一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要由發(fā)射機(jī)單元、接收機(jī)單元和雷管組成。主控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的無(wú)線遙控距離不小于3km；發(fā)射機(jī)可以分別控制六臺(tái)接收機(jī)；每臺(tái)接收機(jī)承擔(dān)至多150路的起炸；每一路的線長(zhǎng)不超過(guò)450m；每一路的起炸能力為2～4Ω的軍用雷管；確保在線長(zhǎng)為450m的條件下，安全可靠地起爆每一路；發(fā)射機(jī)可遙控設(shè)置被控制的150路雷管的起爆方式：同時(shí)起爆、間隔某固定時(shí)間起爆、選爆，如圖1所示。

圖l 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖

（二）發(fā)射端設(shè)計(jì)

發(fā)射單元主要由控制面板設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制電路、液晶顯示、鍵盤(pán)、指令輸出電路、載波頻率產(chǎn)生電路、調(diào)制電路、信號(hào)放大濾波電路和功率推動(dòng)電路組成，主要完成接受鍵盤(pán)輸入的指令、數(shù)字編碼、信號(hào)調(diào)制、信號(hào)發(fā)射等功能，如圖2所示。

圖2 發(fā)射單元框圖

（三）接收端設(shè)計(jì)

接受單元由高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻器等模擬信號(hào)處理電路以及同步信號(hào)提取電路和單片機(jī)控制電路等數(shù)字信號(hào)指令電路組成，完成信號(hào)的接受、解調(diào)、譯碼等功能，并將指令輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制其狀態(tài)和動(dòng)作，如圖3所示。

圖3 接收單元框圖

（四）單路起炸電路設(shè)計(jì)

接收機(jī)在完成指令比對(duì)正確以后，將發(fā)出充電指令。在短時(shí)問(wèn)內(nèi)要使武裝電容具備起炸儲(chǔ)能。

根據(jù)要求，接收機(jī)到雷管的線長(zhǎng)為450m。采用通常的抗拉線與雷管連接。線電阻大約在35～120Ω，而雷管的電阻為2～4Ω，這樣，如果在接收機(jī)端儲(chǔ)能，就要求激勵(lì)電壓高，儲(chǔ)能容量大，線電阻要小的抗拉線。這樣接收機(jī)的成本、體積就會(huì)大大增加。加之：450m線長(zhǎng)將受到靜電、雷電等各種電磁波的干擾。在高壓充放電的情況下，存在較大的線間電容。這樣會(huì)帶來(lái)許多不安全的因素。設(shè)計(jì)考慮將充電電路放在雷管端，作為一次性消耗，這樣接收機(jī)的充電電壓低，體積大大縮小，有較多的有利因素。工作布置示意圖如圖4。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）芯片選型

主要芯片：．AT89C52，AT89C2051，MC2833，MC3361，F(xiàn)X589等。

圖4布置示意圖

該多路遙控起爆器包括發(fā)射和接受兩大部分，二者均以單片機(jī)為CPU來(lái)實(shí)現(xiàn)，發(fā)射端選用AT89C52，接收端選用AT89C2051。信息的發(fā)送和接受均是在單片機(jī)CPU的統(tǒng)一控制下完成。MC2833和MC3361完成指令的調(diào)制和解調(diào)。FX589用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同步。

（二）FX589芯片簡(jiǎn)介

從提高接收機(jī)的工作速度、可靠性和減小硬件規(guī)模、降低功耗的目的出發(fā)，選用了集成高速調(diào)制解調(diào)器FX589，在該起爆器中我們是利用FX589來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接受的同步。

FX589是一個(gè)用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯纹赏秸{(diào)制解調(diào)器。通過(guò)采用最小高斯頻移鍵控調(diào)制，F(xiàn)X589具有很寬的數(shù)據(jù)速率，其數(shù)據(jù)速率范重從4kb/s到64kb/s。可以通過(guò)片端編程實(shí)現(xiàn)數(shù)攝速率和BT選擇（0.3或者0.5），以滿足不同系統(tǒng)的需要。它的主要特性是：

數(shù)據(jù)速率為4 kb/s～64kb/s；

全雙工或半雙工最小高斯頻移鍵控調(diào)制（GM-SK）

可選BT：（0.3或0.5）

低功耗，

3.0V，20kb/s，1.5mA typ.

5.0V，64kb/s，4.0mA typ.

適合PCMCIA/PC卡的小型TSSOP封裝形式該器件可用于銷(xiāo)售終端節(jié)點(diǎn)、用于PC、便攜式電腦和打印機(jī)之間的低功耗的無(wú)線數(shù)據(jù)連接、GPS和差分GPS之間的數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)無(wú)線數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面。

FX589的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收采用串行方式，并與調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生的發(fā)送或接收時(shí)鐘同步。采用節(jié)電模式的單獨(dú)發(fā)送或接收可以使用全雙工或半雙工方式工作。接收數(shù)據(jù)的輸入電平可以由用片上輸入放大器周?chē)耐獠吭M成的交流或直流調(diào)節(jié)電路來(lái)設(shè)置。由于使用了接收數(shù)據(jù)的輸入控制來(lái)檢測(cè)、保持輸入電平，使得接收數(shù)據(jù)信號(hào)的獲取、鎖定和保持變得容易，并且可以在需要的時(shí)候通過(guò)微處理器進(jìn)行設(shè)定。接收信號(hào)的質(zhì)量可以通過(guò)接收信噪比顯示出來(lái)。FX589工作電壓范圍為3.0 V～5.5V。FX589是24腳集成電路，有貼片式和雙列直插式多種封裝形式，見(jiàn)圖5和圖6。

圖5 FX589系統(tǒng)框圖

圖6 FX589外部元件連接示需圖

（三）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理

該系統(tǒng)利用鍵盤(pán)和液晶顯示組成用戶操作接口，首先用戶由鍵盤(pán)鍵入指令，輸入到單片機(jī)，在單片機(jī)中完成指令的編碼并由指令輸出電路將指令輸出到由MC2833芯片組成的調(diào)制電路中對(duì)指令進(jìn)行FSK調(diào)制，調(diào)制好的信號(hào)經(jīng)倍頻、高頻放大、功率放大和天線匹配網(wǎng)絡(luò)由天線將指令發(fā)射出去。接收端由天線接收到的高頻載波信號(hào)經(jīng)高頻放大后送入混頻器中對(duì)信號(hào)進(jìn)行混頻得到第一中頻信號(hào)，此中頻信號(hào)經(jīng)放大后進(jìn)入由MC3361組成的第二混頻和鑒頻電路后得到低頻指令脈沖，對(duì)其進(jìn)行放大后送入由FX589組成的同步電路中，然后將指令信號(hào)和同步信號(hào)一起送入單片機(jī)，在單片機(jī)中完成指令的解碼，將解碼出來(lái)的指令輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制其狀態(tài)和動(dòng)作。

三、實(shí)驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。從試驗(yàn)結(jié)果看出，遙控收發(fā)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)均達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo)，完全滿足使用性能要求，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。

表1 試驗(yàn)結(jié)果