16
G3、G4设定为0110的电路板会“接收成功”，其解码芯片第17脚上升为高电平，其余各路接收电路则不会有响应。K键释放，17脚恢复为低电平，因此K键一按一放，该路电路板17脚即输出一个正脉冲。于是就实现了照明灯的遥控。
5.11、与固定型编解码芯片相比，使用学习型编解码芯片组成无线遥控装置有什么优点？ 答：使用学习型编解码芯片有以下好处。
（1）由固定型编解码芯片组成遥控装置时，需要在线路板上手工编码，编解码地址设置要一一对应，费时费力。采用学习型芯片时则不存在这些问题，因为密码是厂家通过软件设置的，不同密码的发射电路在线路板焊接上并无差别，因此可以自动焊接。
（2）学习型芯片eV1527总编码数可达100万，PT2262/2272等固定型编解码芯片组成遥控装置时，若输入数据为4位，则地址线有8条，其编码总组数等于38=6561，远低于学习型编码芯片。 （3）PT2262为18脚PID封装，eV1527为小尺寸8脚贴片封装，体积小得多，便于制成便携式小型遥控器。
（4）对于eV1527的编码，既可以采用专用芯片TDH6300解码（称为硬件解码），也可以通过单片机解码（称为软件解码）。 由于有上述优点，学习型编解码组成的遥控电路特别适用于保密性要求较高的场合，例如卷帘门遥控、汽车车门遥控、家庭门禁、电子锁等。
5.12、学习型编解码芯片组成的无线遥控装置在使用前为什么要进行学习？通过学习达到什么目的？
答：加密遥控装置的特点是接收电路选择性地只接收具有特定密码的发射电路所发射的信号，在固定编码的情况下，密码（地址码）是通过硬件的不同连接来实现的，用户只要做到接收电路和发射电路的地址线连接方式彼此相同，就能组成加密遥控装置。学习型编码芯片的密码是片内预烧的，用户无法知道某一编码芯片的密码是什么，即使知道了也无从设置解码芯片的地址码与其相同，因此学习型编解码芯片使用时需要进行“学习”。 做法是在使用前先让解码芯片处于学习状态，然后启动发射电路发射编码芯片的密码，接收电路接收后由解码芯片识别密码并将其存入解码芯片TDH6300内部的E2PROM中。经过编码学习的芯片，在使用过程中接收到编码信号后，即与学习时所存储的密码相对照，只要内部的E2PROM中所存的密
3 1 J04P 2 4 R4 15 MX532PT2272 16 17 14 地址线 9 5 5V 执行电路 18 6 S CD4013 9 8 S I2 Q D 13 D I1 Q 1 3 CLK Q 2 4 R 11 CLK 12 Q 10 R C1 R5 HL ～220V VG1 VD1 5V VZ1 5V C2 图102 14路照明遥控接收电路
17
码有一个与接收到的相同，即认为密码相符，于是就能实现选择性接收。
5.13、试用PE2262/2272组成遥控卷帘门升降的无线遥控电路，画出电路图并简要说明工作原理。 答：可由抗干扰无线遥控玩具汽车电路（见教材图5.17）简化而成。遥控玩具汽车，需要4个按键K1～K4，分别控制汽车右转、左转、后退和前进，控制卷帘门只需3个按键，分别对应“升”、“降”和“停止”，因此用于卷帘门控制时，应去除遥控玩具汽车电路中的一个控制键K4。这样，K1～K3没有按下时发射端“13”、“12”、“11”脚低电平，按下时分别对应于发射端“13”、“12”、“11”脚高电平，接收端PT2272芯片“13”、“12”、“11”脚的电平与发射端PT2262芯片对应引脚相同。这三个引脚信号经译码器转换为两个信号（见下图），即可用来控制卷帘门电机“正转”、“反转”和“停止”，于是就实现了卷帘门的遥控。
5.14、简述滚动码编码原理，画出编码流程图。
2
答：编码原理：HCS300芯片内部有一个192位的EPROM存储器，存入一系列重要数据，它们是64位的加密密鈅、28位的器件序列号、16位的同步计数值、16位的配置字等。这些数据在芯片生产过程中形成并被存入，它们是编码器形成密码的依据。编码流程如下图所示
芯片HCS300检测到有键被按下，就会读入按键信息（例如K1键被按下，按键信息为0001）并使同步计数值加1，然后通过下图所示的程序生成66位的编码数据输出。这66位编码数据由32位加密数据，28位芯片序列号，4位按键状态和2位状态位组成。其中32位加密数据是由64位的密鈅和16位的同步计数值通过KEELOQ算法形成的，其算法的特征是同步计数值加1，只改变了一位，64位密鈅经过KEELOQ算法所形成的32位密码却有50%的位发生了变化（1变为0或0变为1）。
64位加密蜜鈅 KEELOQ 加密算法 16同步计数值 28位器件序列号 16位配置字 其他 状态 按键状 序列号 加密数据 2位 态4位 28位 32位 位2 HCS300编码流程
13 12 11 译 码 器 a b PT2272 5.15、使用滚动码实现无线遥控，为什么不怕密码被“盗窃者”从空中截获，为什么“盗窃者”截获密码后仍不能控制接收电路？
答：第一，编码芯片发送密码后，下一次发射前同步计数值自动加1，由于使用了KEELOQ算法，同步计数值差1时所生成的32位密码有50%被作了更改。可见，编码电路生成新密码的方法很简单，只要使同步计数值加一就行了，但所产生的新密码与旧密码有很大的差异，好像这两个密码都是随机地产生的。同步计数值是一个16位数，共有2=65536个不同的组态，这表明连续发射65536次也不会出现相同的密码。按每天使用10次计算，18年后才会出现与18年前相同的密码。由于这一特征，即使“盗窃者”从空中截获了密码也无济于事，因为18年内每个密码都只使用一次。
第二，密码的保密性包含两方面内容，一是如何防止空中截获密码。前面已经说过滚动码编解码芯片是65536个密码滚动使用的，18年内不会使用相同的密码，因此即使被截获，也无济于事。二是
16
8
18
如何防止密码被破解。如果密码只有8位，使用专用的解码器只要尝试2=256次就可以破解密码，假设每尝试一次所需的时间是10ms，则只要花费2.56秒的时间即可破解。现在滚动码的加密数据共32位，其总的组数是232，大约等于40亿。“盗窃者”通过解码器用各种密码去试探，需要10000多小时，成功可能性几乎为零。
第三，编码芯片的序列号和密鈅是由芯片生产厂在生产过程中烧录的，为了提高安全性，芯片允许用户（指汽车无线遥控开门装置的生产厂）自行烧录自己选择的序列号和密鈅，这一过程称为编程，编码芯片中3、6脚就是编程时使用的，3脚输入时钟信号，6脚以串行方式输入序列号和密鈅等。 第四，由上面的讨论可知，编码芯片中保存的密鈅和序列号对于保密来说是至关重要，如获取了
2
这些数据，就可以“自制解码器”进行盗窃，为此，编码芯片EPROM中的数据被设计为是不可读的。编程以后，可以对写入的数据进行校验，但只能在紧接着编程之后校验一次。
5.16、滚动码为什么也要有一个学习过程？这一学习过程与学习型编解码芯片有什么不同？ 答：学习型芯片eV1527内部有20个位单元专门用来预烧地址码（密码），密码的预烧由生产厂家完成，20个二进制位所形成的组合有2=1048576（即1Mbit）个，对于某一个具体的芯片，其密码是确定的。学习型编解码芯片的学习过程就是让解码芯片识别这一密码并将其存入解码芯片TDH6300内部的E2PROM中。经过编码学习后，接收电路接收到编码信号后，即与学习时所存储的密码相对照，只要内部的E2PROM中所存的密码有一个与接收到的相同，即认为密码相符，于是就能实现选择性接收。
滚动码芯片正确解码的前提是解码芯片内部E2PROM中事先存有芯片序列号、密鈅和同步计数值。但是从市场购得的解码芯片内部并没有这些数据，因此需进行必要的操作将所需的数据写入接收芯片，这一操作过程即为“接收电路的学习”。滚动码芯片学习的不是密码，而是解读密码所需的芯片序列号、密鈅等数据。
第六章 高频电子技术在数据传输中的应用
6.1、论及无线数据传输系统组成时，为什么需要包括系统软件？系统软件在数据传输系统中起什么作用？
答：无论远程或近程的无线数据传输系统，一般都嵌入单片机，这是因为系统许多功能需要单片机才能实现。有了单片机以后，一个系统的组成就包括硬件和软件两个方面，和PC机一样，只有硬件而没有操作系统的计算机是运行不起来的，无线数据传输系统也一样，软件和硬件都是系统的必不可少的组成部分，因此当我们分析一个无线数据传输系统的组成时，除了电路的组成（硬件）之外，还必须讨论软件的组成。无线数据传输系统的软件包括单片机之间、单片机与PC机之间通信的协议，单片运行的程序，PC机与单片机之间通信的程序等。
6.2、无线数据传输系统的硬件由哪几部分组成，各部分分别起什么作用？
答：无线数据传输系统的硬件一般包含数据源、A/D转换电路、存储器、单片机、收发芯片和外接的PC机组成，如下图所示。
数据源 20
A/D转换 收发 芯片 收发 芯片 单片机 数据接收方 PC机 存储器 单片机 数据发送方 无线数据传输系统组成框图
数据源是指产生待传输数据的信号源；A/D转换电路将来自信号源的信号转换为数字信号；单片
19
机用来管理数据的传输；发送方的无线收发芯片用来发送数据、接收来自管理中心（即接收方）的控制指令；接收方的无线收发芯片用以接收来自数据源的数据、向接收方发出各种指令，包括数据传输过程中出现误码时需要向发送方发出重发的指令等；存储器用于存储发送方的数据，由于所采用的是2
EPROM型存储器，断电以后仍能保留所存储的数据，接收方的数据可存入PC机外存储器（硬盘），因此不必再加入E2PROM芯片；在数据总量较大的情况下，单片机已不能适应数据存储、处理和传输管理的需要，因此，许多无线数据传输系统的接收方都包含PC机（还包括单片机与PC机之间通信所需的接口电路）。
6.3、组成无线数据传输系统时，为什么数据发送方一般也使用无线收发芯片而不是发射芯片？
答：一般情况下，无论数据接收方还是发送方，所使用的都必须是无线收发两用的收发芯片。这是因为发送方除了发送数据之外还需要接收来自管理中心（即接收方）的控制指令，因此需要具有接收能力。同样的道理，接收方除了能接收来自数据源的数据之外，还需要向接收方发出各种指令，包括数据传输过程中出现误码时需要向发送方发出重发的指令等，因此也必需使用收发两用的芯片。
6.4、无线数据传输系统都需要建立通信协议，通信协议一般应包括哪些内容？
答：无线数据的传输容易受到外界干扰而造成误码，为保证传输的可靠性和准确性，需要建立通信协议，通信协议内容一般包括数据传输格式及校验方式的规定。
6.5、无线数据传输时为什么要进行校验，本章所介绍的数据传输系统涉及哪几种数据校验的方法？
答：由于干扰等原因，数据传输过程中难免出错，因此需要进行校验，以便发现错误后能重发数据，以保证数据传输的准确性。本章涉及的校验方法有CRC（冗余循环码校验）和奇偶校验法。
6.6、用MAX232电路实现单片机与PC机之间通信时，电路MAX232应靠近单片机安装还是靠近PC机安装？为什么？
答：用电平转换芯片MAX232实现单片机与PC机通信时，芯片与单片机之间传输的信号属TTL电平信号，MAX232芯片与PC机之间传输的是EIA电平信号，EIA电平信号的抗干扰性能强于TTL电平信号，因此MAX232电路应靠近单片机安装。
6.7、组成无线数据传输系统时，为什么很少由分立元器件组成？
答：用分立元器件组成数据传输系统时，除了系统电路的设计之外，高频情况下，晶体管、电阻、电容、电感等元器件的布局，各元器件之间连接线的安排，以及印制电路板的品质等都对系统的质量有严重的影响，缺少高频电路制作经验，常导致安装调试失败。因此一般不用分立元器件组成无线传输系统。
6.8、无线收发芯片和无线收发模块都可以组成数据传输系统，两者相比各有什么优缺点？
答：用无线收发芯片组成数据传输系统时，每只芯片都需要外接电阻、电容、电感等元器件，高频情况下外接元器件的布局、各元器件之间、元器件与收发芯片引脚之间连接线的安排，以及印制电路板的品质等都对系统的质量有严重的影响，缺少高频电路制作经验，常导致安装调试失败。厂家利用无线收发芯片和高频晶体管，配以必须的电阻、电感、电容等元器件，直接生产各种无线收发模块，由于这些电路的设计已经过反复试验，工艺成熟，性能稳定，因此与无线芯片相比，模块组成的数据传输系统较为优良。
6.9、由nRF401组成的无线数据传输系统，与模块PTR2000组成的数据传输系统相比较，其主要特性会有差别吗？为什么？
答：收发模块PTR2000由无线收发芯片nRF401、及其所需的全部外接元件和天线组成，因此PTR2000的特性指标即为nRF401的指标，主要特性没有差别。
第七章 高频电子技术在声音信号传输中的应用
7.1、无线话筒系统由哪几部分组成，各组成部分的功能是什么？
20
答：无线话筒系统由送话器、发射机、接收机和耳机（喇叭）等四部分组成，如下图所示。
送话器 发射机 接收机 无线话筒系统组成框图
耳机或 喇叭
送话器将声波信号转换为音频电信号，发射机用输入的音频信号对载波进行调制后发射出去，接收机接收到已调信号后经放大并解调出音频信号，最后通过耳机或扬声器还原出声音，耳机和喇叭也称受话器。
7.2、无线话筒系统和无线话筒有何区别？无线话筒由哪几部分组成？
答：根据应用时的需要，无线话筒的送话器和发射机常常被制作成便携式，且由电池供电，而接收机和扬声器则为座机式且由交流供电。送话器和发射机可以单独购买，习惯上将送话器和发射机合称无线话筒。为了区别起见，我们将包括送话器、发射机、接收机和受话器在内的装置称无线话筒系统。
7.3、根据结构上的不同，无线话筒分为哪几类？ 答：根据结构的不同，无线话筒分为以下几种类型。（1）送话器和发射机分离型，这种类型的特点是送话器和发射机相分离，彼此通过电缆线相连接。送话器别在衣领（或衣襟）处，或使用头戴式，发射机夹在腰间隐秘处，发射机天线也和电缆线安装在一起；（2）手持式无线话筒，这种类型话筒将送话器和发射机制作在一起，电池供电，使用时用手拿着无线话筒讲话、唱歌，因此称为手持式话筒；（3）外接插式无线话筒，外接插式无线话筒的特点是送话器通过被称为XLR的接口与发射机相连接。这类无线话筒可以获得高质量的模拟信号。
7.4、信息产业部对无线话筒（传声器）允许使用的频率作规定的同时为什么要规定其发射功率的上限，即不允许生产的无线话筒发射功率超过该规定？
答：原因是这些频段与调频广播及电视所使用的频段相重叠，如果发射功率过大就会对调频广播和电视的接收造成干扰。例如88.0～108.0MHz正好是调频广播所使用的频段，其余各频段则为电视所使用的频率。
7.5、何谓V波段话筒，何谓U波段话筒，两类话筒各有什么优缺点？
答：使用VHF频段的话筒称为V段话筒，使用UHF频段的无线话筒称U段话筒。两者优缺点如下
1、VHF频段无线电波的波长较长，因此发射所需要的天线（约为1/4波长）也较长，一般在1.5～2米之间。UHF频段波长较短，所使用的天线可缩短至30～60厘米。从方便使用的角度来看，天线的长度越短越好，因此，从天线长度来看，U段无线话筒将优于V段话筒。
2、许多干扰源例如汽车点火装置、日光灯、吸尘器、电机等工业干扰，其频率落在VHF频段，调频台、电视台所产生的干扰，对V段的影响也大于对U段的影响，因此U段话筒可能受到的干扰将小于V段话筒。
3、V段无线电波的波长较短，遇到障碍物小于波长时，除了反射和折射，一部分无线电波会绕过障碍物传播（绕射），非金属物体对于V段无线电波的吸收也比U段的少，因此，相对而言，V段波传播的距离将更远。U段的无线电波，金属物体对其反射更多、更强，非金属物的吸收也较强，传播损耗大，因此传播距离也就较近。 4、频率越高，通信时能容纳的频道数就较多，U段所能容纳的频道数高达几百个，因此优于V段。 综合上述各项性能的差异，在同时使用多只无线话筒（例如大型会议、话剧院、文艺晚会等）、音质要求较高的场合，一般都倾向于选择U段无线话筒。
7.6、图7.27中倍频电路起什么作用？为什么要加入这一电路？