Схема приемного устройства
На транзисторах VT6 и VT7 выполнен автоколебательный симметричный мультивибратор шифратора. Частота вырабатываемых им прямоугольных импульсов определяется постоянной времени (R10+R*)C18, где R* — одян из резисторов R13 — R17, подключаемых кнопками SB1 — SB4. Если ни одна из кнопов управления не нажата, то подключен резистор R13, что приводит к работе мультивибратора на частоте 3000 Гц и модуляции высокочастотного излучения этой частотой. Модуляция излучения при отсутствии сигналов, несущих информацию исполнительным механизмам, позволяет уменьшить вероятность проникновения помех в тракт приемника. При нажатии на одну из четырех кнопок управления SB1 — SB4 частота модуляции изменяется. Таким образом формируются четыре команды.
Напряжение питания шифратора с целью поддержания неизменности модулирующих частот стабилизировано параметрическим стабилизатором R6V VD3 c усилителем тока на транзисторе VT5. В стабилизатор включен светодиод VDI. предупреждающий о недопустимом снижении напряжения источника питания.
Сигнал, сформированный шифратором, через диод VD4 и буферный транзистор VT4 передается на базу модулирующего транзистора VT3. Передатчик модулируют периодическим включением и выключением питания транзистора VT2 выходного каскада передатчика — усилителя мощности.
Задающий генератор передатчика выполнен на транзисторе VT1 с кварце-той стабилизацией частоты. Следует заметить, что генератор без изменения нощиналов элементов позволяет при сохранении остальных параметров менять частоту излучения в небольших пределах путем замены кварцевых резонаторов. Напряжение высокой частоты через конденсатор связи С4 поступает на вход усилителя мощности.
В коллекторной цепи транзистора VT2 включено согласующее устройство — двойной П-образный фильтр С8, L4, СП, С12, L5, С14, предназначенный для обеспечения оптимальной связи усилителя мощности с антенной, а также для фильтрации гармоник несущей частоты. «Удлинительная» катушка L6 служит для компенсации емкостной составляющей штыревой антенны, поскольку ее длину выбирают в целях удобства эксплуатации равной обычно 1,2 — 1,5 м, а это меньше четверти длины волны излучения (2,5 м).
Схема приемного устройства показана на рис, 38, Оно состоит из приемника и дешифратора командных частот. На схеме дешифратора изображены два канальных электронных блока, выделяющих командные частоты. Остальные два по схеме тождественны показанным.
Приемник выполнен, как уже говорилось, по супергетеродинной схеме. Вход-вой контур JL1, С2) приемника настроен на несущую частоту передатчика, связь с антенной емкостная. Через конденсатор СЗ принятый высокочастотный сигнал поступает на вход резонансного усилителя, выполненного на транзисторе VT1, Такое решение увеличивает общую чувствительность приемника и его избирательность по зеркальному каналу. Транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером. Резистор R3 в цепи эмиттера создает отрицательную обратную связь и способствует устойчивой работе усилителя и его термостабилизации. Через резисторы R1 и R2 на базу транзистора VT1 подано начальное смещение и поступает управляющий сигнал АРУ.
Нагрузкой УВЧ является резонансный контур L2C5, также настроенный на несущую частоту. Принятый и усиленный сигнал через катушку связи поступает на базу транзистора VT2, на котором выполнен смеситель. Сигнал гетеродина поступает в цепь эмиттера смесителя через конденсатор С10.
Гетеродин собран на транзисторе VT3. Для обеспечения устойчивой работы гетеродина сигнал снят со средней точки дросселя L4. Частота - кварцевого резонатора ZQ1 приемника должна отличаться от частоты кварцевого резонатора в задающем генераторе передатчика ровно на 465 кГц. Это связано с тем, что нагрузкой смесителя служат пьезокерамические фильтры Zl, Z2 (ФПШ-0,15, ФШП-0,17 или ФП1П-0,26), работающие на фиксированной частоте. Следует, однако, заметить, что у большого числа фильтров их амплитудно-частотная характеристика имеет .два горба, причем высокочастотный горб выше и приходится на частоту 468 — 470 кГц. Поэтому оказывается допустимым использование кварцевых, резонаторов в передатчике и приемнике с разницей по частоте от 465 до 470 кГц.
Усилитель промежуточной частоты приемника выполнен на микросхеме DAI, которая представляет собой апериодический усилитель напряжения с детекторов и цепями АРУ. Ее включение соответствует типовому режиму, рекомендуемому справочной литературой. Отличием является лишь включение еще однбп? избирательного фильтра Z3 между ступенями усилителя микросхемы вместо обычно используемого конденсатора связи. Это способствует сужению полосы пропускания приемника и повышению его избирательности. Использование пьезо-фильтров в усилителе Промежуточной частоты значительно упрощает налаживание приемника, поскольку усилитель ПЧ в этом случае практически не требует настройки.
Сигнал промежуточной частоты поступает на вывод 1 микросхемы; с вывода 13 снимается напряжение АРУ. Сигнал низкой частоты с выхода микросхемы (с вывода 9) поступает на вход двухкаскадного усилителя низкой частоты, выполненного на транзисторах VT4, VT5 по схеме с общим эмиттером.
Для повышения устойчивости работы приемника напряжение питания при- -емника стабилизировано стабилизатором на транзисторах VT6 — VT8. Кроме того, введены цепи развязки R14, С15 и R9, С38.
Напряжение низкой частоты с коллектора транзистора VT5 через конденсатор С23 поступает на дешифратор. В цепи базы транзисторов VT9, VT10 включены параллельные LC-контуры, каждый из которых настроен на одну из частот шифратора передающего устройства. Если частота напряжения, поступающего на базы транзисторов, не совпадает с резонансной частотой контура, на-.пример L5, С26,- то его сопротивление мало, транзистор VT9 закрыт, VT11 открыт; транзисторы VT13, VT15, VT16 закрыты и напряжение питания не поступает на электродвигатель Ml исполнительного устройства. При совпадений одной из командных частот с резонансной частотой контура его сопротивление увеличивается, что приводит к открыванию закрытых транзисторов канала и закрыванию открытых, в результате чего электродвигатель включается и отклоняет, например, руль модели.
Если частота управляющего сигнала совпадает с резонансной частотой контура L6C31,- то электродвигатель вращается в обратную сторону. Диоды VD2, VD5 защищают исполнительный узел от одновременного открывания транзисторов VT15 и VT16, VT17 и VT18 моста, управляющего работой электродвигателя. На схеме показан также вариант включения вместо электродвигателя исполнительных реле К1 и К2.
В аппаратуре применяют в основном готовые радиодетали. Самостоятельно изготавливают печатные платы (из фольгированного стеклотекстолита) и катушки индуктивности. Транзисторы серии КТ315 можно заменить на любые маломощные n-р-n транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока (h 21Э) не менее 150 — 200. Транзистор КТ907А передатчика может быть заменен на КТ904А, КТ904Б, КТ606А, КТ606Б. Модулирующий транзистор VT3 лучше использовать германиевый, поскольку у германиевых напряжение насыщения меньг ше; подходят ГТ402Б, ГТ402Г, МП25, МП26.
В приемнике также возможна замена транзисторов серии К.Т315 на аналогичные. Что касается пар транзисторов. VT15 и VT16, VT17 и VT18 в узле управлений двигателем, то пары КТ814Б, КТ815Б и КТ816Б, КТ817Б здесь наиболее удачны, поскольку обладают небольшими габаритами и допускают ток коллектора в насыщении до 1 А (а транзисторы серий КТ816, КТ817 — до ЗА), Это позволяет управлять практически всеми доступными любителям малогабаритными электродвигателями. Часто рекомендуемая пара транзисторов МП38, МП42 очень чувствительна к перегрузкам и требует применения электродвигателей с малым током потребления (не более 150 мА).
Конденсаторы лучше всего применять керамические, например серии КМ (КМ-4 — КМ-6). Следует выбрать наиболее стабильными конденсаторы С18, С19 в шифраторе передатчика, С2, С5, С26, С31~в приемном устройстве.
Катушки L4 — L6 передатчика имеют следующие конструктивные характеристики: L4 — 15 витков провода ПЭЛ 0,8, намотка бескаркасная, длина катушки 10 мм, диаметр 7 мм; L5 — 20 витков провода ПЭЛ 0,8, намотка бескаркасная, длина катушки 12 мм, диаметр 7 мм; L6 — 18 витков провода ПЭЛ 0,1, намотка рядовая на гладком пластмассовом каркасе диаметром 5 мм, ферритовый высокочастотный подстроечник диаметром 4 мм.
Дроссели L1 — L3 наматывают проводом ПЭЛ 0,16 на резистор-ax МЛТ-0, 25 сопротивлением более 20 кОм, L1 содержит 33 витка, L2 и L3 — по 28 витков.
Катушки приемника имеют следующие конструктивные характеристики: L1 — 15 витков провода ПЭЛ 0,25 виток к витку на гладком пластмассовом каркасе диаметром 5 мм, высокочастотный ферритовый подстроечник диаметром 4 мм; L2 и L3 — 15 и 2 витка провода ПЭЛ 0,25 на таком же каркасе с таким же подстроечником; катушку L3 наматывают поверх L2, покрытой слоем конденсаторной или другой тонкой бумаги.
Таблица I
|
Параметр |
Значение |
|||
|
Частота настройки контура, Гц |
800 |
1100 |
1700 |
2350 |
|
Емкость конденсатора контура, мкФ |
0,1 |
0,068 |
0,047 |
0,033 |
|
Индуктивность катушки контура, мГн |
380 |
310 |
186 |
138 |
|
Число витков |
233 |
206 |
125 |
92 |
Точной настройки резонансного контура на заданную частоту добиваются подборкой конденсатора контура или числа витков катушки.
В табл. 1 представлен один из вариантов характеристик низкочастотных контуров (магнитная проницаемость феррита 1000, провод ПЭЛШО 0,07 — 0,08),
Перед включением передатчика и приемника следует тщательно проверить монтаж. В качестве источников питания лучше всего использовать батареи малогабаритных аккумуляторов емкостью 0,5 — 1 А-ч (например, Д-0.5Д ЦНК-0,45 или ЦНК-0,9). Аккумуляторы обладают по сравнению с гальваническими элементами значительно меньшим внутренним сопротивлением, что способствует более надежной работе устройства. Кроме того, уже в течение сезона эксплуатации аппаратуры (как правило, лета) расходы на приобретение аккумуляторов полностью окупаются.
Шифратор передатчика при правильном монтаже и исправных элементах требует только точной установки значений частоты, указанных в таблице, подборкой резисторов R13 — R17 и контроля частоты по осциллографу, а еще лучше по частотомеру. Использовать вместо постоянных резисторов подстроечные здесь не рекомендуется, так как они ненадежны в полевых условиях.
Задающий генератор при исправных деталях начинает работать сразу. Налаживание высокочастотной части обычно сводится к согласованию выходной ступени с антенной по максимуму тока через высокочастотный тепловой миллиамперметр, включенный в цепь антенны. Максимума тока добиваются подстроечни-ком катушки L6. Участвует в подстройке и конденсатор С12.
Значения сопротивления резисторов R13 — R17 (в пределах 8 — 33 кОм) определяют опытным путем, устанавливая мультивибратор (VT6 — VT7) на соответствующие частоты. При отпущенных кнопках SB1 — SB4 мультивибратор генерирует колебания с частотой 3000 Гц.
Налаживание приемника сводится к настройке в резонанс контуров L1C2 и L2C5, Подключив антенну — проводник длиной 1м — и вращая поочередно под-строечники катушек этих контуров, добиваются устойчивого изображения низкочастотного сигнала на экране осциллографа, подключенного к выходу микросхемы. На коллекторе транзистора VT5 наблюдают при этом сигнал той же частоты, но с амплитудой, почти равной напряжению питания.
Настройка дешифраторов состоит в настройке в резонанс контуров L5C26; -L6C31 и других. Рекомендуется это проделать предварительно, подавая сигнал соответствующей частоты со звукового генератора. После предварительной установки частоты контуров дешифратора приступают к окончательной настройке, подавая сигналы от передатчика.
Затем проверяют работу устройства в целом. Следует иметь в виду, что приемник и передатчик должны быть удалены один от другого. Окончательную проверку проводят в полевых условиях. Дальность связи между объектами на вемле должна быть не менее 600 — 800 м.
6. АППАРАТУРА ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Аппаратуру пропорционального управления моделями изготавливают многие зарубежные фирмы. В основном это импульсная многоканальная аппаратура, укомплектованная рулевыми машинками. Ее схемные решения вполне могут быть использованы для изготовления аппаратуры в любительских условиях,
Известный чешский инженер-конструктор В. Валента так и поступил. Он взял за основу аппаратуру системы «Телепроп», внес в нее необходимые изменения и изготовил свой, модернизированный -вариант. Описание этой аппаратуры познакомит читателя с тем, как на практике реализуют один из принципов построения импульсной многоканальной радиолинии пропорционального управления. Особенность этой системы в том, что при передаче на борт радиоуправляемой модели информации о положении ручек управления командодатчиков применяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с временным разделением каналов управления и синхропаузой (рис. 39). Модулирующий сигнал формируют тактовый 17=20 мс) и многофазный регулируемый мультивибраторы, дифференцирующие цепи, диодные суммирующие ячейки и выходной одновибрйтор.
Рис. 39. Эпюры, поясняющие структуру импульсной последовательности в командных каналах
Рис. 40. Схема четырехканального шифратора.
На рис. 40 показана принципиальная схема четырехканального шифратора. Мультивибратор на транзисторах VT2, VT3 запускает многофазный мультивибратор, транзисторы VT4 — VT7 которого открыты током базы через резистивные цепи.
Предположим, что в начальный момент времени транзистор VT3 закрыт. Конденсатор СЗ заряжается до некоторого напряжения, зависящего от положения движка переменного резистора R6. При переключении мультивибратора транзистор VT3 откроется и напряжение конденсатора СЗ закроет транзистор VT4. Транзистор VT4 будет закрыт до тех пор, пока конденсатор СЗ не разрядится через цепь R8, R9. Таким образом, время переключения транзистора VT4 зависит от положения движка переменного резистора R6, соединенного с управляющим рычагом командодатчика, и от положения движка подстроечного резистора R8, устанавливающего ширину импульса при нейтральном положении этого рычага.
К коллектору транзисторов VT3 — VT7 подключены дифференцирующие цепи С7, R7, С8, R12 и т. д., подключенные через диоды VD1 — VD5 к -Сборной линии. На ней формируется сигнал, состоящий из синхропаузы и продифференцированных коротких импульсов, возникающих в начале и конце канального интервала. Эпюры - коллекторного напряжения транзисторов шифратора показаны на рис. 41.
