以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置的制作方法

专利名称：以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及一遥控器发射机拷贝装置，特别是涉及一种以直接取样法构成的通用型无线电遥控器发射机拷贝装置。
背景技术：
日常生活中，使用无线电作为媒介的遥控器，除了钥匙外，是使用最频繁的物品之一；凡住家的电动铁卷门，公寓楼的地下室停车场大门、车库，汽车/机车的遥控/防盗开关，及一些无线遥控的家电或安全警戒装置，均是使用无线电遥控发射器作为控制器，也由于无线式遥控器带给人们许多的便利，所以使用的情形非常普遍。
无线电遥控器使用的场合非常广泛与普遍，而这类相关产品(如铁卷门遥控器和汽、机车防盗器)也是非常多；一般无线电遥控器装置分为发射器与接收机两部分，其中接收机大都是固定在特定的设备上，如铁卷门是在控制马达附近，而汽车防盗器是固定在汽车引擎室内；由于在使用的过程中皆无不需要拆卸或移动，加上都是电气的动作居多，因此使用寿命长且耐用。而发射器一般都是由使用者随身携带在身上，由于使用者所处的环境不尽相同，发射器常和其它的物品发生碰撞，或是跌落地面，或是受到湿气、水份及人手上汗水的侵入，以致影响使用寿命，纵使保养良好，也会因为发射器内部的按键本身有使用次数的寿命问题，加上发射器表面在人手长时间的摩擦后也磨损，以致于发生故障，所以一般发射器使用年限远较接收机短。
传统拷贝装置所使用的无线电载波频率或是控制信号自身的编码方式，都没有一个统一标准或统一的电子零件，为避免因发射器的损毁而导致需调换整个装置，业者有推出“拷贝式”遥控器，以解决上述问题和需求，但其在实际的使用上仍有许多问题，而其中最主要的问题是，由于国内外各种的遥控器控制信号的编码方式众多且复杂，至今市面上的这些所谓“拷贝式”遥控器仍无法将所有遥控器的控制信号的编码方式完整复制出来。
一般无线电遥控发射器所发射出去的射频信号，除了高频的无线电载波外，还有其中所携带的控制信号，而此控制信号主要是由两个部分所构成一是代表此发射器身分的资料，一般称为位址。在电子电路的数位系统不，以一连串的二进制的“0”与“1”的位元资料去代表此位址，而此位址资料的数目便代表了发射器位址重复的可能性；例如位址数目有8个，则发射器在2的8次方等于256以后必会重复一个位址，因此位址资料的位元数越多，发射器的位址就越不会重复，接收机的错误动作的机率也就越小。第二部分代表发射器的按键状态，也就是控制部分的资料；相对于每个发射器有其独特的位址，接收机在使用时也必须先设定和发射器相同的位址，当接收机收到无线电信号时，除了先将其中的信号解调出来外，还必须比对其中的位址资料部分是否相同，如果相同才依按键状态资料，也就是控制信号的状况解出对应的动作。
在电子电路系统中，我们要以电气信号去代表这些数位的信号时，也就是所谓的编码动作，一般依使用的场合及环境有不同的作法，在数位逻辑电路中是以不同的电压位准去代表；例如在TTL(transistor-transistor)逻辑电路中，0～0.8伏特电压代表“0”状态，而2.4～5伏特电压则代表“1”状态；在无线电遥控装置中则常是采用不同责任周期(Duty Cycle)宽度的脉波来代表，如

图1、2所示，这两个脉波具有相同的周期时间T，但各有不同宽度的高态责任周期Th，可依此宽度的不同分别代表“0”或“1”两个状态。至于实际在使用时高态与低态宽度的比率，则各个厂家所设计各大不相同，且差异很大。
由于无线电遥控器产品的市场需求量很大，因此有不少半导体业者设计了具上述编码(发射器用)及解码(接收机用)功能(IntegratedCircuit.IC集成电路)元件，使无线电遥控器产品能大幅简化产品的复杂度。传统的遥控专用集成电路，其硬体的接脚共有12根控制信号的输入接脚，每一根接脚有两种输入状态，其电气信号的编码波形如图3所示，其中“0”是以低/高态比对2∶1的脉波来表示，而“1”则是以低/高态比为1∶2的脉波来表示。另外以另一遥控专用集成电路而言，同样也是12根的控制信号输入接脚，但为了增加可用位址的数目，利用电路的技巧，使得每一根接脚有三种输入状态，也就是“0”、“1”和“空接(Float)”；当然这在数位逻辑便会产生状态太多的问题，所以在实际的电气编码时，是以两个脉波去代表这三种状态，如图4所示便是这三种状态的编码波形，其实严格来讲它们是由两种高低态为1∶3和3∶1的脉波所构成。
从上述图3和图4的波形可以发现，不同业者有不同的编码设计方式，不但在脉波中的高低态宽度比率不同，连先出高态或低态也不一样；此外有的业者为了一些其它的功能，如作同步或是校准用，在这一串的控制信号外，加上其它的编码脉波信号，因此目前市面上的无线电遥控器装置所采用的信号编码方式乃种类繁多。
一般遥控发射器在使用时是将前述的控制信号以固定的时间与周期经由无线电载波发送出去，以前述第一种的集成电路而言，每次发射出去的脉波串有12个编码过的脉波信号(因为有12根输入脚)，而对前述第二种遥控专用集成电路而言，则每串脉波有24个编码脉波信号(因为每双输入脚有三种状态，也就是两个脉波来编码)；参阅图5，只要发射机是在持续发射状态，则发射机便以周期性的送出这些脉波信号串，但是在每组脉波串间有一不动作的间隔时间。
目前市面上所谓的拷贝式遥控器便是利用上述控制脉波信号的特性，首先量测出每个编码脉波的特性，包括周期时间和高低态的比率，接着计数出编码脉波的数目和间隔时间的长度，最后将所有的资料存放在一些非挥发性的记忆体如快闪记忆体(Flash Memory)或是电子式可清除唯读记忆体(EEPROM)上；然后将这些记忆体安装在其专用的发射器上，由发射器以相反的方式将所拷贝的脉波信号重新还原发射出去，达到所谓的拷贝目的。
由于国内许多传统的遥控器都是采用前述的编码方法或是使用前述厂商所供应的遥控专用集成电路，所以这些拷贝式遥控器都还能替消费者复制出合用的发射器。但由于近年来不断以新的厂商开发出新的功能更好的遥控器专用集成电路，这些厂商国内外都有，他们所使用的编码方式种类繁多，而这些集成电路也逐渐为许多遥控器制造商所采用；也因此上述所提的拷贝式遥控器制造当遇到一些较奇特的编码方式，如发射的脉波串信号不是安全周期性的重复，或是每个编码脉波宽度的比率并非固定，甚至当控制脉波信号串较长时，便无法有效的拷贝出和消费者所使用的发射器相同的发射器。
实用新型内容本实用新型的目的在于涉及一种利用直接取样法复制编码脉波信号，以复制出各种不同种类的发射器信号的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置。
本实用新型的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，是以特定频率的直接取样法复制信号，包含一拷贝主机，及一发射子机。
该拷贝主机包括一信号感应接收电路，一信号放大预除器、一共射极放大电路、一信号处理单元、一第一微电脑单元、一缓冲暂存器，及一连接器。
该信号感应接收电路是接收外界传入的初始控制信号的电路。
该信号放大预除器是将该初始控制信号作初步放大并降频的预除器。
该共射极放大电路是连接该信号放大预除器，对该初始控制信号作第二次放大，并输出一放大信号放大电路。
该信号处理单元是针对该放大信号作检波、波形整型与缓冲，进而输出一控制信号的信号处理单元。
该第一微电脑单元其内的软件以特定的取样频率，是对该控制信号取样的电脑单元。
该缓冲暂存器是连接该第一微电脑单元，供其所取样的资料暂时存放，该取样资料是一复制控制信号缓冲暂存器。
该连接器是将该复制控制信号向外传输连接电路。
该发射子机包括一非挥发性记忆体、一第二微电脑单元，及一高频振荡/发射电路。
该非挥发性记忆体是存入该连接器所传输出的复制控制信号记忆体。
该第二微电脑单元是依至少四按键的状态，自该非挥发性记忆体的位址读出该复制控制信号。
该高频振荡/发射电路是将该复制控制信号向外发射的电路。
本实用新型利用该拷贝主机将初始控制信号作初步放大、降频、二次放大、检波、波形整型与缓冲后得出一控制信号，再经该发射子机将前述控制信号予以暂存后逐一依序发射出去，以得到和原来欲拷贝/复制的遥控器发射机近似的控制信号，达到复制遥控器的目的与功效。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明图1是一时序图，即是说明传统无线电遥控装置的编码波形示意图；图2是相类似于图1的另一时序图；图3是一时序图，说明传统无线电遥控装置的编码波形的实施样态；图4是相类似于图3的另一时序图，说明另一实施样态；图5是一时序图，说明传统遥控器发射脉波串列波形示意图；图6是一方块流程图，说明本实用新型较佳实施例的一拷贝主机及一发射子机；图7是一方块流程图，说明一共射极放大电路、一信号处理单元，及一第一微电脑单元；图8一方块流程图，说明该第一微电脑单元，及一功能状态与频率显示单元；图9一方块流程图，说明该第一微电脑单元、一连接器，及一发射子机；
图10是一电路图，说明一电源单元；图11是一时序图，说明较低频的取样信号，以及取样后的输出信号；图12是一时序图，说明中频的双样信号，以及取样后的输出信号；图13是一时序图，说明较高频的取样信号，以及取样后的输出信号。
具体实施方式
下面通过最佳实施例及附图对本实用新型的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置进行详细说明，附图中参阅图6，本实用新型以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置的较佳实施例，是以特定频率的直接取样法复制信号，包含一拷贝主机100，及一发射子机200。
参阅图6、10，上述拷贝主机100与发射子机200的电力均由一电源单元300所供应，而该拷贝主机100是使用单一的5伏特电压，由一接头31输入一9伏特的交流电压(或一12伏特的直流电压)，经过一选择开关32连接至一桥式整流器33转换成直流电压，再经二电容器34滤波后，由一稳压器35将电压降为稳定的5伏特电压，供给整个装置使用。
参阅图6，该拷贝主机1包括一信号感应接收电路11、一信号放大预除器15、一共射极放大电路17、一信号处理单元19、一第一微电脑单元21、一资料栓锁器23、一缓冲暂存器25、一功能状态与频率显示单元29，及一连接器27。
该信号感应接收电路11提供接收外界传入的初始控制信号。
该信号放大预除器15是将该初始控制信号作初步放大并降类。
该共射极放大电路17是连接该信号放大预除器15，对该初始控制信号作第二次放大，并输出一放大信号。
参阅图6、7，该信号处理单元19是针对该放大信号作检波、波形整型与缓冲，进而输入一控制信号。
该第一微电脑单元21是由8位元的单晶片微电脑所构成，其内的软体以特定的取样频率，对该控制信号取样。
上述信号处理单元19具有一第一波形整型电路191、一检波电路192、一第二波形整型电路193、一第一反相缓冲器194、一第二反相缓冲器195，及一计数器196。
该缓冲暂存器25为一256KB的静态随机存取记忆体(SRAM)，该缓冲暂存器25是经该资料栓锁器23而与该第一微电脑单元21连接，供其所取样的资料暂时存放，该取样资料是一复制控制信号。
该资料栓锁器23连接在该第一微电脑单元19与该缓冲暂存器21中间，该资料栓锁器23是将该复制控制信号锁定。
参阅图6、8，该功能状态与频率显示单元29具有一第一控制器291、一第二控制器292，及一七段二极管显示器293。
该连接器27是将该复制控制信号向外传输。
参阅图9，该发射子机200包括一非挥发性记忆体12、一第二微电脑单元14，及一高频振荡/发射电路16。
该非挥发性记忆体12是存入该连接器27所传输出的复制控制信号。
该第二微电脑单元14是依至少四按键的状态，自该非挥发性记忆体12的位址读出该复制控制信号。
该高频振荡/发射电路16是将该复制控制信号向外发射。
本实用新型提供一种新的方法与装置去复制这些种类繁多的编码脉波信号，此方法称为“直接取样法”。
本实用新型区分成两个部分，一是该拷贝主机100，功用是执行对输入信号作取样并将资料储存至该非挥发性记忆体12。另一是该发射子机200，功用是将储存在该非挥发性记忆体12内部的资料取出，并以无线电载波方式发射出去。
以上分别就该拷贝主机100与该发射子机200的电路动作原理说明如后。
参阅图6、7，由于一般无线电遥控器所使用的载波频率为200MHZ～500MHZ，为了取得其中的控制信号，必须先将无线电遥控器所发射出的高频信号接收放大后，再将其中信号检波出来。该拷贝主机100的该信号感应接收电路11为一宽频带的高频信号感应接收电路，在感应到初始发射器所发射出的初始控制信号后，经一电容器13馈送至宽频带的高频信号放大预除器15，该信号放大预除器15将初始控制信号作初步的放大后，并将原来的信号降频(除以64)，再送到该共射极放大电路17作第二次放大，并输出一放大信号，供该检波电路192使用。该信号处理单元19接收上述放大信号后，对其作检波、波形整型与缓冲处理，进而输出控制信号至该第一微电脑单元21以特定的取样频率去取样控制信号。
参阅图6、9，由于该第一微电脑单元21内部能储存资料的空间并不大，为了累积足够的取样资料，则借由该缓冲暂存器25存放该第一微电脑单元21所取样而得到的资料，待累积到足够的资料后，再由该第一微电脑单元21将所累积的取样资料重新取出该复制控制信号，并传送至该连接器27，该连接器27再将该复制控制信号写入该发射子机200的非挥发性记忆体12内，以完成复制动作；而该发射子机200则负责将所复制的遥控器复制控制信号由该非挥发性记忆体12内重新读出并发射出去。
然而，因该第一微电脑单元21无法直接和扩充的该缓冲暂存器25连接，所以借由该8位元的资料栓锁器23作为两者间的缓冲/栓锁，使信号值稳定而不再变动。
一般的遥控器发射器大多具有4个按键，而每个按键所发射出去的控制码也不同，所以在该第一微电脑单元21连接多数个控制开关(图未示)，部分的控制开关(例如SW1～SW4)用以区别复制的资料是对应到初始发射器的某一个按键的资料，而部分控制开关(例如SW5、SW6)则依实际的需求选择不同的取样频率。
该功率状态与频率显示单元29的作用在于操作使用时显示包括该发射子机200的载波频率、取样与储存的状态、目前选择的按键值讯息，以供使用者能方便的使用与操作。
该发射子机200还包括一与该第二微电脑单元14连接的开关单元，此开关单元具有四个按键开关18，该第二微电脑单元14是依上述四个按键开关18折状态，从该非挥发性记忆体12相对的位址读出由该拷贝主机100所存入的遥控器复制控制信号，并将复制控制信号送至该高频振荡/发射电路16，将已复制的遥控器复制控制信号发射出去，以完成整个遥控器控制信号复制/重现的动作与功能。此外，该发射子机200的四个按键开关18除了模拟传统遥控器发射机的四个发射按键外，同时也作为该发射子机200的电源控制。
参阅图7，该信号处理单元19的第一波形整型电路191是接收该共射极放大电路17送出的放大信号，并且对该放大信号作波形整型，以符号TTL逻辑族的信号电压位准，接着将放大信号分别送至两处，一是输送至该检波电路192，该检波电路192将该放大信号的实际控制信号取出，再经该第二波形整型电路193作第二次波形整型，并借由该第一反相缓冲器194经缓冲和反相后，检波出的该控制信号输出至该第一微电脑单元21。二是输送至该第二反相缓冲器195作反相与缓冲后，并馈送到该计数器196进一步作降频动作(再除32)，再传输一计频信号至该第一微电脑单元21。因本实用新型同时也提供了无线电载波频率的计频显示，而计频的功能是由该第一微电脑单元21所提供，由于该第一微电脑单元21无法输入太高的计数频率，一般为振荡频率的24分之1，在此为500KHZ，所以才将信号作再一次的降频。
参阅图8，该功能状态与频率显示单元29的第一控制器291与该第二控制器292均电连接至该七段二极管显示器293，该七段二极管显示器293为一4×7的共阳极四位数七段二极管显示器，是采用扫瞄方式点亮，该第一控制器291提供点亮该七段二极管显示器293中的每一位数所需的七段值，该第二控制器292则输出点亮某一位数的信号。这些显示的动作和所须的资料全部都由该第一微电脑单元21内部的软体程式所提供与控制，为了有足够的电流去点亮这四位数七段二极管显示器293，该第二控制器292与该七段二极管显示器293间还连接一电晶体组296，使得每一位数上各连接一电晶体去作电流放大的功能。此外，在该第一控制器291、该第二控制器292与该七段二极管显示器293间还分别连接一第一电阻器294、一第二电阻器295，该第二电阻器295是控制该电晶体组296的偏压与限流电阻，而该第一电阻器294则是作为每一位数该七段二极管显示器293的限流电阻，以防止过大的电流流过该七段二极管显示器293。
在该拷贝主机100部分提及主机上的该第一微电脑单元21将所取样而得的遥控器复制控制信号写入该非挥发性记忆体12内，在操作使用时是用一包含4条线的连接线，两端分别接上该拷贝主机100与该发射子机200的接头，而发射机上的接头则是直接连接到发射子机200上的非挥发性记忆体12，也就是该拷贝主机100在作资料的写入时，是直接将资料入非挥发性记忆体12内，无须经过该发射子机200上的该第二微电脑单元14，以简化软体的复杂度。
由于一般发射子机使用电池作为电源其电压多为12伏特或6伏特，而发射机上的元件如该第二微电脑单元14与该非挥发性记忆体12的工作电压为5伏特，所以供应发射子机的电源电压须降至所需的电压值，所以，该发射子机还包括一电压转换器(图未示)，以将较高的电压降为所需的5伏特电压。
本实用新型的动作原理当有一初始控制信号输入时，以一固定的速度或频率去侦测(取样)它，并将其结果先行储存，当累积到一足够的量后，再以相同的速度或频率将所取得的资料逐一从输出送出去，当所使用的速度或频率够快时，就能得到一个和初始控制信号极为近似的信号。在图11、12、13中，分别以(1)较低频、(2)中频及(3)较高频以上三种不同的取样频率去取样输入，然后再以原来取样的频率将所得结果重放出来，如图13得知，越高的取样频率会得到和原来频率越近似的波形。
“取样”此一动作在数位系统中经常可见，例如在作类比至数位信号转换(Analog to Digital Conversion)；要代表一个类比信号的取样点要用好几个数位位元资料(依需求的品质而定)，不过在此因要取样本身便是数位信号，所以每个取样点只须一个数位位元就足够，“0”或“1”。
传统遥控器发射子机的供应电源都是电池，当发射子机使用一阵子后，电池电压会随着电池能量的减少而降低，使得发射出去的编码脉波的周期时间和高低态宽度的比率随着改变；再加上编码脉波信号经过高频电路发射调制与接收解调后，多少都会有些变形，所以在接收机接收的解码电路上都会针对前述的问题给予适当的调整，只要编码脉波信号没有变形的太严重，接收机都能适当的辩识出来，因此取样频率只要能达到接收机可以辩识的程度就能复制出极近似的信号。此外一般接收机并不需要发射子机持续不断发射信号才会动作，它只要有足够的控制脉波信号串列被辩识出来就能动作，所以，所需储存的控制脉波信号串列资料量只要超过接收机辩识所需的长度，接收机就能正确接收。
当累积足够的取样资料后，将这些资料存入非挥发性记忆体12内届时再经由特定专用的发射子机200以和原来取样时相同的频率，将所储存的资料逐一依序发射出去，以得到和原来欲拷贝/复制的遥控器发射机近似的控制信号，而达到拷贝/复制一个新的遥控器发射机的目的。
权利要求1.一种以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，是以特定频率的直接取样法复制信号，包含一拷贝主机，及一发射子机，其特征在于该拷贝主机包括一信号感应接收电路、一信号放大预除器、一共射极放大电路、一信号处理单元、一第一微电脑单元、一缓冲暂存器，及一连接器；该信号感应接收电路是接收外界传入的初始控制信号的电路；该信号放大预除器是将该初始控制信号作初步放大并降频的预除器；该共射极放大电路连接该信号放大预除器，是该初始控制信号被第二次放大并输出一放大信号的放大电路；该信号处理单元是针对该放大信号作检波、波形整型与缓冲并输出一控制信号的信号处理单元；该第一微电脑单元是以其内的软件以特定的取样频率对该控制信号取样的电脑单元；该缓冲暂存器连接该第一微电脑单元，是供其所取样的资料暂时存放并复制控制信号的缓冲暂存器；该连接器是将该复制控制信号向外传输的连接器；所述发射子机包括一非挥发性记忆体、一第二微电脑单元，及一高频振荡/发射电路；该非挥发性记忆体是存入该连接器所传输出的复制控制信号的记忆体；该第二微电脑单元是处于自该非挥发性记忆体的位址读出该复制控制信号的至少四按键的状态；该高频振荡/发射电路是该复制控制信号向外发射的电路。
2.如权利要求1所述的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，其特征在于该拷贝主机还包括一资料栓锁器，连接在该第一微电脑单元与该缓冲暂存器中间，该资料栓锁器是将该复制控制信号锁定栓锁器。
3.如权利要求1所述的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，其特征在于该信号处理单元具有一第一波形整型电路、一检波电路、一第二波形整型电路，及一第一反相缓冲器，第一波形整型电路是该共射极放大电路输出的波形整型放大信号输送至该检波电路的整形电路，该检波电路将该放大信号的实际控制信号经二次波形整型的该第二波形整型电路，并借由该第一反相缓冲器经缓冲和反相后检波出的该控制信号输出至该第一微电脑单元。
4.如权利要求3所述的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，其特征在于该信号处理单元还具有一计数器及一第二反相缓冲器，该第一波形整型电路传输波形整型的该放大信号至该第二反相缓冲器，并馈送到该计数器，再传输一计频信号至该第一微电脑单元。
5.如权利要求1所述的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，其特征在于该拷贝主机还包括一功能状态与频率显示单元，与该第一微电脑单元连接。
6.如权利要求5所述的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，其特征在于该功能状态与频率显示单元具有一第一控制器、一第二控制器，及一七段二极管显示器，该第一控制器提供点亮该七段二极管显示器中的每一位数所需的七段值，该第二控制器则输出点亮某一位数的信号。
7.如权利要求6所述的以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，其特征在于该七段二极管显示器的每一位数各连接一放大电流的电晶体。
专利摘要一种以直接取样法构成的遥控器发射机拷贝装置，包含一拷贝主机及一发射子机，该拷贝主机包括一信号感应接收电路、一信号放大预除器、一共射极放大电路、一信号处理单元、一第一微电脑单元、一缓冲暂存器及一连接器，该共射极放大电路连接该信号放大预除器，是该初始控制信号被第二次放大并输出一放大信号的放大电路；该发射子机包括一非挥发性记忆体、一第二微电脑单元及一高频振荡/发射电路，该拷贝主机将初始控制信号作初步放大、降频、二次放大、检波、波形整型与缓冲后得到一控制信号，经该发射子机作控制信号暂存再向外发射出去，以得到和原来欲拷贝/复制的遥控器发射机近似的控制信号，达到复制遥控器的目的与功效。
文档编号G08C19/00GK2901448SQ20052003722
公开日2007年5月16日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者黄东正 申请人:大警企业有限公司