.8KC／S)为工作频率，使之发射机可以不考虑换能器频率漂移问题。
图6为超声遥控电扇抗干扰装置的接收机电路图。其中C036为四个二输入与非门组件，J210、为脉冲归一化电路，CC4013B、CC4081为脉冲分配器组件，其接收换能器的中心频率f0＝33.8KC／S，R0＝30KΩ为反共振频率上的阻抗。
权利要求1.一种适用于家用电器的抗干扰超声遥控装置，它包括发射机、发射换能器、接收换能器、放大器、选频滤波器、检波器、积分器、抗干扰部件、脉冲分配器，和控制机构，其特征在于抗干扰部件由二只积分器R1C1、R5C2、二只三极管，第一、第二、第四倒相器和第三与非门所构成，它的具体接法是第一积分器接一三极管BG1，三极管BG1输出接电阻R3到第一倒相器，每一倒相器输出一接电阻R4到三极管BG2基极，另一接第二倒相器，第二倒相器输出经电阻R5一接电容器C2，另一接三极管BG2集电极，同时又接至第三二输入与非门之一输入端，第三与非门另一输入端接第二倒相器输出，第三与非门输出接第四倒相器。
专利摘要一种抗干扰超声遥控装置，属抗干扰电子技术，它尤其适用家用电器的遥控。目前采用编码技术实现对超声遥控的抗干扰，结构复杂，造价较高，本设计提供一种简便易行的，从频率域和时间域上同时采取抗干扰措施，使该遥控装置对电磁波、声波、超声波都具有很好的抗干扰作用，而对其他电器设备，如电视机、收录机等不产生干扰。该装置的作用距离达36m
文档编号F04D27/02GK2076178SQ86204700
公开日1991年5月1日 申请日期1986年10月17日 优先权日1986年10月17日
发明者关平 申请人:关平
技术领域：
一种抗干扰超声摇控装置，属抗干扰电子技术，它尤其适用家用电器的超声摇控。
目前国外在超声摇控装置中大都采用编码技术来实现抗声波干扰。编码技术包括频率编码与时间编码二种，它由发射一个频率编码或时间编码信号，然后通过接收机解码来获得无干扰的所需信号。这种技术用于日常家用电器的超声摇控装置的话，是比较复杂、且造价太高。例如用于电扇的超声遥控装置，价格为100元左右，而电扇本身也不过200元。因而这种装置就不适于一般日常的家用电器遥控装置的推广应用。
本实用新型的目的是要提供一种结构简单，且造价低廉的抗干扰超声遥控装置。它不仅考虑了在频率域上采用选频技术来抗干扰，同时在干扰源的时间域上采用了抗干扰措施，这是因为一般日常的干扰源都是受一定时间限制的。
首先选取了手摇钥匙串作为干扰源，因为经对不同的干扰源进行了多次测试证明手摇钥匙串较之其他干扰，如汽车打火，玻璃破碎、拍手等具有频谱最宽的特征。如当手摇钥匙串时，会使电扇误动作。这是因为钥匙串发出的干扰信号的频谱很宽，从几十赫兹到几百千赫兹都具有能量分布。这使采用一般选频技术是无法除掉其干扰的。其次，对手摇钥匙串所产生的干扰信号波形进行分析。经过对不同钥匙串，如铝、铜、铁等钥匙的多次实验测试，取对与非门的门限电平产生反转的信号包络的有效持续时间为τ，(以下简称信号包络持续时间)得到对手摇动钥匙串的信号包络最长持续时间τNmax一般小于30ms。其最短的持续时间τlmin大于0.5ms。
然后，我们只要发射一个大于30ms脉宽的超声信号，就可以与手摇钥匙串的干扰信号区分开来，而产生一个大于30ms脉宽的超声信号是很简单的。这样就发射机来说其造价就要比产生一个编码信号发射机的造价低80％。对接收器来说只需采用一个在干扰源时间域上的抗干扰部件，就能消除各种日常的干扰，电路亦很简单，因此，该技术非常适用于制作日常家用电器的遥控装置。
本装置包括发射机、发射换能器、接收换能器、放大器、选频滤波器、检波器、积分器、抗干扰部件，脉冲分配器和控制机构。
本设计的详细情况结合实施例附图予以描述
图1，是本抗干扰超声遥控装置的原理图。
图2，是本装置中的抗干扰电路图。
图3，是本装置中的干扰波形与时间关系图。
图4，是本装置中发射信号波形与时间关系图。
图5，是超声遥控电扇发射机电路图。
图6，是超声遥控电扇接收机电路图。
图1中，发射机经发射换能器发射一个f0＝33.8KC／S的信号，由接收换能器将接收到的声信号转变为电信号，经放大选频，使得在发射频率f0＝33.8KC／S上的电信号足够大，而其它频率上的电信号很小，因而能除去各种电磁波、声波、超声波的干扰。再经检波输出到a端，即抗干扰电路的输入端。这时输入的信号包括所需的电信号和在发射频率上的干扰信号，经过抗干扰电路，在g端输出时，其信号只有1B1T量化后的所需脉冲信号，而无干扰脉冲。该信号再经脉冲分配器产生所需的脉冲信号加到控制电扇的机构。对电扇来说，就加到电扇的马达调速控制器中，从而获得所需的功能。如停机、强风、中风、弱风、阵风。
图2、为超声遥控装置中的抗干扰电路图，它是本设计的技术特征部份，它由二只积分器R1C1、R5C2、二只二极管BG1、BG2，第一，第二、第四倒相器和第三与非门所构成，它的具体接法是第一积分器接一三极管BG1，三极管BG1输出接电阻R3到第一倒相器，第一倒相器输出一接电阻R4到三极管BG2基极，另一接第二倒相器，第二倒相器输出经电阻R5一接电容器C2，另一接三极管BG2集电极，同时又接至第三二输入与非门之一输入端，第三与非门另一输入端接第二倒相器输出，第三与非门输出接第四倒相器。图2的工作原理是由a端到b端是第一个积分器即低通滤波器，积分器R1C1的参数取决于干扰信号包络对与非门反转门限电平的最小有效持续时间τ1min，τ1min＝1／f1max，ω1max＝1／R1C1，R1C1＝τ1min／2π在反复实验中发现τ1min＞0.5ms即f1min＜1kc／s，在本设计电路中取R1C1·2π＝0.588msR1＝240KΩ，C1＝390PF，f1＝1.7KC／S，这样选取的参数就可完整的将干扰信号的包络检测出来。经第一、第二与非门(即第一，第二倒相器)后，波形整形为方波，其时间域上的变化与原波形包络的变化基本保持一致。
从图2中还可看出，当C端为高电平时，BG2导通，电容C2两端电压很快为零，只有当C端为低电平时，电容C2两端才有充电电压。第二个积分器R5C2的积分电压从低电平上升到第三与非门门限电压VT所需的时间τ2大于干扰信号包络对与非门门限电平最大有效持续续时间时(即τ2＞τNmax)，那么，干扰信号在R5C2上的积分电压就永远低于第三与非门的门限电压VT则，f端(即第三与非门的输出端)对于干扰信号而言就永远为高电平。g端永远为低电平，就是说，在抗干扰电路的最后输出端，干扰信号为零。
图3，描述了干扰信号通过抗干扰电路时各点波形与时间的关系。在通过每三与非门时，由于τNmax即干扰信号包络的最长持续时间，小于与非门从低电平上升到门限电压VT所需时间τ2，所以在e点的积分电压达不到VT，与非门不反转，因此，f点的电平始为一高电平，g点的电平则永远为低电平。
图4描述了发射信号通过抗干电路时各点的波形与时间的关系。由于所发射的信号脉宽τS＞τ2，R5C2积分电压可超过第三与非门的门限电压，使与非门反转，故f端可以得到一个低电平，g端可以得到一个高电平，即通过抗干扰电路，发射信号被接收机所接收，而对于干扰信号始终为低电平而不被接收，以达到抗干扰的作用。
本设计的优点1、设计新颖电路简单只需少量的元件。2、造价低廉，所需元件为一般廉价元件，原使用编码技术所制作的超声遥控装置造价100多元，本装置成本仅30元左右。3、抗干扰性强，经多次测试可靠性达100％，对家用电器设备很有实用价值。可抗家庭中任何声波、超声波干扰，并在电扇工作时该装置对其他家用电器如电视机，收音机等都无干扰作用。4、遥控的作用距离较远，可以在36m2范围内使用。
本设计的实施例为抗干扰超声遥控电扇装置。图5为超声遥控电扇发射机电路图。采用LC振荡器、所发射的频率非常稳定。同时发射换能器和接收换能器都采用上海无线电一厂的超声换能器、选取换能器的反共振频率(即33.8KC／S)为工作频率，使之发射机可以不考虑换能器频率漂移问题。
图6为超声遥控电扇抗干扰装置的接收机电路图。其中C036为四个二输入与非门组件，J210、为脉冲归一化电路，CC4013B、CC4081为脉冲分配器组件，其接收换能器的中心频率f0＝33.8KC／S，R0＝30KΩ为反共振频率上的阻抗。
权利要求1.一种适用于家用电器的抗干扰超声遥控装置，它包括发射机、发射换能器、接收换能器、放大器、选频滤波器、检波器、积分器、抗干扰部件、脉冲分配器，和控制机构，其特征在于抗干扰部件由二只积分器R1C1、R5C2、二只三极管，第一、第二、第四倒相器和第三与非门所构成，它的具体接法是第一积分器接一三极管BG1，三极管BG1输出接电阻R3到第一倒相器，每一倒相器输出一接电阻R4到三极管BG2基极，另一接第二倒相器，第二倒相器输出经电阻R5一接电容器C2，另一接三极管BG2集电极，同时又接至第三二输入与非门之一输入端，第三与非门另一输入端接第二倒相器输出，第三与非门输出接第四倒相器。
专利摘要一种抗干扰超声遥控装置，属抗干扰电子技术，它尤其适用家用电器的遥控。目前采用编码技术实现对超声遥控的抗干扰，结构复杂，造价较高，本设计提供一种简便易行的，从频率域和时间域上同时采取抗干扰措施，使该遥控装置对电磁波、声波、超声波都具有很好的抗干扰作用，而对其他电器设备，如电视机、收录机等不产生干扰。该装置的作用距离达36m
文档编号F04D27/02GK2076178SQ86204700
公开日1991年5月1日 申请日期1986年10月17日 优先权日1986年10月17日
发明者关平 申请人:关平
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