Сторожевое устройство на микроконтроллерах PIC12F675

Конденсаторы C1, С4, C5 - блокировочные по цепи питания. Конденсаторы C2, C3 - зв Т- контурные. Резисторы R1,R2 - токоограничительные. Резистор R3 образует отрицательную обратную связь автогенератора, собранного на транзисторе VT1, конденсаторах C2 и C3 и катушках индуктивности L1 и L2. Колебательный контур L1 и L2, C2 и C3 настроен на разрешённую частоту 433,9МГц.

Генератор несущей работает в режиме автогенератора с индуктивной обратной связью. Собственная частота автогенератора определяется параметрами LC-контура (L1, L2 и C3) в цепи коллектора транзистора VT1. Катушки индуктивности L1, L2 выполнены в виде печатных полосковых элементов. Положительную обратную связь образуют катушки L1 и C2.

После подключения элемента питания к передатчику микроконтроллер на своём выходе GP5 (вывод 2) формирует импульсную посылку. Посылка состоит из четырёх восьмибитовых одинаковых последовательностей длительностью по 30 мс каждая и чередующаяся через каждую секунду. Для экономии энергии элемента питания в паузах между посылками микроконтроллер переходит в спящий режим (SLEEP). Питание передатчика осуществляется от трёхвольтного элемента питания CR2032. Функцию антенны передатчика выполняет полосковая катушка на плате. Осциллограмма импульсной посылки передатчика показана на рис. 2.

Рис. 2. Осциллограмма импульсной посылки передатчика

Рис. 3. Схема приёмника

Схема приёмника показана на рис. 3. Микроконтроллер DD1, так же как и в передатчике, работает от внутреннего RC-генератора и тактируется импульсами с периодом 1 мкс.

Основное усиление даёт сверхрегенератор, собранный на транзисторе VT1. Его усиление может достигать 1000000. Сверхрегенеративный способ усиления высокочастотного напряжения принципиально отличается от того способа усиления, который применяется в ступенях усиления высокой и промежуточной частоты обычных радиоприёмников. Чтобы уяснить его сущность, рассмотрим процессы, происходящие в контуре самовозбуждающегося генератора при его включении и выключении.

В связи с тем, что действие положительной обратной связи эквивалентно уменьшению активного сопротивления контура генератора, условно принято считать, что она вносит в контур отрица-тельное сопротивление. Если это вносимое отрицательное сопротивление равно сопротивлению потерь контура, то его полное активное сопротивление равно нулю и в нём могут существовать незатухающие высокочастотные колебания.

В том случае, когда вносимое отрицательное сопротивление превышает сопротивление потерь контура, его полное активное сопротивление становится отрицательным и амплитуда колебаний в контуре нарастает. Это нарастание будет продолжаться до тех пор, пока вследствие увеличения высокочастотного напряжения и напряжения смещения на базе транзистора величина обратной связи не уменьшится настолько, что вносимое отрицательное сопротивление окажется равным сопротивлению потерь контура, т. е. его полное активное сопротивление станет равным нулю.

Таким образом, при включении генератора амплитуда колебаний устанавливается в его контуре стационарной не сразу, а нарастает постепенно по вполне определённому закону: за любые равные промежутки времени она увеличивается в одинаковое число раз. Такой закон называется экспоненциальным. Скорость нарастания амплитуды в контуре зависит от величины обратной связи.

При выключении генератора колебания прекращаются также не сразу и затухают по такому же экспоненциальному закону. Однако скорость спадания амплитуды обычно не равна скорости их нарастания, поскольку определяется исключительно добротностью колебательного контура генератора.

Срывать колебания в контуре генератора и создавать условия для их возникновения можно, изменяя смещение на базе транзистора. При этом, чтобы сорвать колебания, нет необходимости закрывать транзистор, а достаточно лишь подать на базу такое смещение, при котором нарушается условие самовозбуждения. В последнем случае скорость затухания амплитуды колебаний в большой степени зависит от значения этого "выключающего" напряжения и от величины обратной связи. Увеличив обратную связь и повысив таким образом добротность контура генератора, можно заметно снизить скорость затухания колебаний.

Если полное активное сопротивление контура отрицательное, то можно считать, что скорость нарастания колебаний при включении генератора зависит только от отрицательного сопротивления контура.

Конденсаторы C7, C10, C11 - блокировочные по цепи питания. Конденсатор C2 - контурный. Катушка L1 и конденсатор C2 образуют колебательный контур сверхрегенератора, настроенный на частоту 433,9 МГц. Конденсатор C3 образует положительную обратную связь для сверхрегенератора, собранного на транзисторе VT1. Резисторы R1, R2 - токоограничительные. Дроссель L2 не пропускает высокочастотную составляющую на вход операционного усилителя. Резисторы R3, R5 и диод VD1 образуют цепь стабилизации режима транзистора VT1. Это необходимо для того, чтобы при разрядке элемента питания частота приёмника не уходила. Резистор R4 и конденсатор C6 образуют низкочастотный фильтр с частотой среза около 10 кГц. Это нужно для того, чтобы убрать лишние сигналы, поступающие на вход усилителя DA1.1, поскольку полоса пропускания сверхрегенеративного приёмника довольно широка и равна 2...3 МГц. Резистор R6 и конденсатор C7 образуют фильтр по питанию сверхрегенеративного приёмника.