Импульсы на сборной линии, мо­дулирующнй я модулированный сигналы

Для налаживания шифратора необходим осциллограф с калибровкой вре­менной развертки. К шифратору подключают батарею с напряжением 12 В. По осциллографу проверяют эпюры коллекторного напряжения (рис. 41).

Эпюра напряжения на выходе модулятора

Подстроечным резистором R2 устанавливают необходимую длительность пе­риода мультивибратора (20 мс). Длительность каждого канального импульса при нейтральном положении рычага командодатчика должна быть 1,5 мс. При переводе рычага командодатчика в крайние положения длительность канального импульса изменяется соответственно на. +0,5 или — 0,5 мс. Таким образом, пределы изменения длительности импульса 1 — 2 мс. Подстроечными резисторами R8, R13, R18, R23 устанавливают необходимую длительность импульса в каж­дом канале при нейтральном положении рычага. G рычагами в ком аи до датчике передающего устройства механически связаны движки переменных резисторов R6, Rll, R16 и R21.

Эпюры импульсных напряжений в электронном блоке рулевой машинки

При положительном разностном сигнале открывается транзистор VT4, че­рез него начинает разряжаться конденсатор С8, в результате чего на базе каж­дого ив транзисторов VT5 и VT6 (точка б) появится пилообразное напряжение. Это напряжение усиливается транзисторами VT6, VT8 симметричного усилителя постоянного тока и подается на базу транзистора VT10, работающего в ключе­вом режиме. В результате этого на обмотках электродвигателя появится им­пульсное напряжение, длительность импульсов которого тем больше, чем силь­нее рассогласование длительностей импульсов в точке а. Электродвигатель на­чинает вращаться и через редуктор вращает ось переменного резистора обрат­ной связи.

Это продолжается до тех пор, пока длительности импульсов ждущего муль­тивибратора и канального не сравняются и электродвигатель обесточится. Ры­чаг рулевой машинки займет новое положение, пропорциональное изменению длительности канального импульса, т. е. произойдет автоматическое отслежива­ние изменения положения рычага управления командодатчика.

Как только на эмиттер транзистора VII с выхода В1 усилителя-формирова­теля поступит первый отрицательный импульс сброса, статический триггер воз­вратится в исходное состояние. Канальные импульсы перестанут поступать на кгскад сравнения (точка а), дифференцирующая цепь С2, R8 сформирует корот­кий положительный импульс, совпадающий по времени с окончанием первого канального, и он поступает на электронный блок рулевой машинки следующего (второго) канала, в котором повторится весь процесс, протекавший в электрон­ном блоке рулевой машинки первого канала. При поступлении с выхода усили­теля-формирователя второго, третьего и четвертого импульсов сброса триггеры сдвигового регистра последовательно переходят в режим насыщения, а затем устанавливаются в исходное состояние. Если за время передачи одной серии ка­нальных импульсов произошло нарушение работы дешифратора (сбой), то пя­тым импульсом, который по времени совпадает с началом синхроимпульса, де­шифратор устанавливается в исходное состояние (обнуляется).
При приеме по­ следующих серий канальных импульсов цикл работы электронных блоков руле­вых машинок повторяется.

Для повышения устойчивости работы электронного блока рулевой машинки в него введена отрицательная обратная связь (цепь R22, С7, R1), предусмотрен фильтр в цепи питания триггера и ждущего мультивибратора (R10, C6). Само­возбуждению выходной ступени на высоких частотах препятствуют конденсато­ры С9 и СЮ.

Поясним, как подключают электронные блоки рулевых машинок к выходам 1 и 2 усилителя-формирователя. Выход 1 — общий для всех электронных блоков, к нему подключают входы 1. Выход 2 усилителя-формирователя соединяют со входом 2 первого электронного блока. Выход 3 первого электронного блока под­ключают ко входу 2 второго; выход 3 второго соединяют со входом 2 третьего и т. д. Для питания всех электронных блоков используют общую батарею с напряжением 4,8 В с отводом от средней точки. Батарея состоит из четырех герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов Д-0,5.

Приемник монтируют вместе с усилителем-формирователем и первым элек­тронным блоком рулевой машинки на одной печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Остальные три электронных блока монтируют на второй пла­те. Монтаж обычно получается очень плотным, Многие детали, особенно резисторы, монтируют перпендикулярно плоскости платы, изогнув Г-образно второй вывод.

Катушки LI — L4 приемника (см. схему рис. 60) наматывают на одинаковых каркасах диаметром 6 мм с подстроечниками из карбонильного железа или фер­рита (№ 2 М4ХН.5). Провод ПЭВ-1 0,41. В контурах усилителя ПЧ использу­ют после соответствующей переделки контуры ПЧ от приемника «Сокол», про» вод ПЭВ-1 0,16. Намоточные данные катушек приведены в табл. 2.

Эпюры напряжений

Схема блока управления частотой вращения вала электродвигателя изобра­жена на рис. 52. В этом блоке могут работать электродвигатели с потреблени­ем тока от 0,2 до 10 — 12 А. Блок надежен в работе, его особенность — отсут­ствие обратной связи.

С дешифратора на вход блока поступают канальные импульсы положитель­ной полярности. Импульсы после дифференцирования конденсатором СЗ фронтом запускают одновибратор на транзисторах VT1, VT2. На коллекторе транзи­стора VT2 (точка в) формируются импульсы отрицательной полярности, калиб­рованные по длительности. Эпюры напряжения в разных точках блока показаны на рис. 53. Они сняты для случая питания блока напряжением 6 В, а электро­двигателя — 12 В. Длительность канального импульса равна 1 мс и изменяется в процессе управления на ±0,2 мс.

Входной канальный импульс и импульс одновибратора в точке г складыва­ются. Если результирующий импульс положителен, то пройдя через конденсатор С5, он откроет транзистор VT4 интегрирующей ступени и изменит напряжение на базе транзистора VT6. На транзисторах VT6 и VT7 собран мультивибратор. Изменение режима транзистора VT6 вызывает изменение частоты и длительнос­ти генерируемых импульсов. Если же результирующий импульс в точке г отри­цателен, то он инвертируется каскадом на транзисторе VT3 и также открывает транзистор VT4. .

Импульсы прямоугольной формы с мультивибратора поступают на усилитель мощности на транзисторах VT8, VT9. В коллекторную цепь транзистора VT9 включен ходовой электродвигатель, частота вращения вала которого зависит от частоты и скважности импульсов. Выходной транзистор усилителя мощности работает в ключевом режиме, потери на нем незначительны. При равенстве ос амплитуде канального импульса и импульса одновибратора двигатель остано­вится. Как показывает эпюра напряжения в точке и, двигатель полностью не обесточивается, но мощность на нем не превышает долей ватта.

Если же суммарный импульс в точке г станет отрицательным, изменится направление вращения вала электродвигателя (произойдет реверсирование). Переключают ходовой электродвигатель контакты реле К2, которое срабатывает после срабатывания промежуточного реле К1, являющегося нагрузкой транзистора VT10. Интегрирующий конденсатор С7 поддерживает постоянство напряжения на базь транзистора VT10 при появлении положительных «мпульсов на базе транзистора VT5. Конденсатор С9 сглаживает напряжение на транзисторе VT10 « препятствует дребезжанию контактов реле KL

Эпюры напряжений в дешифраторе

Схема дешифратора приемника представлена на рис. 47. Диод VD1 предназ­начен для того, чтобы не пропустить сигнал помехи с амплитудой меньше пря­мого падения напряжения на нем, т. е. около 0,6 В. Амплитуда полезных сигна­лов, поступающих с выхода приемника, равна приблизительно 1,1 В.

Полезный сигнал поступает на базу транзистора VT1, работающего инверто­ром. Транзисторы VT2 и VT3 — усилители-формирователи импульсов. Транзистор VT4 в отсутствие сигнала закрыт, и конденсатор С6 заряжен до полного напря­жения питания. Первый же импульс откроет транзистор VT4 и разрядит этот конденсатор. На транзисторах VT5 и VT6 собран триггер Шмитта, который пе­риодически открывает транзистор VT7, а он в Ъвою очередь в эти моменты про­пускает тактовые импульсы напряжения на сборную линию. Транзисторы VT8, VT10, VT12, VT14 входят в состав триггеров сдвигового регистра. Через диод VD2 запускается первый триггер регистра.

Эпюры коллекторного напряжения на транзисторах дешифратора и форма канальных импульсов на эмиттерах транзисторов VT9, VT11-, VT13, VT15 пока­заны на рис. 48. Сдвиговый регистр на транзисторах различной структуры очень прост и вполне конкурентоспособен по сравнению с регистром на транзисторах, применяемых рядом зарубежных фирм. В дешифраторе следует использовать транзисторы с коэффициентом h21э >50.

Эпюры напряжений в одновибраторе

Резистор R12 и конденсатор С1 образуют фильтр в цепи питания однови­братора, необходимый для развязывания цепей питания одновибраторов, так «как при работе рулевых машинок перепады тока, а значит, и колебания напря­жения питания — значительны. Это приводит к изменению параметров импуль­сов одновибратора и нарушает пропорциональность отклонения рычага пере­датчика и рулевой машинки.

Рис. 51. Эпюры напряжений в точке А

К преимуществам описанного электронного блока по сравнению с аналого­выми следует отнести то, что оконечный усилитель работает в ключевом. режи­ме: открыт или закрыт. Время, в течение которого усилитель находится в закры­том или открытом состоянии, зависит от амплитуды проинтегрированного пило­образного напряжения. Как только разница в длительностях импульсов канала и одновибратора начнет приближаться к нулю, амплитуда пилообразного напря­жения станет минимальной. При этом на электродвигатель поступают импуль­сы малой длительности, и он, замедляясь, доводит руль до нужного положения.

Рассмотренный принцип широко применяют при создании аппаратуры про­порционального управления. Схемные решения отличаются большим разнооб­разием, например, способом запуска одновибратора, включением переменного ре­зистора в механической обратной связи, изменением полярности или усилением входного канального импульса, заменой усилителя на транзисторах VT5, VT6 триггером Шмитта и т. д.

Электронный блок рулевой машинки монтируют на отдельной плате. На ней размещают все элементы, кроме переменного резистора R2 и электродвигателя Ml. Рассмотрим процесс налаживания электронного блока рулевых машинок. Подборкой резисторов R1 и R3 устанавливают максимальный поворот рычага рулевой машинки. При этом удобно пользоваться управляющими сигналами пе­редатчика. Вход электронного блока подключают к дешифратору. Гибкими про­водниками подключают к плате выводы от переменного резистора R2 и электро­двигателя. Включают питание, но средний вывод батарей пока оставляют сво-6.ОДНЫМ.
Рычаг рулевой машинки устанавливают в нейтральное положение. Вре­ менно вместо резистора R4 подключают переменный резистор сопротивлением 47 кОм. На экране осциллографа наблюдают эпюры напряжения в отдельных течках. Они должны соответствовать рис. 50. Затем подключают осциллограф ж точке А и наблюдают форму напряжения, изображенную на рис. 51,а — г. С дешифратора должны поступать импульсы, соответствующие нейтральному по­ложению рычага командодатчика. Длительность этих импульсов — 1,5 мс.

Переменным резистором, включенным вместо R4, устанавливают такое на-яряжение смещения на базе транзистора VT1, чтобы в точке А форма сигнала соответствовала рис. 51,5 или е. Подбирая резисторы R13 или R14, нужно до-биться того, чтобы выброс напряжения наблюдался только в начале и конце ка­нального импульса (рис. 51,яс). Измерив сопротивление переменного резистора, соответствующее этому случаю, впаивают на плату постоянный резистор R4 с. . таким же сопротивлением. Теперь подключают средний, вывод батареи. Двига­тель рулевой машинки должен при этом остаться в нейтральном положении, а яри изменении команды, т. е. при перемещении рычага командоотдатчика передающего устройства, он должен равномерно вращаться. Транзисторы структуры р-n-р в усилителе постоянного тока следует применять с коэффициентом переда-чи тока базы Л21Э>80.

7. ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ МОДЕЛИ С ХОДОВЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Большинство авто-и судомоделей приводится в движение электродвига­телями. Развитие модельной техники пропорционального управления позволило-решить задачу реверса ходового электродвигателя и плавное регулирование ча­стоты вращения его вала в обоих направлениях. Плавное регулирование скоро­сти движения дает возможность проводить модель безошибочно по сложным трассам.

Рис. 52. Схема пропорционального управления частотой вращения вала ходового электродвигателя

Рассмотрим один из вариантов пропорционального управления частотой вра­щения ходового электродвигателя.Электронный блок этого своеобразного ме­ханизма преобразует длительность канальных импульсов в частоту вращения ва­ла ходового электродвигателя и обеспечивает его реверсирование. Для управле­ния таким блоком подходят импульсные системы пропорционального многоканаль­ного радиоуправления, у которых длительность канальных импульсов находится в пределах от 1±0,5 до 2 ±0,5 мс. Амплитуда канальных импульсов должна быть 4 — 9 В.

Эпюры напряжения на коллек­торах транзисторов шифратора

Модулирующий транзистор пере­датчика работает как ключ, который в ритме модуляции подключает напряжение питания к выходной ступени. Так как узкие импульсы на сборной линии (рис. 42) из-за разброса номиналов элементов дифференцирующих цепей имеют разную длительность, то модулятор формиру­ет модулирующий сигнал в виде импульсов с определенными параметрами. Для этой цели предназначен одновибратор на транзисторах VT8, VT9 (рис. 40), по­стоянную времени которого выбирают соответственно длительности импульса. Транзистор VT9 одновременно служит модулятором.

Эпюры сигналов аппаратуры с Румпроп-

Бортовая аппаратура принимает, усиливает и выделяет серии канальных им­пульсов, поступающих на формирователь, который, в свою очередь, разделяет импульсные посылки на сигналы запуска и сброса, необходимые для работы электронного блока рулевой машинки. В электронном блоке происходит выде­ление своего канального импульса, который сравнивается с образцовым импуль­сом ждущего мультивибратора. При наличии разностного сигнала между ними вал исполнительного механизма поворачивается на угол, пропорциональный дли­тельности разностного сигнала. Для установки в исходное (нулевое) состояние-счетчика каналов используется синхронизирующий импульс. Перейдем к рассмот­рению схем и конструктивных особенностей аппаратуры.

Схема передающего устройства изображена на рис. 56. На этой схеме при­ведены схемы шифратора и передатчика.

На транзисторах 2VT3, 2VT4 выполнен управляемый мультивибратор, кото­рый генерирует импульсы запуска четырехканального шифратора. На транзи­сторах 2VT5 — 2VT8 выполнен многофазный мультивибратор, транзисторы кото­рого в исходном положении открыты. Такой режим их работы устанавливают выбором напряжения смещения. Прямоугольный импульс положительной поляр­ности снимается с части коллекторной нагрузки транзистора 2VT4 и своим спа­дом меняет полярность напряжения на обкладках конденсатора 2С7, в резуль­тате чего транзистор 2VT5 закрывается. Время нахождения транзистора 2VT5-в закрытом состоянии определяется емкостью конденсатора 2С7 и положением движка переменного резистора 2R1.1. По окончании перезарядки конденсатора-2С7 транзистор 2VT5 открывается и на его коллекторной нагрузке формиру­ется прямоугольный импульс, поступающий на три цепи: на вход следующего» звена мультивибратора, которое работает аналогично предыдущему, через диод 2VD3 на сборную линию для управления формирователем синхроимпульса и яа дифференцирующую цепь 2С10, 2R15, с которой импульсы отрицательной по­лярности поступают на формирователь разделительных импульсов на транзисто­ре 2VT9.

В исходном состоянии транзистор 2VT9 открыт. Отрицательные импульсы на короткое время закрывают транзистор 2VT9, и на его коллекторной нагрузке выделяются разделительные импульсы, длительность которых можно менять под­боркой резистора 2R32. Положительные импульсы, сформированные звеньями многофазного мультивибратора, через диоды 2VD3, 2VD5, 2VD7, 2VD9 посту­пают на сборную линию и закрывают диод 2VD2. Транзистор 2VT2, на котором собран формирователь синхроимпульса, открывается и устанавливает мультивиб­ратор в устойчивое состояние, при котором транзистор 2VT3 закрыт4 а транзи­стор 2VT4 открыт. В таком состоянии мультивибратор находится до срабатыва-ния четвертого звена многофазного мультивибратора. После этого диод 2VD2 открывается и закрывает транзистор 2VT2. Мультивибратор снова формирует положительный импульс, который спадом запускает шифратор. Этот импульс через цепь 2R10, 2VD12 поступает на базу транзистора 2VT10. Сюда же с кол­лектора транзистора 2VT9 через диод 2VD11 приходят со звеньев мультивибра­тора импульсы, продифференцированные цепями 2С10, 2R15; 2С12, 2R21; 2С14, 2R26; 2С15, 2R31. Таким образом, на коллекторе транзистора VT10 формиру­ется сигнал, форма которого изображена на рис. 57.

Сигнал, сформированный цепью 2R37, 2С16, передается на вход модулятора передатчика, выполненного на транзисторе 1VT3.

В задающем генераторе передатчика применена кварцевая стабилизация ча­стоты. Кварцевый резонатор работает на третьей механической гармонике. На­пряжение высокой частоты через катушку связи 1L2 поступает на вход усили­теля мощности, выполненного на транзисторе 1VT2. Усилителем мощности управ­ляет модулятор на транзисторе 1VT3, который работает в ключевом режиме.

В коллекторную цепь транзистора 1VT2 включено согласующее устройство — П-образный фильтр 1С9, 1L6, 1011, предназначенный для обеспечения оптималь­ной связи усилителя мощности с антенной, а также для фильтрации гармоник несущей частоты. Катушка 1L7 служит для компенсации емкостной составляю­щей штыревой антенны.

Конструкция рулевого устройства модели радиоуправляемого судна

Многие конструктивные решения, реализуемые в автомоделях, можно успешно -применять и на ра­диоуправляемых судомоделях. В судомодельном спорте есть несколько классов радиоуправляемых моделей: скоростные, выполня­ющие фигурные курсы; модели, поражающие носовой иглой плавающие шары-модели, ведущие морской бой; парусные яхты.

Управление скоростной судомоделью с двигателем внутреннего сгорания ана­логично управлению гоночной автомоделью. Если на судомодели ставят два,ру­ля, то их оси связывают между собой рулевой трапецией. На моделях разреше­но устанавливать активные рули, различные насадки и подруливающие устрой­ства.

Примером модельного варианта активного руля может служить винтовой руль (рис. 20) конструкции судомоделиста И. Ефремова из г. Алма-Аты. С по­мощью этого руля модель судна способна разворачиваться на месте (без хода) на 360°. Как при переднем, так и при заднем ходе маневренность судна одина­кова. Рассмотрим устройство винтового руля. Неподвижное перо 12 руля при помощи лапок 2 и винтов 3 прикреплено к корпусу 1 судна. В пере укреплено кольцо 14, r которое встроен трехлопастный гребной винт 13. На двух крышках кольца смонтированы подшипники 4 вала 5. Со стороны правой крышки уста­новлен кронштейн 6, служащий опорой конической пары шестерен 7, 8. Они винтами фиксированы на валах 5 и 10. На валах для этого предусмотрены лы-ски. Гребной вал 10 рулевого устройства заведен внутрь корпуса судна при по­мощи дейдвудной трубы 9 и кронштейна 11, прикрепляемого к корпусу.

Гребной вал руля рекомендуется приводить в движение электродвигателем мощностью 15 — 30 Вт. Диаметр рулевого винта и угол установки лопастей под­бирают опытным путем. Для модели грузопассажирского судна водоизмещени­ем 12 кг винт должен иметь диаметр 30 мм, четыре его лопасти следует уста­новить под углом 45° к оси. Такой винт необходим для моделей, соревнующих­ся в прохождении фигурного курса. На скоростных и других моделях лучше работают рули с поворачивающимся пером и имеющие систему самоцентрирования при прекращении подачи рулевой команды.

Часто радиоуправляемые модели различных судов конструируют для демон­страционных и экспериментальных целей. В этих случаях на модели устанавли­вают всевозможные управляемые механизмы. Для их включения и выключения может быть применен селекторный блок, схема которого изображена на рис. 3.

Дадим также несколько советов, которые будут полезны при конструиро­вании и изготовлении модели самолета. Авиамоделистам на начальном этапе освоения радиоуправления моделями самолетов следует ориентироваться на се­рийную аппаратуру «Супранар-83» и двигатель «Радуга» с объемом цилиндра 7 или 10 см8. Тем не менее и другие двигатели вполне пригодны для установки на модель самолета. На моделях-копиях самолетов Я-3, Я-6, «Тренер-226», АНТ-25, имеющих заостренный фюзеляж, можно ставить двигатель «Радуга» с объемом цилиндра 7 см3. Двигатель «Радуга» с объемом цилиндра 10 см3 может поднять в воздух модели массой до 5 кг.

При применении калильного двигателя необходимо герметизировать элек­тронную аппаратуру, находящуюся на борту, а модель покрыть тонким слоем эпоксидной смолы ЭД-6. Это обусловлено тем, что выхлопные газы, содержа­щие несгоревший метанол, растворяют краску и изоляцию радиоаппаратуры и эмалитовое покрытие обшивки модели.

Масса радиооборудования модели-копии самолета не должна превышать 40 — 45% ее общей массы. Нагрузка на несущую поверхность модели во время ее полета при скорости ветра 5 — 7 м/с должна быть не более 40 — 45 г/дм2. Цен­тровку модели рассчитывают так, чтобы центр ее тяжести после размещения все­го оборудования совпадал с центром давления крыла. При проектировании и изготовлении каркаса фюзеляжа нужно тщательно продумать узлы крепления шасси, приемника, рулевых машинок, источников питания, бака для горюче­го и т. д.



Рис. 21. Вариант размещения аппаратуры на радиоуправляемой авиамодели:

1 — источник электропитания; 2 — приемник; 3 — рулевые машинки управления (Д — часто­той вращения вала двигателя, РВ — рулем высоты, РП — рулем поворота); 4 — тяги; 5 — рулевая качалка; 6 — рычаг руля поворота; 7 — руль высоты; 8 — рулевая машинка управ-ления элеронами; 9 — элероны; 10 — соединительный кабель; 11 — тяга скользящего выклю­чателя; 12 — поворотные рычаги; 13 — стойка переднего колеса; 14 — трос Боудена



Наиболее проста конструкция моделей самолетов Я-3, Я-6, ЯК-12. Они хо­роши тем, что имеют высоко расположенное крыло, что обеспечивает повышен­ную устойчивость модели в полете. Фюзеляж у этих самолетов имеет большие плоские поверхности. Отсутствие сложных закруглений и переходов упрощает копирование. Модели-копии самолетов АНТ-25, ЯК-18, «Тренер-226» и другие, у которых низко расположено крыло, строят обычно моделисты с большим опытом.

Частотой вращения вала двигателя в полете управляют одновременным пе­рекрытием отверстий впускного и выпускного патрубков дроссельными заслон­ками. Дроссельные заслонки могут быть секторными, пластинчатыми, золотнико­выми. Серийные микродвигатели не оборудованы заслонками, их устанавливают сами моделисты. -

На рис. 21 показан вариант размещения аппаратуры радиоуправления на модели самолета. Рисунок носит схематический характер и дает лишь общее представление о характере конструкции. Изготовленная впервые радиоуправля­емая модель самолета должна быть тренировочной, ее строят более прочной и устойчивой в полете, способной выдерживать грубые посадки и ошибки в тех­нике пилотирования. Такие тренировочные авиамодели, сочетающие скорость в пилотажные возможности многокомандной модели с простотой пилотирования и устойчивостью в полете, конструируют многие ведущие мастера авиамодельнего спорта. Вот технические данные тренировочной модели, сконструированной И. Никифоровым (Московский областной технический клуб спортивного иоде-лизма): размах крыла 1880 мм; длина модели 1350 мм; площадь несущих по-верхностей 69 дм2; площадь крыла 55,1 дм2; полетная масса 2950 г; масса фю­зеляжа без двигателя 1150 г; центровка в процентах САХ — 30%; угол У крыла 6°; отношение диаметра к шагу винта модели 260/140; объем цилиндра двигате­ля 5 см3; число команд управления 8.

Для повышения надежности работы радиоаппаратуры приемник и источник питания перед установкой в модель обертывают поролоном или губчатой рези­ной. Все механические тяги, узлы и детали крепления нужно изготавливать о высокой точностью, без люфтов.



Успешному пилотированию модели должны предшествовать регулярные тре­нировки моделиста по установленной программе. Необходимо выработать сно­ровку в управлении моделью при освоении отдельных элементов полета я толь-ко потом, выявив полетные возможности модели, переходить к отработке фигур высшего пилотажа..

3. КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР — ВАЖНЕЙШЕЕ ЗВЕНО АППАРАТУРЫ РАДИОУПРАВЛЕНИЯ

Автоматическое вхождение в связь — условие, которому должна удовлет­ворять современная аппаратура для радиоуправления моделями. Бесподстровч-ная радиосвязь обеспечивается кварцевой стабилизацией частоты автогенераторов, находящихся в задающем генераторе передатчика и в гетеродине приемника.

Радиолюбители зачастую используют случайные кварцевые резонаторы (квар­цы), предназначенные для разнообразной аппаратуры и без технического паспор­та с указанием параметров резонаторов. В связи с этим произвести полный рас­чет автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты не всегда возможно, но радиолюбители методом проб в процессе настройки аппаратуры добиваются же­лаемых результатов. Зная принцип действия применяемого варианта автогене­ратора, можно значительно проще и точнее установить задающий генератор или гетеродин на требуемую частоту.

Поговорим вначале об обычном -автогенераторе, а затем о наиболее прием­лемых вариантах автогенераторов с кварцевыми резонаторами. Начнем с отве­та на вопрос: что же такое автогенератор?

Автогенератор — это преобразователь энергии источника питания в энергию высокочастотных колебаний, работающий без постоянного внешнего воздейст­вия. Толчком для возбуждения автогенератора служат кратковременные переход­ные процессы при включении истрлника питания и флуктуации тока в цепи транзистора. Если удовлетворяются условия самовозбуждения, возникшие в контуре автогенератора, слабые колебания усиливаются,, а это значит, что в контур автогенератора в каждом последующем периоде колебаний поступает больше энергии, чем в нем теряется.


Амплитуда от цикла к циклу нарастает, но не беспредельно, поскольку автогенератор — система нелинейная. Через не­ сколько циклов нарастание амплитуды колебаний замедляется и в некоторый момент колебания становятся стационарными, т. е. достигается баланс амплитуд.

Условия баланса амплитуд S1Ry=l, где S1 — крутизна коллекторного тока по первой гармонике, которая для недонапряженного режима генератора опре­деляется по формуле:

S1-SY1(Ф),

где, в свою очередь, Y1 (Ф) — коэффициент разложения косинусоидальнего импуль­са тока по первой гармонике (его значение находят по таблице); Rу — управля­ющее сопротивление автогенератора, выражаемое через эквивалентное сопротив­ление контура R и коэффициент обратной связи К соотношением Rу=KRн. В теории генераторов введено понятие фактора регенерации

G=SRУ.

Коэффициент 7i(9) выражается через фактор регенерации формулой: Y1(Ф) = l/G.



Рис. 22. Автогенератор по схеме емкостной «трехточки»:

a — эквивалентная схема; б — вариант построения схемы с внешним источником питания цепи базы

При расчетах автогенераторов обычно задаются величинами С и K. Условие самовозбуждения: SnRy=l, где Sn — крутизна статической характеристики кол­лекторного тока в точке покоя. Любой автогенератор с транзистором можно рас­сматривать как усилитель с положительной обратной связью, у которого произ­ведение коэффициента усиления мощности на коэффициент обратной связи име­ет модуль, равный единице, а фазовый угол для требуемой частоты должен быть равен нулю.

Существует ряд типовых схем автогенераторов. Из них наиболее распрост­ранены три: емкостная «трехточка» (рис. 22), индуктивная «трехточка», с транс­форматорной обратной связью. Условие баланса фаз в автогенераторе по обоб­щенной трехточечной схеме выражается формулой Х9ъ+Хак= — Хбк, где ХЭб, Хзк, Хбк — реактивное сопротивление между соответствующими выводами транзистора. По некоторым соображениям, о чем будет сказано ниже, предпочтение отдают емкостной «трехточке».


В теории автогенераторов для емкостной «трех­точки» существуют формулы:



где fK — частота генерации. Из этих формул видно, что емкость конденсаторов С1 и С2 уменьшается с увеличением коэффициента G. При-этом становится за­метнее влияние входных и выходных цепей транзистора (Cm, gin, Caai) на не­стабильность частоты автогенератора. Следует иметь в виду, что в емкости С1 и С2 входят, кроме самих конденсаторов, емкость монтажа, емкость выхода и входа транзистора, вносимые емкости подключаемых каскадов. Обычно рекомен­дуют выбирать G=2 — 4. Составляющие нестабильности из-за изменения пара­метров входной и выходной цепей транзистора зависят также и от коэффициен­та обратной связи К. Существует оптимальное значение K=Kowr, при котором будет обеспечена максимальная стабильность частоты. Коэффициент обратной связи К можно подбирать экспериментально. С увеличением добротности Q контура автогенератора влияние упомянутых составляющих нестабильности умень­шается. Как уже было сказано, стабильность частоты генератора зависит от доб­ротности контура и постоянства его параметров. Фазовый сдвиг в цепи обрат­ной связи генератора изменяется с изменением внутреннего сопротивления и входной емкости транзистора, например, в связи с изменением температуры или питающего напряжения.



Риc. 23. Эквивалентная схема кварцевого резонатора (а) и зависимости активного, реак­тивного и модуля комплексного сопротивлений кварцевого резонатора от частоты (б)

В высокостабйльных автогенераторах в качестве контуров или их элементов применяют электромеханические резонаторы, обладающие высокой добротностью и достаточной для практики температурной стабильностью. Наибольшее приме­нение находят кварцевые резонаторы. -Переменное напряжение, приложенное к Граням кварцевого резонатора, вызывает его колебания. Резонансная частота механических колебаний определяется размерами пластины. Резонатор рассеива­ет очень малую часть энергии, поэтому кварцевые резонаторы имеют эквивалент­ную добротность Q от 10000 до 1 000000.



Эквивалентная схема кварцевого резонатора изображена на рис. 23. У это­го контура, если пренебречь сопротивлением потерь Rкв, будут две резонансные частоты — последовательного резонанса ft и параллельного резонанса fр, опре­деляемые по формулам



где LKB, Скв, Со — элементы эквивалентного контура.

Кривая зависимости реактивного сопротивления кварца от частоты без уче­та потерь показана на рис. 23,6 штриховой линией. В первом случае (ff) реак­тивное сопротивление X равно нулю, во втором (fp) — бесконечности. С учетом потерь контур обладает комплексным сопротивлением Z=R+jX. На том же рис. 23 показаны зависимости реактивного и активного сопротивления и модуля комплексного сопротивления |Z| =\/R2+X2: от частоты. Разность частот tр — f8 = Дf называют шириной резонансного интервала.



Рис. 24. Варианты схемы кварце­вого генератора параллельного ре­зонанса, с возбуждением кварца на основной частоте:

а — емкостная «трехточка»; б, в — индуктивная «трехточка»

Известно, что эквивалентная индуктивность на n-й механической гармонике хварца практически не меняется по сравнению с индуктивностью на основной частоте, эквивалентная емкость меньше в п2 раз, а резонансный интервал — в n раз. Следует отметить, что добротность резонатора наиболее высокая на той гармонике, которая указана в его паспорте как рабочая, и соответственно на частоте, указанной на его корпусе.

Еще одно общее положение. Как и многим другим элементам, кварцу ха­рактерна допустимая мощность рассеивания, превышение которой может выве­сти его из строя. Обычно на кварце рассеивается менее 10% мощности, подво­димой к генератору, что для разных типов резонаторов соответствует 2 — 4 мВт.

Теперь непосредственно о кварцевых генераторах. Их подразделяют на гене­раторы параллельного резонанса (осцилляторные) и последовательного (филь­тровые). Кварцы в них могут работать как на основной частоте, так и на нечет­ных механических гармониках. В осцилляторных генераторах кварц возбужда­ется на частоте внутри резонансного интервала, но вблизи параллельного резо­нанса его реактивное сопротивление имеет индуктивный характер.


В генераторе последовательного резонанса возбуждение происходит на частоте вблизи последовательного резонанса, реактивное сопротивление кварца при этом равно нулю, а его активное сопротивление очень мало.

На рис. 24 показаны варианты схемы генераторов параллельного резонанса, в которых кварц работает на основной частоте. В-радиолюбительских конструк­циях наиболее распространены генераторы по схеме емкостной «трехточки», ког­да кварц включен между коллектором и базой транзистора (рис. 24,о). Они про­сты по конструкции и настройке и обеспечивают хорошую стабильность часто­ты. На рис. 25 изображена практическая схема осцилляторного кварцевого ге­нератора с емкостной «трехточкой» на частоте 14,1 МГц и показана его связь с удвоителем частоты.

На рис. 26 показана схема возбуждения кварца на механических гармони­ках. Для этого один из конденсаторов емкостной «трехточки» заменен парал­лельным контуром, который настраивают в резонанс на частоту ниже частоты генерации. В результате контур будет иметь емкостную проводимость на часто­те нужной горминики, а на низших гармониках и на основной частоте — индук­тивную проводимость, что исключает возможность генерации на низших гармо­никах и основной частоте. Сказанное поясняет рис. 27, где представлены диа­граммы реактивного сопротивления песледовательного и параллельного конту­ров. На рис. 27 приняты обозначения: wL — сопротивление индуктивной части последовательного контура; 1/wС — сопротивление индуктивной части последова­тельного контура; Z — общее сопротивление последовательного контура; 1/wL — проводимость индуктивной ветви параллельного контура; о»С — проводимость емкостной, ветви параллельного контура; У — суммарная проводимость парал­лельного контура.

Монтажная плата передатчика

Гетеродин работает на частоте, которая ниже частоты принимаемого сигна­ла на 465 кГц. Диод VD3 служит детектором сигнала, a VD2 — детектором сигнала АРУ. Напряжение сигнала для АРУ снимается с первичной обмотки трансфор­матора промежуточной частоты [Трансформаторами промежуточной частоты В. Валента называет фильтры промежуточной частоты, представляющие собо.й одиночные контуры с катушкой связи.] и выпрямляется кремниевым диодом, который одновременно определяет рабочую точку смесителя и транзисторов усилителя промежуточной частоты. Четкая работа системы АРУ важна, главным обра­зом, при небольших расстояниях приемника от передатчика.

Монтажная плата первого варианта приемника

Основное достоинство этого приемника — простота налаживания, так как усилитель ПЧ на пьезофильтрах не требует настройки.

Импульсный сигнал, выделенный детектором, поступает на вход усилителя-формирователя. Смещение на базе транзистора 2VT1 выбрано таким, чтобы устройство реагировало только на те импульсы, амплитуда которых превышает 350 мВ. Это сделано для повышения помехоустойчивости системы, так как уро­вень шумов на входе формирователя меньше этого порогового значения. Дрос­сель 2L1 служит фильтром ВЧ. Чтобы не нагружать выходной каскад приемни­ка и обеспечить большее усиление первого каскада формирователя, напряжение смещения и входной сигнал подаются че­рез относительно высокоомные резисторы 2R2 и 2R3.

Сигнал с выхода трехступенного уси­лителя на транзисторах 2VT1 — 2VT3 по­ступает на вход триггера Шмитта, вы­полненного на транзисторах 2VT4, 2VT5. В исходном состоянии, когда на его входе нет полезного сигнала, транзистор 2VT4 открыт, a 2VT5 закрыт; конден­сатор 2С2 заряжен до напряжения пита­ния. Если на вход триггера поступают ко­роткие разделительные импульсы (0,2 — 0,3 мс), то конденсатор 2С2 не успевает разрядиться до напряжения, при кото­ром транзистор 2VT7 закроется. При поступлении на вход триггера импульса, соответствующего по длительности синхроимпульсу (1 — 1,2 мс), конденсатор 2С2 успевает разрядиться до напряжения закрывания транзистора 2VT7 и на кол­лекторе транзистора 2VT8 формируется импульс, из которого после дифферен­цирования цепью 2С5, 2R26 выделяется положительный запускающий импульс (выход 2).

Монтажная плата приемника и одной ячейки дешифратора

После настройки усилителя НЧ и дешифратора к базе транзистора VT3 при­щаивают отключенный ранее конденсатор СП. К антенному вводу подключают штыревую антенну длиной 30 см. К плюсовой обкладке конденсатора С15 и об­щему проводу подключают высокоомные (более 1 кОм) головные телефоны, а К эмиттеру транзистора VT5 — осциллограф. В двух метрах от приемника уста­навливают передатчик, у которого вместо антенны подключен ее эквивалент (ре­зистор сопротивлением 100 — 150 Ом) и проводник длиной 10 см.

При включении питания приемника (передатчик выключен) в телефонах бу­дет прослушиваться шум, а на экране осциллографа будут наблюдаться хаоти­ческие шумовые выбросы. Подборкой резистора R3 и конденсатора С7 (в пре­делах 12 — 27 пФ) необходимо добиться максимального и устойчивого шума при­емника при любом положении подстроечника катушки L1.

Включают передатчик, излучение которого модулировано тоном одной из команд, и настраивают приемник на частоту передатчика. Емкость конденсато­ра С6 должна быть такой, чтобы приемник можно было настроить на нужную частоту при среднем положении подстроечника катушки L1. Затем проверяют прохождение команд по всем каналам, а также помехоустойчивость приемника как при наличии сигнала с передатчика, так и при отсутствии. Для этого на рас­стоянии 15 см от антенны приемника устанавливают и включают маломЪщный электродвигатель, у которого сильное искрение между коллектором и щетками. Если замечены кратковременные срабатывания отдельных реле дешифратора, необходимо заменить конденсатор С17 на другой, с несколько меньшей емко­стью, и немного уменьшить усиление выходной ступени усилителя НЧ, включив в цепь эмиттера транзистора VT4 резистор сопротивлением 5 — 10 Ом.

Затем приемник устанавливают на модель и проверяют точность настройки ва рабочую.частоту передатчика, удалив его на 100 — 200 м. При проверке при­меняют высокоомные головные телефоны и небольшую индикаторную лампу, ко­торую подключают к каждому из семи каналов.
Если - настройка приемника на частоту передатчика неточна, необходимо отверткой через отверстие в корпу­се повернуть подстроечник катушки L1.

Когда аппаратура установлена на модели, то сначала включают питание при­емника, а затем — системы автоматики, так как в момент подачи питания на приемник обычно происходит кратковременное срабатывание некоторых реле я изменяется состояние исполнительных механизмов. Для питания аппаратуры не рекомендуется использовать общую бортовую батарею, поскольку по цепям пи­тания рулевых машинок и реле могут распространяться помехи, способные вызвать ложные срабатывания дешифратора.

Перелазать команды следует поочередно. Одновременная подача двух команд в этой системе не предусмотрена. В описанной аппаратуре радиоуправ­ления число каналов может быть доведено до десяти. В этом случае нужно со­ответственно увеличить число резисторов, подключаемых кнопками в шифрато­ре передатчика, и число ячеек (селективных реле) в дешифраторе приемника. Для новых каналов используют поднесущие частоты 4370, 5310, 6500 Гц.

Монтажная плата высокочастотной части семикомандного передатчика

Самостоятельно изготовляют согласующую катушку и все контурные ка-ТУШКИ Катушку L1 наматывают виток к витку проводом ПЭВ-2 0,35 на карка­се диаметром 7 мм. Число витков-18. Внутри каркаса помещен подстроечник из карбонильного железа. Катушка L2 содержит два витка провода ПЭЛШО 025. Ее наматывают поверх катушки L1.

Катушки L3 и L6 наматывают посеребренным проводом диаметром 0,5-0,8 мм на каркасах диаметром 9 мм. Зазор между витками-0,5 мм. Катушки со­держат по десять витков с отводом от середины. Катушку L4 (два витка про­вода ПЭЛШО 0,25) наматывают поверх катушки L3 между ее витками. Индук­тивность катушек L3 и L6 без подстроечника - 0,35 мкГн. Полностью ввинчен­ный подстроечник из карбонильного железа увеличивает индуктивность пример­но в 2 раза, а из латуни - уменьшает в 1,5 раза. При отсутствии посеребренно­го провода катушки L3 и L6 могут быть намотаны проводом ПЭВ-2 0,65-0,8. Катушку L7 «аматывают проводом ПЭВ-2 0,65 на гладком каркасе диаметром 9 мм. Намотка рядовая на длине 15 мм. Каркасы всех катушек выполнены из высокочастотного изоляционного материала.

Передатчик монтируют на плате из фольгированного стеклотекстолита. Вы­воды деталей припаивают к запрессованным в плату прополочным шпилькам, вокруг которых удалена фольга. Оставшаяся фольга служит общим проводом. Для того чтобы монтаж был жестким, выводы деталей укорачивают на 10 — 15 мм.

Смонтированную плату укрепляют в кожухе как можно ближе к антенному вводу. Материал кожуха-дюралюминий или латунь. Между кожухом и общим проводом платы должен быть надежный контакт.

На рис. 32 показан монтаж высокочастотной части передатчика. Располо­жение контурных катушек обеспечивает свободный доступ к подстроечникам. Выводы деталей, соединяемых по схеме с общим проводом, припаивают к фоль­ге платы. Фольгу перед монтажом зачищают мелкой наждачной бумагой до ме­таллического блеска.

Монтаж низкочастотной части передатчика выполняют на второй плате из стеклотекстолита или гетинакса.
Расположение деталей — произвольное. Команд­ные кнопки и выключатель питания размещают на одной из стенок кожуха. С платой их соединяют гибкими проводниками.

Отсек, в котором располагают батареи питания, следует отделить перегород­кой с тем, чтобы защитить платы от порчи при возможном нарушении герметич­ности элементов питания.

Конструкцию кожуха, размещение кнопок, антенны и плат продумайте са­ми. Для переноски и удобства пользования передатчиком (при передаче команд) его необходимо снабдить ремнем.

Налаживание передающего устройства начинают с установки фиксирован­ных значений частоты мультивибратора. Вместо постоянных резисторов R15-R28 временно включают последовательную цепь из переменного резистора сопротив­лением 47 кОм и постоянного с меньшим сопротивлением. По цифровому часто­томеру или звуковому генератору и осциллографу устанавливают выбранную частоту, после чего переменный резистор заменяют постоянным соответственного номинала. С увеличением частоты сопротивление включаемых резисторов будет уменьшаться. При изменении сопротивления резисторов R15 — R28 от 47 кОм до нуля и при напряжении питания 8 В мультивибратор генерирует колебания, ча­стота которых изменяется от 0,8 до 8 кГц.

Налаживание высокочастотной части передатчика начинают с задающего генератора. Вращая подстроечник катушки L1, проверяют ламповым вольтметром наличие колебаний. Затем детекторную головку вольтметра подключают к кату­шке L2. Уменьшают напряжение питания до 8 В и убеждаются, что работа ге­нератора остается устойчивой.

Соединяют выводы коллектора и эмиттера транзистора VT5 и подстроеч-никами настраивают в резонанс контуры L3C8 и L6C10C11, если необходимо, подбирают контурные конденсаторы. Если лампу накаливания на ток 25 — 40 мА и напряжение 6 — 10 В включить последовательно с антенной, можно по свече­нию лампы убедиться в наличии высокочастотных колебаний в цепи антенны. Элементы, обозначенные на схеме звездочкой, могут потребовать подборки в процессе налаживания.



Выходной каскад согласуют с антенной подстроечниками катушек L6 и L7. Эту операцию лучше всего выполнять с использованием индикатора поля, доби­ваясь максимального показания измерительного прибора. Антенна при этом дол­жна быть подключена и полностью развернута. Индикатор поля размещают на таком расстоянии, чтобы при наличии сигнала стрелка микроамперметра нахо­дилась в средней части шкалы.

После этого перемычку между коллектором и эмиттером транзистора VT5 удаляют. В заключение рекомендуется вместо микроамперметра в индикаторе поля включить резистор сопротивлением 10 кОм и на экране осциллографа, под­ключенного к этому резистору, проконтролировать форму продетектированных звуковых колебаний при нажатии той или иной командной кнопки.

После окончания налаживания подстроечники катушек необходимо зафик­сировать в каркасах нитроэмалью.

Приемник (см. принципиальную схему на рис. 33) содержит апериодический УВЧ, сверхрегенеративный детектор, усилитель НЧ, эмиттерный повторитель и дешифратор. Сверхгенеративный детектор выполнен на транзисторе VT2. Контур L1C6 подстроечником из карбонильного железа настраивают на частоту пере­датчика. Частота гашения определяется цепочкой R5, С5. Фильтр R6, СЮ, L3, С9 не пропускает в низкочастотный тракт колебания с частотой гашения. Усилитель НЧ, выполненный на транзисторах VT3, VT4, усиливает и ограничивает сигнал. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT5 согласует выход усилителя НЧ со входом дешифратора. Питание приемника стабилизировано электронным стаби­лизатором, собранным на транзисторе VT6 и стабилитроне VD1. Этим обеспече­но постоянство уровня сигнала на выходе эмиттерного повторителя при частич­ной разрядке батареи питания.

Приемник имеет семиканальный дешифратор (на схеме показана одна из его семи ячеек). Каждая ячейка представляет собой частотно-избирательное элект­ронное реле, настроенное на одну из частот: 1080, 1320, 1610, 1970, 2400, 2940, 3580 Гц.

Резистор R16 и контур L4C16 образуют Г-образный фильтр, настроенный на частоту канала.


Для сигнала, частота которого совпадает с резонансной часто­той контура, полное сопротивление контура велико; сигнал с любой другой ча­стотой будет через этот контур замкнут на общий провод. Усиленный транзи­стором VT7 полезный сигнал с обмотки реле К1 через конденсатор С17 поступа­ет на диод VD2, выпрямляется и еще более приоткрывает транзистор. В резуль­тате коллекторный ток транзистора VT7 резко возрастает и реле К1 срабаты­вает. Сопротивление резистора R16 наряду с добротностью контура L4C16 опре­деляет избирательные свойства и чувствительность ячейки. Для четкой работы дешифратора с LC-контурами необходимо постоянство сигнала на его входе. Эту задачу выполняет усилитель-ограничитель (VT3, VT4).

При свежем комплекте батарей (UПиТ = 9 В) приемник потребляет ток 30 мА при отключенном передатчике и 75 мА — при подаче команды. Приемник питается от двух батарей 3336, соединенных последовательно. Допустимое на­пряжение питания 9В ±1,5 В. Батареи «Крона» не годятся, так как у них слиш­ком мала электрическая емкость.

В приемнике применены реле РЭС-15 (паспорт РС4.591.002), возможна за­мена реле РЭС-15 на реле РЭС-10 (паспорт РС4.524.308).

Самодельными деталями приемника являются катушка L1 и катушки L4 дешифратора. Катушка L1 содержит 16 витков провода ПЭВ-2 0,51, намотан­ных виток к витку на каркасе диаметром 8 мм с резьбовым отверстием под кар­бонильный или латунный подстроечник. Индуктивность катушки без подстроеч-ника — 1,2 мкГн, с карбонильным подстроечником — 1,75 мкГн, с латунным — 0,95 мкГн.

Поворотная цапфа рулевой тра­пеции

Рис. 17. Связь рулевой машинки с рулевой трапецией посредством продольно переме­щающейся тяги:

1 — ведомое колесо; 2 — тяга рулевой трапеции; 3 — винт передачи; 4 — рама; 5 — водило; 6 — поворотная цапфа с полуосью; 7 — рычаг; 8 — тяга рулевой машинки; 9 — электродвига­тель; 10 — цилиндрические шестерни редуктора рулевой машинки

В качестве прототипа кузова такой модели можно взять малолитражные ав­томобили «Москвич», «Жигули» или им подобные. На рис. 15 представлен эс­киз конструкции рамы. Ее вырезают из листовой стали толщиной 1 мм. Длина модели в этом случае должна быть 30 — 35 см. Этот вариант модели не имеет системы подвески колес, нет полного подобия и в размещении ходового двига­теля и карданной передачи. Однако заслуживают внимания механизм поворота ведомых колес и привод на ведущие колеса. Задний мост собран с применением дифференциала. Модель с такими агрегатами будет хорошо проходить трассу с множеством поворотов. Смонтированная непосредственно на шасси простая ру­левая машинка рассчитана на управление от дискретной аппаратуры. Для выклю­чения электродвигателя при крайних положениях рулевой трапеции служат ко­нечные выключатели.

Рис. 18. Независимая подвеска ведомых колес автомодели на пружинных рессорах:

1 — правое колесо; 2 — верхний рычаг; 3 — электродвигатель рулевого механизма; 4 — перед» няя плата; 5 — тяга рулевой трапеции; 6 — рама; 7 — рессора; 8 — нижний рычаг; 9 — цапфа поворотная с полуосью

Pис. 19. Узел связи поворотного рычага рулевой ма­шинки с полутягами рулевой трапеции при независи­мой подвеске ведомых колес

На рис. 16 показан узел рулевой трапеции — поворотная цапфа (в конст­рукции их две: левая и правая) с полуосью для ведомого колеса. На плоской раме в тех случаях, когда подвеска ведомых колес не предусматривается, часто применяют вариант Ъвязи рулевой машинки и рулевой трапеции продольно пере­мещающейся тягой (рис. 17). Аналогичные рулевые машинки могут быть изго­товлены на базе различных малогабаритных электродвигателей. Хорошо себя зарекомендовали для этой цели электродвигатели от игрушечной электрифицированной железной дороги фирмы «Пико». На рис. 17 не показаны конечны! выключатели электродвигателя рулевой машинки, но они, безусловно, должны быть установлены. С такой рулевой машинкой может быть механически связа­на подвижная контактная система, обеспечивающая электрическим путем само-возврат рычага рулевой машинки в исходное положение при прекращении коман­ды. В ряде случаев именно такому варианту управления моделью отдают пред­почтение.

Эскиз варианта подвески ведомых колес модели с помощью двух пружин­ных рессор показан на рис. 18. Бампер и часть рамы условно удалены. На рис. 19 показан вариант связи поворотного рыча­га рулевой машинки с полутягами рулевой трапе­ции при независимой подвеске ведомых колес.

ПРИБОРЫ-ПОМОЩНИКИ

Катушку гетеродина L11 наматывают на резисторе МЛТ-0,25 100 кОм. Она содержит 24 витка провода ПЭВ-1 0,16 с отводом от середины. Конденсаторы С1, С2, С5 — КТ-1 или КД-1; в контурах усилителя ПЧ С13, С15, С18 — ПМ-1 или КЛС с ТКЕ не хуже М750; оксидные конденсаторы — К50-6, остальные — КМ. На выводы радиоэлементов рекомендуется надеть отрезки изолирующей трубки. Антенной приемника может служить гибкий проводник длиной 1 м. Вме«. сто транзистора ГТ311М можно применить любой транзистор из серий КТ316 или КТ315Б — КТ315Е.

В электронных блоках рулевых машинок используют транзисторы со ста­тическим коэффициентом передачи тока более 100. Транзисторы КТ349М мож-но заменить транзисторами из серий КТ373, КТ326, КТ345. Емкость конденса­тора СЗ должна быть в пределах 0,15 — 0,33 мкФ. Неполярные конденсаторы — КМ-6 или КЛС, С6 — К50-6. Переменный резистор — СП5-3..

Составной частью следящего механизма является рулевая машинка. На рис. 66 в развернутом виде показано устройство рулевой машинки аппаратуры «Румпроп-8». В рулевых машинках применены микродвигатели ДК-19.

Перед налаживанием приемника следует проверить потребляемый им ток, он не должен существенно превышать 10 мА.

Налаживание усилителя ПЧ (по схеме рис. 60) сводится к настройке оди­ночных контуров на промежуточную частоту 465 кГц. Для этого на базу тран­зистора VT5 через разделительный конденсатор емкостью 0,01 мкФ подают от ГСС сигнал частотой 465 кГц, промодулированный по амплитуде колебаниями частотой 1 кГц; коэффициент модуляций — 80%. Вращая подстроечник контура L9C18, добиваются максимального значения низкочастотного сигнала на выходе детектора. Затем аналогично настраивают контуры L7C15 и L5C13, подавая по­следовательно сигнал от ГСС на базы транзисторов VT4 и VT2. Чувствительность усилителя с базы транзистора VT2 должна быть около 20 мкВ, при этом ампли­туда сигнала на выходе детектора — не менее 400 мВ. При недостаточной чув­ствительности тракта усиления ПЧ следует заменить резистор R16 на другой, с меньшим сопротивлением.

После налаживания усилителя ПЧ проверяют наличие сигнала гетеродина на эмиттере транзистора VT2 и приступают к настройке входного контура и контура усилителя ВЧ. Для этого на ан­тенное гнездо подают от ГСС сигнал ча­стотой 27,12 МГц, модулированный сигна­лом частотой 1 кГц. Коэффициент моду­ляции устанавливают равным 80%. Под-строечниками настраивают контуры L1C2 и L3C5 на частоту генератора, при этом чувствительность приемника со входа долж­на возрасти до 5 мкВ.

Окончательно настраивают приемник по сигналу передатчика. Для этого антенну пе­редатчика укорачивают до минимума (10 — 15 см), а сам передатчик располагают на таком расстоянии, чтобы его сигналы были существенно ослаблены.



Рис. 68. Рулевая машинка аппаратуры «Рум­проп-8»:

1 — электродвигатель ДК-19 с фланцем и веду­щей шестерней; 2 — плата нижняя; 3 — стенка бо­ковая (2 шт.); 4 — стенка задняя; 5 — шестерня промежуточная двойная (2 шт.); 5 — шестерня ведомая; 7 — плата верхняя; 8 — стяжной винт (4 шт.); 9 — качалка; 10 — ступица; 11 — винт ступицы; 12 — движок переменного резистора; 13 — винт контактный (3 шт.); 14 — резистивная подковка переменного резистора; 15 — контактное кольцо

Усилитель-формирователь и электрон­ный блок рулевых машинок настраи­вают отдельно от высокочастотного трак­та. Сигнал с выхода шифратора по­дают на вход усилителя-формирователя через бумажный конденсатор емкостью 5 — 10 мкФ. Форму импульсов в различных точках устройства сравнивают с ос­циллограммами, изображенными на рис. 63.

Убедившись в четкой работе усилителя-формирователя, приступают к нала­живанию электронного блока рулевой машинки. Выходной вал рулевой машин­ки устанавливают в нейтральное положение (движок переменного резистора — на середину].

Электродвигатель отключают от средней точки источника питания. Движок подстроечного резистора R13 в электронном блоке (рис. 64) устанавливают в среднее положение. После этого электронный блок подключают к усилителю-фор­мирователю и по осциллографу контролируют работу всех каскадов.


Эпюры импульсного напряжения в различных точках блока изображены на рис. 65.

Убедившись в правильной работе триггера, приступают к ждущему муль­тивибратору. Рычаги командодатчиков устанавливают в нейтральное положение. Подключив осциллограф к точке а и подстраивая резистор R13, устанавлива­ют длительность импульса ждущего мультивибратора равной длительности ка­нального импульса. При совпадении длительностей форма импульсов в точке а должна соответствовать эпюре 2 на рис. 65. При перемещении рычага управле­ния из одного крайнего положения в другое форма сигнадрв в точке а должна соответствовать эпюрам 1 и 3. Если амплитуды импульсов канального и ждущего мультивибратора не равны, то в результате сложения появляется «сту­пенька», показанная на эпюре 4. Для того чтобы ее убрать, подбирают рези­стор R15.

Затем проверяют работу интегрирующего усилителя. Для этого подключа­ют поочередно осциллограф к базе транзисторов VT5, VT6 (точка б) и сравни­вают форму напряжения с эпюрами при нейтральном и крайних положениях ры­чага управления исследуемого канала. Только после этого подключают среднюю точку батареи питания.

Выходной вал рулевой машинки должен остаться в нейтральном положении.. Если выходной вал рулевой машинки начинает резко вращаться до упора, сле­дует поменять местами выводы электродвигателя. Манипулируя рычагом управ­ления канала, проверяют четкость и пропорциональность работы исполнительно­го механизма. При сильных колебаниях рычага рулевой машинки относитель­но некоторого положения как в режиме ожидания, так и в процессе управления,, необходимо подобрать резистор R1 в цепи обратной связи.

В такой же последовательности налаживают остальные электронные блок» рулевых машинок. Электрически соединяют платы между собой и проверяют работоспособность устройства при одновременной манипуляции всеми рыча­гами управления командодатчиков.

Окончательно проверяют работу аппаратуры в комплексе при работе пере­датчика и приемника.


Если необходимо, корректируют подстроечные резисторы R13 в каждом электронном блоке, изменяя в небольших пределах длительность импульса ждущего мультивибратора. Не рекомендуется включать электронные блоки без рулевых машинок, так как в этом случае возможен выход из строа оконечных транзисторов VT9 и VT10.

9. ПРИБОРЫ-ПОМОЩНИКИ

В предыдущих главах былэ упомянуто, что в процессе изготовления w при регулировке аппаратуры радиоуправления потребуется комплект измеритель­ных приборов, таких как авометр, генераторы высокой и звуковой частот, ос­циллограф, универсальный вольтметр с высокоомным входом, цифровой часто­томер и ряд других. Некоторые приборы, необходимые моделистам-конструкто­рам, промышленность не выпускает, несмотря на их простоту, но их самостоя­тельное изготовление не отличается большой трудоемкостью и вполне доступно опытным радиолюбителям. В число таких приборов-помощников входят индика­тор высокочастотного поля, прибор для проверки транзисторов, универсальный вольтметр с батарейным питанием, прибор для настройки электронных блоков ру­левых машинок.

Схема четырехканального дешифратора

Налаживание приемника заключается в настройке входного полосового фильтра и трансформаторов промежуточной частоты. Автор рекомендует настра­ивать приемник по сигналам передатчика с укороченной антенной. Если настра­ивать приемник от генератора стандартных сигналов, необходимо очень точно знать частоту передатчика и настроить на нее генератор. Перед настройкой к приемнику подключают антенну длиной 1 м, а к выходу — высокоомные теле­фоны.

Сначала настраивают входной фильтр L1C1 и по мере увеличения чувстви­тельности передатчик удаляют на такое расстояние, чтобы сигнал в телефоне был слышен слабо, и снова добиваются максимума при настройке (в том числе и уточнением режима транзистора VT4). Затем подстраивают трансформаторы промежуточной частоты.

Схема индикатора излучения

Рис. 69. Схема универсального вольтметра c батарейным питанием

Схема индикатора поля

Индикатор высокочастотного поля используют для обнаружения излучения-передатчика и грубого измерения частоты колебаний, а также как индикатор на­пряженности поля при согласовании выхода передатчика с сопротивлением из­лучения антенны. На рис. 67 показана схема простого индикатора напряженно­сти поля. Индикатор представляет собой детекторный приемник, нагрузкой ко­торого служит микроамперметр на ток полного отклонения стрелки 100 мкА.

Прибор собирают на изоляционной плате. Антенна — тонкий металлический штырь длиной 20 — 30 см. Для диапазона 25 — 31 МГц контурную катушку L1 заматывают на каркасе диаметром 12 мм. Она содержит 12 — 14 витков прово­да ПЭВ-1, Конденсатор С1 — подстроенный с воздушным диэлектриком. Ось ротора выводят на переднюю панель и снабжают лимбом с нанесенной шкалой, проградуированной в мегагерцах.

Схема электронного блока рулевой машинки

Налаживание дешифратора несложно. Сначала подбирают резистор R3 так, чтобы на коллекторе транзистора VT1 было напряжение 1,5 — 2,5 В. Сопротивле­ние резистора изменяют в пределах 430 — 820 кОм.

Завершающим звеном бортовой аппаратуры является электронный блок ру­левой машинки. В системе использованы рулевые машинки «Вариопроп»., Прин­ципиальная схема электронного блока рулевой машинки представлена на рис. 49. Назначение блока — совместно с двигателем рулевой машинки преобразовать длительность поступающих с дешифратора импульсов в механическое отклоне- ние рычага рулевой машинки, пропорциональное длительности канального им­пульса, которая в свою очередь, пропорциональна отклонению рычага командо-датчика. Одновибратор, собранный на транзисторах VT1 и VT2 и запу­скаемый фронтом входного канально­го положительного импульса, генери-, рует импульс отрицательной полярно­сти. Оба импульса — положительный канальный и отрицательный одновиб-ратора поступают через резисторы R13 и R14 в точку А для сравнения. При запуске одновибратора и нейтральном положении рычага ру­левой машинки с коллектора транзи­стора VT2 в точку А поступает от­рицательный импульс длительностью 1,5 мс. Длительность импульса од­новибратора регулируют переменным резистором R2, движок которого механически связан с выходным валом рулевой машинки. В результате сравнения образуются короткие импуль­сы, полярность которых зависит от направления движения рычага командодат-чика из нейтрального положения. При одинаковой длительности сравниваемых импульсов сигнал на вход усилителя постоянного тока, питающего рулевую ма­шинку, не поступает, поэтому вал электродвигателя рулевой машинки не вра­щается.

Рассмотрим случай, когда импульсы одновибратора уже канальных. После вычитания получим положительные импульсы, длительность которых тем мень­ше, чем меньше разница в длительности сравниваемых импульсов. Положитель­ные импульсы открывают ключ на транзисторе VT4 и заряжают интегрирующий конденсатор С6 отрицательным по отношению к средней точке источника пита­ния напряжением, которое поступает на усилитель постоянного тока на транзи­сторах VT6, VT8.
Электродвигатель Ml включается и через понижающий редук­тор перемещает вал руля и связанный с ним движок переменного резистора R2 вяиз по схеме. Длительность положительного импульса одновибратора увеличи­вается и, когда она сравняется с длительностью канального импульса, напряже­ние в точке А станет равным нулю. Транзистор VT4 закроется, конденсатор С6 разрядится до половины напряжения питания, транзисторы VT6 и VT8 закроют­ся, двигатель остановится.

Однако система, содержащая интегрирующие звенья (конденсатор Сб и элек­тродвигатель рулевой машинки), обладает инерционностью. Поэтому двигатель необходимо выключить несколько ранее того момента, когда станут одинако­выми сравниваемые импульсы. Для этого вводят отрицательную обратную связь, поскольку иначе начнутся механические колебания выходного вала рулевой ма­шинки. Напряжение отрицательной обратной связи с выхода усилителя руле­вой машинки подано на вход одновибратора через резисторы R6 и R8.

В случае, когда импульс одновибратора имеет ббльшую длительность, чем канальный, в точке А образуются отрицательные импульсы. Они открывают ключ яа транзисторе VT3, конденсатор С6 заряжается положительно по отношению к вредней точке источника питания, открываются транзисторы VT5 и VT7, и две-t-атель вращается в обратную сторону, перемещая движок переменного рези­стора R2 вверх по схеме. Как тольно входной канальный импульс по длитель­ности сравняется с импульсом одновибратора, вращение вала двигателя руле-ой машинки прекратится.

Схема электронного блока рулевой машинки «Румпроп-

Снимаемый с коллектора транзистора 2VT4 сигнал использован для форми­рования импульсов сброса. Этот сигнал после усиления транзистором 2VT6 и дифференцирования цепью 2СЗ, 2R19 через диод 2Vt)4 поступает на выход 1. На этот выход подано постоянное напряжение с делителя 2VD5 2R25; необходи­мое для выбора режима работы дешифратора. Эпюры напряжения в точке а и на выходах 1 и 2 для случая, когда дешифратор отключен, показаны на рис. 63. Принципиальная схема электронного блока рулевой машинки изображена на рис. 64. В отличие от аппаратуры, описанной в гл. 6, дешифратор аппарату­ры «Румпроп-8» (четырехразрядный сдвиговый регистр) разделен на отдельные разряды, каждый из которых размещен совместно с электронным блоком руле­вой машинки. Поэтому под электронным блоком аппаратуры «Румпроп-8» будем подразумевать узел, состоящий из ждущего мультивибратора, устройства срав­нения, интегрирующей ступени, усилителя постоянного тока и одного разряда сдвигового регистра (дешифратора).

Принципиальных различий в способе выделения канальных импульсов и пре­образования их длительности в отклонение рычагов рулевых машинок в аппара­туре «Румпроп-8» и в аппаратуре, описанной в гл. 6, не имеется.

Разряд сдвигового регистра собран на транзисторах VT11 и VT12 и пред­ставляет собой статический триггер. В исходном состоянии оба транзистора за­крыты. Положительный запускающий импульс, фронт которого совпадает по времени с началом первого канального импульса, с выхода В2 усилителя-форми--рователя поступает на базу транзистора VT12 и открывает его. Отрицательный импульс с коллектора транзистора VT12 открывает транзистор VT11. В свою оче­редь, транзистор VT11 своим коллекторным током поддерживает открытым тран­зистор VT12. Процесс протекает лавинообразно и практически мгновенно оба транзистора переходят в режим насыщения. При этом запускается ждущий муль­тивибратор на транзисторах VT1 и VT2.

В исходном состоянии транзистор VT1 открыт, a VT2 — закрыт, конденсатор СЗ заряжен до напряжения, определяемого положением движка переменного ре­зистора обратной связи, который механически связан с выходным валом руле­вой машинки.
При поступлении сигнала отрицательной полярности на базу тран­зистора VT2 он открывается и на выходе ждущего мультивибратора формируется положительный прямоугольный импульс, длительность которого определяется емкостью конденсатора СЗ, напряжением на нем и сопротивлением резисторов R12 — R14. Отрицательный канальный импульс с дешифратора и положительный-со ждущего мультивибратора через резисторы R11 и R15 поступают на вход каскада сравнения (точка а), где они срав­ниваются по длительности.

При равной длительности напряжение в точке а равно половине напряжения питания. Транзисторы VT3 и VT4 закры­ты, конденсатор С8, входящий в интегри­рующую цепь C8R20, заряжен до полови­ны напряжения питания. Если изменить длительность канального импульса, то в точке а появится импульс, длительность которого равна разности длительностей сравниваемых импульсов, а его полярность соответствует полярности более продолжи­тельного импульса. Эпюры импулбсного напряжения в разных точках электрон­ного блока рулевой машинки показаны на рис. 65.

Схема передающего устройства

Радиолюбителям, интересующимся радиоуправлением, наверняка знакомы промышленные образцы дискретной аппаратуры, такие как «Сигнал», «Пилот», «Старт», «РУМ-2», а также аналогичные им примеры радиолюбительских раз­работок. Следует, однако, сразу же звметить, что порой указанная выше аппа­ратура не обеспечивает надежной связи с моделями, особенно авиационными. Обусловлено это несколькими причинами. Приемник этих систем выполнен по схеме сверхрегенератора, полоса пропускания которого достигает нескольких со­тен килогерц, что приводит к частому проникновению помех в командные каналы. Кроме того, несмотря на некоторые преимущества приемника, построенно­го по схеме сверхгенератора — обычно на первый план выдвигают простоту из­готовления, добиться его устойчивой работы в течение длительного времени не всегда удается. Недостатки передатчиков перечисленных образцов аппаратуры связаны, главным образом, с их недостаточной мощностью.

Отличительной особенностью описываемой аппаратуры (она разработана в Центральном спортивно-техническом клубе авиационного моделизма) состоит в использовании простого и вместе с тем весьма мощного передатчика. Прием­ник выполнен по супергетеродинной схеме. Число каналов — четыре. Использо­вание аналоговой микросхемы (К237ХК2) в тракте усиления промежуточной.ча­стоты и пьезофильтров вместо LC-фильтров позволило получить приемник с уз-кой полосой пропускания. Постройка нескольких образцов показала хорошую повторяемость, а длительная эксплуатация на самых разнообразных моделях — надежную и безотказную работу системы даже в условиях интенсивных помех, Рабочая частота системы — 27,12 МГц ±0,6%. Мощность передатчика — 600 мВт. Модулирующие командные частоты передатчика — 800, 1100, 1700, 2350 и 3000 Гц. Чувствительность приемника — 5 мкВ.

Схема передающего устройства изображена на рис. 37. Оно состоит из шиф­ратора и передатчика.

Схема передающего устройства «Румпроп-

Для визуального контроля работы передатчика предусмотрен микроампер-метр 1РА1. Высокочастотные дроссели 1L3, 1L5 и конденсаторы 1С4, 1С8 по­вышают устойчивость работы передатчика при уменьшении напряжения батарей питания и устраняют проникновение высокой частоты в цепи питания.

Рис. 67. Форма сигнала на коллекторе транзистора VT10 в передающем устройстве

Катушки индуктивности передающего устройства изготавливают самосто­ятельно. Их наматывают на каркасах диаметром 7,5 — 8 мм с резьбовым отвер­стием под карбонильный подстроечник. Катушка 1L1 содержит 16 витков прово­да ПЭВ-2 0,47; 1L2 — 5 витков такого же провода, намотанных поверх катушки 1L1; 1L6 — 9 витков провода ПЭВ-2 1; 1L7 — 16 витков провода ПЭВ-2 0,47. Ин­дуктивность высокочастотных дросселей L3, L4 — 20 — 40 мкГн.

В задающем генераторе транзистор КТ603Б (1VT1) может быть заменен на транзистор серии КТ355 с h213>180. В усилителе мощности (1VT2) могут быть использованы транзисторы серий КТ904, КТ606.

Передающее устройство монтируют на двух печатных платах из фольгиро-ванного стеклотекстолита толщиной 1,5 — 2 мм. На одной из плат монтируют шифратор, на другой — передатчик (рис. 58). Пе­ременные резисторы 2R11, 2R16, 2R20, 2R25 уста­навливают в механизмах управления (командо-датчиках) и подключают к плате гибкими провод­никами с разъемами. Корпус передающего уст­ройства лучше всего, изготовить из листового дю­ралюминия толщиной 1,5 — 2 мм и оклеить дерматином или декоративной плен­кой. Рекомендуемая форма корпуса — пультовая, аналогичная изображенной на рис. 10.

На лицевой панели располагают выключатель питания, рычаги управления, стрелочный индикатор контроля работы передатчика. Рычаг управления, соответ­ствующий первому и второму каналам, размещают справа, а второй — слева. Внутри корпуса, в его нижней части предусматривают отсек питания с батареей из аккумуляторов Д-0,5, ЦНК-0,45, или ЦНК-0.9У2. В крайнем случае источни­ком питания могут служить три батареи 3336, соединенные последовательно.
Над отсеком питания укрепляют плату шифратора. В верхней части корпу­са, на скосе передней панели устанавливают плату передатчика, заключенную в металлическую экранирующую коробку. Передатчик соединяют с антенным гнез­дом коротким проводником. Экранирующие элементы подключают к плюсово­му выводу источника питания и корпусу передающего устройства. Такая компо­новка, проверенная опытом эксплуатации, обеспечивает свободный доступ к мон­тажным платам и устраняет влияние блока передатчика на шифратор. Для удоб­ства монтажа и налаживания соединения между платами и механизмами управ­ления выполняют проводниками с разъемами. Соединительные провода должны быть возможно короче, свивать их между собой не рекомендуется.

Рис. 58. Монтажная плата передатчика

На рис. 59 показаны эскизы узлов и деталей механизма управления. Изго­товлению механизмов управления следует уделить особое внимание, так как не­равномерность хода ручки и отсутствие мягкой, но четкой фиксации ее нейтраль­ного положения затруднят управление моделью. Рычаги механически связаны с осями переменных резисторов шифратора, управляющих длительностью каналь­ных импульсов звеньев многофазного мультивибратора. Конструкция механизма управления, как это видно из рис. .59, позволяет перемещать ручку управления сразу в двух плоскостях, подавая, таким образом, команды одновременно по обоим каналам. Для корректировки нейтрального положения ручки управления как на земле перед стартом модели, так ихво время полета модели предусмот­рены механические триммеры — поворотные рычаги, связанные с корпусом каж­дого из переменных резисторов механизма. Переменные резисторы — СПО-А-2Вт 3,3 кОм. Антенна передатчика — телескопический штырь от переносного радио­вещательного приемника. Длина штыря в выдвинутом состоянии — 1,45 м.

В состав бортовой части аппаратуры «Румпроп-8» входят приемник, усили­тель-формирователь, четыре канальных электронных блока, четыре рулевые ма-шинки.


Каждый электронный блок со своей рулевой машинкой представляет со­бой следящий механизм пропорционального управления. Приемную аппаратуру питают от аккумуляторной батареи напряжением 4,8 В.

Приемник для пропорционального радиоуправления моделями в системе «Румпроп-8» изготовлен по супергетеродинной схеме. Возможны два варианта: с применением в усилителе ПЧ контуров от приемника «Сокол» (или самодель­ных контуров) и с усилителем ПЧ на пьезофильтрах ФПШ-0,15 (ФШП-0,17).

Первый вариант приемника имеет чувствительность 5 мкВ. Он собран на шести транзисторах. Промежуточная частота — 465 кГц. Принципиальная схема приемника изображена на рис. 60. Входной контур L1C1 настроен на частоту 27,12 МГц. Связь входного контура с антенной — емкостная, а с усилителем ВЧ — индуктивная, через катушку связи L2.

На транзисторе VT1 собран резонансный усилитель ВЧ, который увеличива­ет общую чувствительность приемника и его избирательность по зеркальному ка­налу. Через резистор R1 на базу транзистора подано начальное смещение и уп­равляющий сигнал АРУ. Резистор R2 улучшает термостабильность усилителя ВЧ. Нагрузкой усилителя ВЧ служит резонансный контур L3C5, настроенный на ча­стоту 27,12 МГц. Резистор R3 и конденсатор Сб.образуют развязывающий фильтр.

Через катушку связи L4 сигнал поступает на смеситель, выполненный на транзисторе VT2. На его эмиттер через конденсатор С12 поступает напряжение гетеродина. Частота гетеродина стабилизирована кварцевым резонатором; .она ниже частоты принимаемого сигнала на промежуточную частоту. Контур, состо­ящий из .катушки L11 и конденсатора С9, включенный в коллекторную цепь транзистора VT3, предназначен для обеспечения возбуждения кварцевого резо­натора на третьей гармонике. Рабочая частота гетеродина — 26,655 МГц.



Рис. 59. Устройство механизма управления:

1 — рычаг управления (ось — сталь, подшипник ШС-6 0 14); 2 - корпус (дюралюминий Д16Т, латунь ЛС59-1); 3 - втулка крепления коромысла (ЛС59-1); 4 - резистор переменный СП-1. 5 — полуось с рычагом возврата в нейтраль (сталь); 6 — плата крепления резистора (ЛС59-1, Д16Т); 7 - промежуточная втулка резистора (Д16Т); 8 — рычаг триммера (ЛСД59-1,сталь); 9 — втулка (ЛС59-1); 10 — пружина возврата в нейтраль (проволока ОВС); 11, 12 — коромысло ЛС59-1); 13 — винт стопорный (сталь); 14 — шайба (ЛС59-1); 15 — профилированная втулка крепления рычага управления (Д16Т)

 

Схема передатчика

Далее контролируют по осциллографу напряжение на сборной линии. Кол­лектор транзистора VT9 через резистор сопротивлением 100 Ом временно соеди­няют с общим проводом (с минусовым выводом источника питания). Эпюра напряжения должна соответствовать рис. 43. Конденсатор С13 предназначен для придания импульсам модулирующего сигнала формы трапеции. Такая форма импульса снижает уровень гармоник в высокочастотном сигнале, сужает полосу излучения и повышает выходную мощность передатчика. Если длитель­ность импульса отличается от 200 мкс, то ее изменяют подборкой конденсатора С12. Замыкающий резистор сопротивлением 100 Ом снимают — шифратор мож­не подключать к передатчику.

Задающий генератор передатчика (рис. 44) выполнен по схеме с кварцевой стабилизацией частоты. Связь между ступенями индуктивная. К коллектору транзистора выходного каскада подключен П-фильтр С5, L4, Сб., который эффек­тивно подавляет гармонические составляющие. Катушка L5 — согласующая. Ре­комендуемая длина антенны — 1400 мм. В передатчике могут быть применены сле­дующие отечественные транзисторы: VT1 — серий КТ315 — КТ316; КТ306А — КТ306В, КТ603; VT2 — серий КТ603, КТ904А, КТ606А.

Катушки имеют следующие характеристики: L1 — 14 витков провода ПЭВ-2 0,8 на каркасе диаметром 8 мм с ферритовым подстроечником длиной 10 мм; L2 — 5 — 6 витков монтажного провода диаметром 0,8 мм в хлорвиниловой или фторопластовой изоляции, L2 наматывают поверх LI; L4 — 7 витков провода ПЭВ-2 0,8 на таком же каркасе, как и LI; L5 — 19 — 25 витков ПЭВ-2 0,3 на том же каркасе (число витков подбирается в зависимости от длины примененной антенны).

Кварцевый резонатор применяют на частоту 27,12 МГц±0,05%. Рекомен­дуется испытывать передатчик с полностью развернутой антенной. При эксплуа­тации передатчика без антенны опасна тепловая перегрузка оконечного тран­зистора. «Удлинительную» катушку L5 антенны, если она применена, настраива­ют по индикатору напряженности поля. Корпус передатчика соединяют с об­щим проводом в одной точке.

На рис. 45 показан чертеж печатной платы передатчика. Плата показана со стороны деталей. Для питания передатчика применяют батарею из десяти ни­кель-кадмиевых аккумуляторов ЦНК-0,45 или ЦНК-0.9У2. Запасным источни­ком питания могут служить три батареи 3336, соединенные последовательно.

Окончательно настраивают передатчик после установки его в корпус. Одно­временно подстраивают «удлинительную» катушку антенны, при этом передатчик должен быть в руках. Мощность передатчика приблизительно равна 500 мВт. Рекомендуется оконечный транзистор передатчика установить на теплоотвод.

Бортовая часть аппаратуры содержит приемник, дешифратор, четыре одина­ковых сервоусилителя и рулевые машинки. Приемник представляет собой супер­гетеродин, настроенный на фиксированную частоту. Для обеспечения бесподстро­ечной связи гетеродин приемника собирают по схеме генератора с кварцевой ста­билизацией частоты. Схема приемника изображена на рис. 46. На входе прием­ника применен полосовой фильтр, отделяющий антенну от входного транзистора VT1. Это увеличивает избирательность и уменьшает обратное излучение гетероди­на в антенну, позволяет без перестройки входных контуров применить любой высокочастотный канал в частотных пределах, выделенных для радиоуправле­ния моделями, путем простой замены кварцевого резонатора. При этом разница по частоте между соседними каналами может быть равна 0,01 МГц.

Схема передатчика для передачи двух команд одновременно

Приобретя опыт в изготовлении и эксплуатации аппаратуры с последова­тельной передачей команд, моделист может перейти к системе с одновременной передачей двух команд. Такая аппаратура позволит улучшить управление мо­делью. Приемник в этой системе не меняется. Число каналов — десять.

Изменению подвергают передатчик. Он более мощный по сравнению с пре­дыдущим вариантом. Принцип модуляции — тот же.

Схемa передающего устройства показана на рис. 35. Высокочастотный блок передатчика выполнен на транзисторах VT1 — VT3. Он состоит из задающего генератора (VT1) с кварцевой стабилизацией частоты, предоконечного усилите­ля (VT2), модулируемого ключевым методом посредством двух транзисторов VT4, VT5, и выходного каскада — усилителя мощности, работающего на шты­ревую антенну WAJ. Передатчик обеспечивает мощность излучения около 1 Вт.

Шифратор содержит три мультивибратора — два командных (на транзисто­рах V-T6, VT7 и VT8, VT9). и один коммутирующий.

Схема первого варианта приемнику

Нагрузкой смесителя служит одиночный контур L5C13, настроенный на про­межуточную частоту 465 кГц. Усилитель ПЧ собран на транзисторах VT4 и VT5. Нагрузкой каждого из них служат одиночные контуры, настроенные на частоту 465 кГц. Связь между каскадами усилителя ПЧ, а также между ним, смесите­лем и детектором — трансформаторная. Оба каскада усилителя ПЧ охвачены системой АРУ.

Для увеличения стабильности работы усилителя ПЧ в цепи эмиттеров тран­зисторов VT4, VT5 введена отрицательная обратная связь по постоянному и пе­ременному току, что, казалось бы, должно уменьшить чувствительность приемни­ка. Однако из-за отсутствия блокировочных конденсаторов в эмиттерной цепи эта связь увеличивает входное сопротивление транзисторов, а -следовательно, уменьшает шунтирование контуров ПЧ и повышает избирательность и усиление усилителя ПЧ.

Сигнал ПЧ поступает на детектор, выполненный на транзисторе VT6, ко­торый одновременно является и детектором системы АРУ. Чтобы предохранить приемник от перегрузки при небольших расстояниях от передатчика и обеспечить нормальную работу детектора, в приемнике применена система АРУ с подачей регулирующего напряжения в базовые цепи транзисторов VT1, VT4 и VT5.

Система АРУ работает следующим образом. Чем больше амплитуда сигна­ла на входе приемника, тем больше открывается транзистор детектора, падает напряжение на его коллекторе. Положительное напряжение смещения на базе транзисторов в усилителях НЧ и ПЧ (VT1, VT4, VT5) снижается, усиление каскадов уменьшается.

К базе транзистора подключен делитель, состоящий из резистора R17 и крем­ниевого диода VD1. За счет падения напряжения на прямом сопротивлении ди­ода на базе транзистора VT6 создается начальное смещение 0,6 В, и для от­крывания транзистора достаточно иметь во вторичной обмотке катушки L10 на­пряжение сигнала 0,1 В.

Цепь R20, VD2, R21 играет роль порогового устройства, не пропускающего яа выход шумы, которые вместе с полезным сигналом поступают с детектора.

Так как уровень полезного сигнала на выходе детектора выше уровня шумов не менее чем на 0,2 В, сигнал беспрепятственно проходит пороговое устройства поступает на вход усилителя-формирователя канальных импульсов приемника.

Для повышения стабильности работы приемника цепи питания усилителе! ВЧ и ПЧ, смесителя и детектора развязаны фильтрами R11C7, R3C6 и R22C23, Монтажная плата первого варианта приемника показана на рис, 61.

На рис. 62 изображена принципиальная схема второго варианта приемника е усилителем-формирователем. Входное, устройство, усилитель ВЧ и гетеродин у этого приемника такие же, как и у предыдущего, различие лишь в усилителе ПЧ. Сигнал промежуточной частоты выделяется пьезоэлектрическим фильтров 1Z1. Далее сигнал поступает на трехкаскадный усилитель ПЧ, выполненный на транзисторах 1VT4 — 1VT6. Выходной фильтр 1Z2 дополнительно повышает изби­рательность по соседнему каналу. Детектор собран на транзисторе 1VT7. Систе­ма АРУ работает так же, как ив первом варианте приемника.

Схема прибора для налаживания электронного блока рулевой машинки

При налаживании прибора подбирают резисторы R8 и R12 так, чтобы при шодаче на вход напряжения 1 В стрелка микроамиерметра отклонилась на 100 мкА. Если необходимо, регулируют резистор R9. Проверяют линейность шка­лы, для чего напряжение на входе изменяют ступенями через 0,1В в пределах от 0 до 1 В. Заменять шкалу микроамперметра не нужнд. При измерении на­пряжения высокой или звуковой частоты следует пользоваться градуировочны-ми таблицами. В вольтметре могут быть применены полевые транзисторы КП103Л или 1Ш302А, КПЗОЗВ, КПЗОЗД (в последнем случае следует изменить поляр­ность включения батареи).

При изготовлении и эксплуатации аппаратуры пропорционального радио­управления зачастую необходимо подстроить или проверить электронный блок рулевой машинки. Обычно для этой цели используют хорошо налаженную пе­редающую и приемную аппаратуру пропорциональной командной радиолинии. Недостаток этого метода в том что из-за возможных искажений сигнала в тракте оценка качества рулевого привода может оказаться неверной. Ниже описан несложный прибор, который выполняет функции передатчика и прием­ника, вернее, имитирует процесс передачи, приема и дешифровки сигнала в ка­нале пропорционального управления.

Прибор (рис. 71) содержит генератор импульсов, частоту и длительность которых можно менять в необходимых пределах. У прибора два выхода (2 я 3), с которых снимают импульсное напряжение с разной полярностью. На тран­зисторах VT1 и VT2 собран мультивибратор, частоту которого регулируют переменным резистором R1, а длительность канальных импульсов — R6, а также подборкой резистора R9 и R8. С коллектора транзистора VT3 снимают положи­тельные импульсы с периодом повторения от 10 до 30 мс в зависимости от по­ложения движка переменного резистора R1. Длительность этих импульсов мож­но изменять от 0,2 до 2,5 мс. Транзистор VT4 — буферный, он обеспечивает согласование прибора с нагрузкой, подключаемой к выходу 2. Амплитуду выход­ных положительных импульсов регулируют переменным резистором R13. Каскад на транзисторе VT5 — инвертирующий. На выходе могут быть получены импуль­сы отрицательной полярности.

Транзистор VT6 и стабилитрон VD1 образуют стабилизатор напряжения питания прибора. На выход 1 поступает импульсный сигнал, предназначенный для внешней синхронизации осциллографа, применяемого при измерениях фор­мы и длительности импульсов. Ручки переменных резисторов R1 и R6 выводят на лицевую панель прибора и снабжают шкалами, которые следует отградуи­ровать, с помощью осциллографа. Перемещением движка переменного резисто­ра R8 устанавливают ширину импульса 1,5 мс. При этом движок переменного резистора R6 должен находиться в среднем положении. Амплитуду импульсов на выходах 1 и 2 устанавливают на уровне 4,5 В. Источник питания электронно­го блока рулевой машинки минусовым выводом подключают к минусовому об­щему проводу прибора.

Схема приемника

Приемник рассчитан на применение готовых деталей, в том числе и транс­форматоров промежуточной частоты. Промежуточная частота может быть в пределах от 455 до 468 кГц. Показателем качества трансформатора высокой ча­стоты является добротность. Она должна быть равна 120 — 140. Ширина поло­сы принимаемого сигнала 8 — 10 кГц. Монтировать приемник следует на одной плате. Монтаж может быть любым. Каркасы катушек L1 и L2 имеют диаметр 5 мм. Подстраивают катушку ферритовыми сердечниками, расстояние между осями катушек равно 9 мм (необходимо строго выдерживать это расстояние), Катушки намотаны проводом ПЭВ-2 0,3; L1 содержит 10 витков, a L2 — 13 вит­ков с отводом от третьего витка, считая от заземленного через, конденсатор СЭ конца. Высокочастотный дроссель L3 наматывается на изоляционном каркасе диаметром 3 мм и длиной 11 мм проводом ПЭВ-2 0,06 виток к витку до за­полнения. Дроссель можно намотать и на резисторе МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм.

Схема приемника семикомандной аппаратуры

Для изготовления катушек дешифратора лучше применять ферритовые бро­невые магнитопроводы с магнитной проницаемостью 1000 — 2000 с резьбовым подстроечником. Габариты магнитопровода: диаметр — 19 мм, высота — 16 мм. Внешние края чашек должны быть подогнаны один к другому. Между кромками внутренних цилиндров чашек необходимо создать (шлифовкой) зазор около 0,5 мм. Поскольку ферритовые магнитопроводы имеют разброс значения магнит­ной проницаемости, указать точно число витков каждой катушки затруднитель­но. Рекомендуется намотать на каркас до его заполнения провод ПЭВ-2 и, постепенно уменьшая число витков и регулируя положение подстроечника, до­биться требуемой индуктивности катушки. Диаметр провода при намотке кату­шек для первых трех каналов — 0,08 — 1 мм, а для остальных — 0,11 — 0,14 мм. Катушки дешифраторов можно намотать и на кольцевые магнитопроводы типоразмера К17Х8Х5 из феррита с магнитной проницаемостью 2000. Обмотка состоит из 600 — 800 витков провода ПЭВ-2 0,06 или ПЭВ-2 0,08. В этом случае настройку контуров в резонанс следует вести подбором конденсатора.

Приемник лучше всего монтировать на двух платах из фольгированного ге-тинакса или стеклотекстолита. По окончании монтажа платы скрепляют одну над другой. Выводы деталей припаивают к проволочным шпилькам, запрессо­ванным в отверстия платы. В местах установки шпилек фольгу вырезают по кругу диаметром 5 мм. Оставшаяся фольга служит общим проводом и экра­нирующей перегородкой.

Детали на платах следует располагать подобно тому, как они расположены на принципиальной схеме. Габариты плат определяют исходя из имеющихся де­талей. Часть деталей (например, резисторы) можно разместить и на другой сто­роне платы. К деталям, которые в процессе налаживания аппаратуры могут быть заменены, должен быть удобный доступ. На одной из плат собирают вы­сокочастотную часть приемника, усилитель НЧ, ограничитель и одну ячейку дешифратора, на другой — остальные шесть ячеек дешифратора.

На рис. 34 показан вариант монтажа приемника и одной ячейки дешифрато­ра.
Дроссель L3 и катушку L4 селективного реле в ячейке дешифратора, намо­танные на ферритовых кольцевых магнитопроводах, крепят к плате латунными винтами. Контурную катушку L1 укрепляют на латунном или дюралюминиевом угольнике. Шесть других ячеек дешифратора монтируют на второй плате с та­кими же габаритами. Выводы контактов реле подключают к жгуту с разъемом для присоединения к исполнительным механизмам. Антенный ввод к плате вы­полняют гибким проводником.

Приемник помещают в футляр, изготовленный из любого материала, кроме стали.

Налаживание начинают с усилителя НЧ, предварительно отключив его от детектора. Через конденсатор емкостью 1 мкФ на базу транзистора VT3 пода­ют сигнал напряжением 5 мВ, частота которого равна частоте одного из кана­лов. К резистору R14 подключают низкочастотный осциллограф и контролиру­ют ограничение сигнала. Затем напряжение сигнала увеличивают до 50 мВ. Уро­вень сигнала на выходе эмиттерного повторителя не должен существенно изме­няться. При недостаточном усилении транзисторы VT3 и VT4 берут с большим коэффициентом передачи тока.

Низкочастотные контуры дешифратора в резонанс на заданную частоту на­страивают подстроечниками катушек L4 и подборкой конденсаторов С16. При этом измеряют коллекторный ток транзистора VT7 миллиамперметром со шка­лой на 50 мА. Резистор R16 вначале выбирают с большим номиналом, чем ука­зано, для того чтобы транзистор VT7 не насыщался. После настройки контура резистор R16 выбирают таким, чтобы при поступлении сигнала с частотой соответствующего канала реле четко срабатывало. При поступлении других сигналов и сверхрегенеративного шума коллекторный ток транзистора VT7 не должен превышать половины тока срабатывания реле.

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

Дроссель L4 наматывают проводом ПЭЛ 0,12; обмотка содержит 24 витка с отводом от середины. Катушки L5 — L8 намотаны каждая на двух сложенных вместе и склеенных кольцах типоразмера К10X6X3 из феррита 1000НН ил» 2000НН. Можно применять магнитопровод и большого сечения. Число витков сле­дует либо определить опытным путем, либо рассчитать (расчет дан в статье Р. Малинина «Расчет индуктивностей на кольцевых магнитопроводах» в жур­нале «Радио», 1980, № 7, с. 45).

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.

Схема простой рулевой машинки

При нажатии на одну из пяти кнопок SB1 — SB5 передается команда пер­вой группы, а при нажатии на кнопку из группы SB6 — SB 10 передается одновременно вторая команда. Каждый мультивибратор соответственно генери­рует имлульсы с определенными фиксированными частотами. Импульсы от верх­него по схеме командного мультивибратора поступают на левое плечо узла сов­падения на транзисторах VT10, VT11, а импульсы от нижнего — на левое пле­чо нижнего по схеме узла совпадения (VT15, VT16). На правые плечи этих уз-лов совпадения поданы управляющие импульсы от третьего — коммутирующего мультивибратора (VT12, VT13). Он работает с частотой 50 — 60 Гц. Когда уп­равляющий импульс отрицательный (условно), поскольку напряжение на коллек­торе транзистора мультивибратора в это время равно нулю, то через плечо соответствующего узла совпадения ток не протекает, в- результате левое плечо не зашунтировано и импульсы от командного мультивибратора попадают на вход модуляторного ключа. Транзисторы VT4, VT5 ключа работают поочередно, в такт с коммутирующим мультивибратором при двух нажатых командных кноп­ках, по одной из каждой группы.

В эфир антенна WA1 излучит два модулированных колебания, чередующих­ся с частотой, на которой работает коммутирующий мультивибратор. На прием­ной стороне одновременно сработают реле в двух ячейках дешифратора, настро­енных на частоты, соответствующие этим командам. При настройке шифратора следует убедиться по осциллографу, что длительность управляющих импульсов и пауза между ними равны. Передающее устройство работает так, что если командные кнопки не нажаты, то ключевые транзисторы закрыты и передатчик не излучает высокочастотных колебаний.

Командные мультивибраторы настраивают подборкой резисторов, включае­мых последовательно с кнопками, на частоты 1080, 1320, 1610, 1970, 2400 Гц — верхний мультивибратор; 2940, 3580, 4370, 5310, 6500 Гц — нижний,

При регулировке необходимо проверить отсутствие колебаний мультивиб­раторов при отпущенных кнопках.
В остальном налаживание аппаратуры ана­логично ранее описанному, но с учетом специфики работы передатчика. Для на­стройки выходной ступени (подгонка индуктивности катушек с подстрречни-цами и подборка конденсаторов) на максимальную отдачу мощности в антен­ну следует между антенной и. катушкой L5 временно включить тепловой высоко­частотный миллиамперметр Т22 со шкалой на 300 мА. В крайнем случае, вместо миллиамперметра можно включить лампу накаливания на 3,5 В или 2,5 В. Для настройки передатчика в режиме несущей частоты необходимо временной перемычкой соединить эмиттер транзистора VT2 с общим проводом. Задающий генератор потребляет ток 5 — 6 мА, а ступени на транзисторах VT2, VT3 — 375 — 400 мА.

Конденсаторы в передатчике следует применять в основном керамически», В мультивибраторах можно использовать конденсаторы МБМ.

Катушки имеют следующие характеристики: LI, L4 — 10 витков рядовой на­мотки, на каркасе диаметром 5 — 6 мм (индуктивность 0,5 мкГн); L2 — 5+5 вит­ков рядовой намотки на таком же каркасе {общая индуктивность 0,5 мкГн)? L5 — 15 витков рядовой намотки на каркасе диаметром 6 мм. Индуктивность 1,4 — 1,5 мкГн). Провод ПЭB-2 0,5. Дроссель L3 имеет индуктивность 20 — 30 мкГн.

В низкочастотных цепях следует при­менять транзисторы со статическим коэф­фициентом передачи тока в схеме с общим эмиттером (А21Э) не менее 50 (VT4 — VT16). Возможны следующие варианты замены транзисторов и диодов: вместо К.Т342А — КТ306Б, КТ316Г; вместо КТ603Б — КТ355А; вместо КТ920А — КТ920Б, КТ920В, КТ925Б, КТ606А; вместо ГТ404А — КТ815А — КТ815В; вместо КТ201Б — МП37, МП38, КТ307Б, КТ312Б, КТ315Б — КТ315Г; вместо Д9А — Д20, Д219А, Д22.0А, Д220Б, Д310; вместо Д814Б — КС482А, Д814В, Д809, Д818А — Д818Е.

Завершим рассмотрение самодельной дискретной аппаратуры кратким описа­нием наиболее простой схемы рулевой машинки (рис. 36). В системе автомати­ки управления рулевой машинкой включены контактные группы реле дешифра­тора.

При подаче команды «Лево -руля» к электродвигателю Ml рулевой машин-ш? через контакты реле дешифратора подключается плюсовой вывод батареи GB1, а при подаче команды «Право руля» — минусовой.


Так реверсируют ру­ левую машинку. По окончании команды рулевая машинка остается в том же положении-. Конечные включатели SF1 H-SF2 предохраняют рулевую машинку от йоломки при чрезмерно длительной подаче команды. Дойдя.до своего крайнего положения, ползунок привода размыкает соответствующий конечный выключа­тель, и электродвигатель останавливается. Существует большое разнообразие конструкций рулевых машинок для аппаратуры дискретного управления. На рис. 14 и 17 показаны характерные варианты конструкций рулевых машинок, смонтированных на модели.

5. ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ РАДИОУПРАВЛЕНИЯ АВИАЦИОННЫМИ МОДЕЛЯМИ

Ранее было упомянуто, что системы радиоуправления моделями делят «я две группы — дискретные и пропорциональные. Аппаратура, которая описана в этой главе, по принципу действия — дискретная, однако позволяет вносить в процесс управления пропорциональные элементы. Такая аппаратура вполне до­ступна для изготовления и применения начинающим моделистам.

Схема селекторного блока

Существовали и более сложные варианты схем для радиолиний с числоим-пульсным принципом подачи команд. Малое быстродействие и непригодность для пилотажных радиоуправляемых моделей — существенные недостатки такой аппаратуры. Однако этот принцип не следует отвергать совсем. Он может быть реализован как составная часть системы управления моделями с большим чис­лом исполнительных механизмов (таковыми могут быть модели военных судов). Числоимпульеный принцип разделения команд лучше использовать так, чтобы каждой команде соответствовало кон­кретное число импульсов в командном сигнале, посланном с передатчика. В этом случае после приема каждой команды селекторный блок на борту модели должен быстро приходить в ис­ходное состояние.

В отличие от предыдущего, устарев­шего варианта радиолинии теперь широ­ко применяют многоканальные радиоли­нии, также имеющие один высокочастот­ный канал связи, но обеспечивающие одновременную передачу ряда команд. В тех случаях, когда модель должна выподнять множество команд, не связанных с движением, выделяют дополнитель­ный числоимпульсный канал. Основные каналы используют для управления дви­жением модели.

На модели корабля можно установить селекторный блок, схема которого показана на рис. 3. Селекторный блок с одноканальным входом работает так, что после подачи на его вход серии командных импульсов тока к нужному выводу контактного поля ШИ автоматически поступает импульс тока для ис­полнения команды, а затем блок переходит в исходное состояние. Селекторным блоком управляют по выбранному каналу радиолинии. Исполнительную цепь выбирает ШИ. На его вход от первичного реле приемника поступают импульсы тока. Ток в обмотку электромагнита ШИ проходит через контакты реле К1.

При первом импульсе конденсатор С1 зарядится через диод VD2. ОднЪвре-менно срабатывает реле К2 и через его контакты и диод VD3, минуя обмотку реле КЗ, зарядится конденсатор С2. В интервалах между командными импуль­сами якорь реле К2 остается притянутым, но после передачи серии импульсов конденсатор С1 разрядится через обмотку реле К2, и оно обесточится.
Сразу же через обмотку реле КЗ и резистор R1 станет разряжаться конденсатор С2. Реле КЗ сработает на очень короткое время (около 1 с), и к остановившейся щетке ШИ кратковременно подключится напряжение бортовой сети (27 В). Так будет подан сигнал для включения автоматики исполнительных механизмов. За­тем произойдет возврат всех элементов селекторного блока в исходное со­стояние.

Для этой цели в момент выдачи импульса исполнения реле К4, сработав, подготавливает цепь включения реле К5. Оно включается при размыкании кон­тактов реле КЗ. В результате через замкнутые контакты реле К1 напряжение оказывается приложенным к обмотке электромагнита ШИ Теперь контакты КС самохода включат реле К1, которое прервет подачу тока в обиотку электромагнита ШИ. Якорь ШИ, вернувшись в исходное положение, разомкнет контак­ты КС, обмотка реле К1 снова обесточится, и цикл начнет повторяться до тех вор. пока щетка IV не сойдет с широкого токосъема. У шагового искателя ШИ необходимо удалить группы II и III контактов вместе со щетками, а также за­менить плоскую возвратную пружину на спиральную. Тогда на работу ШИ не будет влиять снижение напряжения аккумуляторной батареи, питающей бор­товую сеть модели. Если интервалы в серии командных импульсов велики, то нужно увеличить емкость конденсатора ,С1. Ее определяют при налаживании. Ршм К2 и КЗ должны иметь высокую чувствительность (обычно применяют поляризованное реле РП-4). ч

Как уже было сказано, команды передают по нескольким каналам на од­ной несущей частоте; систему радиосвязи в этом случае называют командной многоканальной радиолинией. Многоканальные радиолинии по способу разде­ления каналов на приемной стороне делятся на радиолинии с частотным, вре­менным и кодовым разделением каналов.

Для управления моделями в большинстве случаев применяют радиолинии с частотным разделением каналов. Здесь напряжение несущей частоты передат­чика модулировано вспомогательными, так называемыми поднесущими частота­ми.


Каждому каналу соответствует своя поднесущая частота, которая, в свою очередь, модулируется передаваемым по данному каналу сигналом управления. Команды могут быть как дискретными, так и плавно изменяющимися. Когда аппаратура многоканальной радиолинии предназначена для передачи конкрет­ного числа команд, ее принято называть по их числу, например шестикомандная аппаратура. В приемнике в этом случае после детектора устанавливают ряд се­лективных фильтров, посредством которых модулированные сигналы поднесу­щих частот разделяют по каналам, где они демодулируются. Селективные филь­тры обычно строят на базе LC-фильтров, реже применяют RC-фильтры. В за­рубежной аппаратуре с числом каналов до десяти используют следующие под-несущие частоты: 1080, 1320, 1610, 1970, 2400, 2940, 3580, 4370, 5310, 6500 Гц. В радиолинии с этими поднесущими частотами обычно применяют сверхреге­яеративный приемник. Для восьмиканальной аппаратуры используют поднесу-едие частоты 825, 1110, 1700, 2325, 3000, 3670, 4300, 5700 Гц.

Длительное время в аппаратуре радиоуправления для селекции каналов применялись резонансные реле. Обычно их изготовляли на шесть каналов, но были и десятиканальные. Резонансные реле работают на частотах 200 — 600 Гц. Разница между частотами соседних каналов 20 — 30 Гц. Ширина полосы каж­дого канала находится в пределах 6 — 8 Гц. С применением резонансного реле выпускали аппаратуру РУМ-1. Системы радиоуправления с использованием в приемнике резонансного реле капризны в эксплуатации и нестабильны при изменении температуры. В настоящее время их применяют редко.

Сигналы поднесущих частот в аппаратуре для управления моделями мо­дулируют или по амплитуде, или по частоте. Существуют системы управления, а которых команды различают по признаку разной длительности посылок сиг­налов поднесущих частот. Широкое распространение получила аппаратура, обеспечивающая последовательную передачу команд. В таких командных мно­гоканальных радиолиниях с частотной селекцией сигнала управления число каналов обычно не превышает двенадцати.


Существуют радиолинии для одно­временной передачи двух и более команд. Однако если в радиолинии од­новременно передают команды по четырем-пяти каналам, то избавиться от взаимных помех уже нелегко. Известно, что в многоканальной радиолинии с числом каналов n, когда все сигналы одновременно модулируют сигнал несущей частоты, глубина модуляции от каждого должна составить только 100%/n. Это приводит к уменьшению радиуса действия аппаратуры, к слож­ностям при налаживании и эксплуатации.

Существуют способы - практически одновременной передачи двух команд без снижения глубины модуляции в каждом канале. Это можно обеспечить передачей быстро чередующихся посылок (с частотой 50 — 100 Гц) в двух каналах при одновременном нажатии двух кнопок. Такие системы чаще всего находят применение в авиамодельном спорте. Для судомодельного и авто­модельного спорта можно пользоваться системами с последовательной пере­дачей команд. Кажый вид моделизма предъявляет свои специфические тре­бования к аппаратуре радиоуправления. Делать эту аппаратуру универсальной нерационально.

Рассмотрим вкратце, что следует считать оптимальным применительно к таким видам спорта, как судомоделизм, автомоделизм, авиамоделизм.

На спортивной радиоуправляемой модели корабля1 исполнительными ме­ханизмами служат ходовые электродвигатели, электродвигатели рулевых ма­шинок и разнообразных подруливающих устройств, а также шкотовых , ле­бедок на- моделях яхт. В зависимости от того, для каких состязаний из­готовляется конкретная модель, определяют требования к аппаратуре радио­управления и принципу передачи команд. Большинство спортсменов применяет простые системы радиоуправления. Для скоростных моделей с ходовым элек­тродвигателем пригодна пятикомандная аппаратура с последовательной не­зависимой -передачей команд: «Вперед», «Стоп», «Задний ход», «Лево руля», «Право руля». Для радиоуправляемых моделей парусных яхт и скоростных моделей с ходовым - двигателем внутреннего сгорания может быть применена четырехкомандная аппаратура с последовательной передачей команд.


Для этих же моделей в ряде случаев вполне оправдано применение более сложной мно­гокомандной аппаратуры, обеспечивающей одновременную передачу двух команд, или аппаратуры с одним каналом пропорционального управления рулевым ме­ханизмом и несколькими каналами для разовых команд.

Для плавающих моделей с двигателями внутреннего сгорания применяются системы с двумя каналами пропорционального управления. Для радиоуправ­ления моделью, предназначенной для соревнований по прохождению сложного курса, необходима семикомандная аппаратура с последовательной подачей команд: «Вперед», «Стоп», «Задний ход», «Разворот влево», «Разворот впра­во», «Лево руля», «Право руля». Команды «Разворот влево» или «Разворот вправо» заставляют ходовые винты вращаться в разные стороны в зависи­мости от того, в какую сторону необходимо развернуть модель, или же вклю­чают соответствующие подруливающие устройства. На таких моделях наряду с аппаратурой радиоуправления имеется блок автоматики, управляющий ра­ботой электродвигателей, в частности их реверсом.

На спортивной радиоуправляемой автомодели исполнительными механиз­мами являются один ходовой электродвигатель (реже два) и рулевая машинка (рулевой механизм). Поэтому на такой модели нецелесообразно применять усложненную систему радиоуправления. Например, пятиканальная аппаратура с последовательной передачей команд «Вперед», «Стоп», «Назад», «Налево»Р

«Направо» обеспечивает хорошую управляемость автомоделью на колесах. При некотором усложнении бортовой - автоматики возможно применение аппара­туры с четырьмя и даже с тремя каналами. Правда, иногда необходима мно­гоканальная аппаратура, обеспечивающая одновременную передачу двух команд, или аппаратура с одним каналом пропорционального управления ру­левым механизмом и несколькими каналами для разовых команд. Для управ­ления автомоделями с двигателями внутреннего сгорания применяют системы с двумя каналами пропорционального управления.

Наиболее сложные и жесткие технические требования предъявляют к ап­паратуре радиоуправления пилотажными моделями.


Эти модели способны взлетать, набирать высоту, выполнять комплекс сложнейших фигур высшего пи­лотажа и совершать посадку. Находящаяся на модели бортовая аппаратура командной радиолинии управляет рулями высоты и поворота, элеронами, трим­мерами руля высоты, частотой вращения вала двигателя и включением тор­моза. Управление полетом требует от моделиста большого мастерства.

Приобретение навыков пилотирования моделей идет, как обычно — от про­стого к сложному. Для простых моделей требуется менее сложная аппара­тура. Так, например, для радиоуправляемой авиамодели с управлением ру­лем поворота и частотой вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания вполне достаточно трехкомандной аппаратуры дискретного управ­ления. Среди радиоуправляемых авиамоделей в отдельные группы выделяют пилотажные модели, модели-копии самолетов, модели самолетов с посадкой в круг, модели планеров и модели-копии планеров. Для моделистов, пилоти­рующих сложные многофункциональные модели, нужна многоканальная аппа­ратура с пропорциональным управлением, легкая и компактная, экономичная по электропитанию, надежная в работе и удобная в эксплуатации.

Рис. 4. Временные диаграммы, поясняющие метод формирова­ния плавноизменяемой коман­ды:

а — напряжение »а выходе ко-мандодатчика; б — поднесущие частоты; в — излучаемый сигнал

Максимально допустимая мощность передатчика — 1 Вт. Рулевые машинки должны иметь продольные тяги или поворотные рычаги. Время движения ры­чага из нейтрали в крайнее положение и время возврата должно быть в пределах от 0,2 до 0,4 с. Усилие на рычаге рулевой машинки должно быть не менее 400 г.

Предмет особого внимания радиоконструкторов, разрабатывающих и мо­дернизирующих аппаратуру радиоуправления моделями, — многоканальные ра­диолинии с пропорциональным управлением исполнительными механизмами, В этих системах перемещение тяги или отклонение поворотного рычага руле­вой машинки модели пропорционально перемещению или наклону управляю­щего рычага передатчика радиопередающего устройства.



Существует ряд способов преобразования механического отклонения уп-.. равляющего рычага командодатчика в электрические сигналы, которые будут зашифрованы и переданы командной радиолинией, приняты и расшифрованы на борту модели и снова преобразованы в соответствующее механическое от­клонение рычага рулевой машинки.

По своему характеру команды управления могут быть подразделены на разовые (однократные и многократные) и непрерывные (плавно изменяющиеся). Непрерывные команды могут быть знакопеременными, т. е. такими, когда на­ряду с изменением амплитуды сигнала команды может смениться его знак с переходом через нуль. Это команды управления рулями, когда их нужно плавно поворачивать влево и вправо (или вверх и вниз) относительно нейтрального (нулевого) положения. Существует по­нятие коэффициента плавно изменяемой команды Kk, который является величиной относительной:

Кк = К/Кмакс,

где K — длительность передаваемой команды; Kмакс — наибольшая возможная длительность пе­редаваемой команды.

Широкое применение для передачи плавно из­меняемых команд получил метод временных соот­ношений длительности посылки и паузы или дли­тельностей двух биполярных импульсов за время постоянного периода при непрерывной передаче с постоянной частотой повторения [Этот метод раньше имел не вполне удачное наименование «разноплечевого меандра». Меандр, как известно, — это напряжение прямоугольной формы с по­стоянной скважностью, равной 2. — Прим. ред.]. Принцип реа­лизации этого метода в командной радиолинии иллюстрируется рис. 4. Импульсы на выходе ко-мандодатчика имеют постоянный период повторе­ния. На выходе командодатчика осуществляется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Коман­да определяется соотношением длительностей T1 и T2:



Импульсы с командодатчика преобразуются в шифраторе в частотно-мани-пулируемую поднесущую (ШИМ-ЧМн), показанную на рис. 4,6.

На рис. 4,в изображен вид излучаемого передатчиком сигнала (ШИМ — ЧМн — AM). Приемник выделяет импульсы длительностью ti и т2.


Временное соотношение этих импульсов преобразуется в напряжение или ток для управ­ления исполнительным механизмом.



Рис. 5. Структура импульсной последо­вательности в каналах с временным уп­лотнением

В основу принципа построения большинства известных многоканальных командных радиолиний с пропорциональным управлением заложен метод вре­менного разделения команд. Однако известны методы построения командных радиолиний с одновременной передачей сигналов пропорционального управления по двум каналам. В радиолиниях для управления моделями такой метод одно­временной двухканальной передачи плавно изменяемых команд применяют весь­ма редко. Однако если быстро чередовать каналы, то команды будут обработа­ны как передаваемые одновременно. Такое чередование обеспечивает простой электронный .коммутатор. В радиолиниях с тональными методами передачи команд нет необходимости в синхронизации, так как каналы разделяются низко­частотными фильтрами.

Схема семикомандного передатчика

В настоящее время существуют разные варианты аппаратуры, как промыш­ленной, так и самодельной, для дискретного управления движением моделей.

Схема любительского передатчика дискретного управления показана на рис. 31. Передатчик работает разовыми командами по семи каналам в любой последовательности. Рабочая частота 27,12 МГц±0,05% или на фиксированной частоте в диапазоне 28 — 28,2 МГц. Мощность излучения — 0,3 Вт. В задаю­щем генераторе использован кварцевый резонатор. Передатчик питается от трех батарей 3336. Дальность действия передатчика до 500 м (на земле), если на модели установлен приемник, собранный по схеме, изображенной на рис. 33, и длиной приемной антенны не менее 30 см.

Задающий генератор собран на транзисторе VT1. Кварц ZQ1 возбуждается на частоте 27,12 МГц±0,05%, а контур L1C1 настраивают на более низкую ча­стоту, в результате на частоте 27,12 МГц он имеет емкостную проводимость и создаются условия для самовозбуждения по схеме емкостной «трехточки», в кото­рой роль индуктивности выполняет кварц. С обмотки связи L2 напряжение по­ступает к буферному каскаду, в котором работают, транзисторы VT2 и VT3, включенные параллельно. Контур L3C8 настроен на частоту 27,12 МГц.

Выходной каскад (усилитель мощности) выполнен на транзисторе VT4. На­грузкой его является контур L5C10C11, к которому через согласующую катушку L7 подключена излучающая антенна WA1.

Модулятор собран на транзисторах VT5, VT6, VT9. Когда открыт транзис­тор VT5, открыты и транзисторы выходного и буферного каскадов, и пере­датчик излучает высокочастотные колебания.

Шифратором служит мультивибратор на транзисторах VT7, VT8. Он гене­рирует колебания прямоугольной формы. При нажатии на одну из семи команд­ных кнопок SB1 — SB7 мультивибратор начинает генерировать одну из частот соответственно 1080, 1320, 1610, 1970, 2400, 2940, 3580 Гц, а передатчик излу­чает высокочастотные колебания, модулированные звуковой частотой.

Стабилизатор напряжения, выполненный на транзисторе VT10 и стабили­троне VD5, обеспечивает стабильность частоты мультивибратора при изменении напряжения питания с 12 до 8,5 В, тем не менее при разрядке батареи до 9 В ей следует заменить новой.

Антенна — штыревая длиной 1 м.

Особенность передатчика в том, что с корпусом (общий провод) соединен минусовой вывод источника питания. Это упрощает монтаж высокочастотных це­пей выходной и буферной ступеней, а контуры можно настраивать не только подстроечниками катушек, но и подстроечными конденсаторами, роторы которых соединены с общим проводом.

В высокочастотной части передатчика применены керамические конденсаторы. Для изготовления дросселя L5 на резистор МЛТ-1 сопротивлением не менее 200 кОм наматывают (до заполнения) один слои провода ПЭЛ 0,08. Концы на­мотки припаивают к выводам резистора. Конденсаторы С12 и С13 в мультиви­браторе лучше применять бумажные, например МБМ. Транзисторы рекоменду­ется применять с коэффициентом Л21Э, равным 40 — 60.

Схема включения ходового электродвигателе « постоянным магнитом

На рис. 54 показан вариант схемы включе­ния ходового электродвигателя с возбуждением от постоянного магнита.

Налаживают блок, пользуясь осциллографом. Процесс начинают с узла сравнения. Необходимо следить, чтобы отношение длительности паузы к дли­тельности выходных импульсов мультивибратора менялось при изменении шири-«ы входного канального импульса. Выходной транзистор должен полностью от­крываться. Между эмиттером и коллектором транзистора VT9 подключают вольтметр. Его показание должно быть близко к нулю при максимальном на­пряжении на двигателе. Если транзистор VT9 не открывается полностью, его сле­дует заменить на другой, с большим значением коэффициента й21Э, или же за­менить транзисторы VT6 — VT8 другими, с большим значением этого коэффици­ента.

Затем добиваются четкой работы реле К1. Еслгг оно не срабатывает при ми­нимальном напряжении на двигателе, то следует подобрать транзисторы VT5 в VT10 с большим значением h 1Э, а также уточнить номиналы резисторов в их базовых цепях. При токе нагрузки электродвигателя до 4 А можно выбрать R25 сопротивлением 300 Ом; R26 — 390 Ом; VT8 — из серии МП16; VT9 — из серии П214-П217, П4. Надежность работы блока при управлении мощными электро­двигателями может быть повышена применением вместо одного транзистора VT9 двух, включенных параллельно и установленных на теплоотводы.

8. «РУМПРОП-8»

«Румпроп-8» — радиоаппаратура летающей модели, обеспечивающая пропорциональное управление четырьмя миниатюрными рулевыми машинками, жаждая из которых управляется двумя плавными командами («вверх — вниз», «влево — вправо» и т. д.). Число каналов пропорционального управления — че­тыре. Разработана эта аппаратура в спортивно-техническом клубе Московской области под руководством одного из авторов книги М. Е. Васильченко. «Рум­проп-8» изготавливали многие спортсмены-авиамоделисты и успешно выступали с ней на соревнованиях, управляя -пилотажными моделями. Модель с такой ап­паратурой может выполнять все фигуры высшего пилотажа.
Радиус действия аппаратуры на земле 800 — 1000 м. Рабочая частота передатчика: 27,12±0,6 МГц. Мощность передатчика: 0,8 — 1 Вт.

В аппаратуре «Румпроп-8» использова­ны принципы электронно-вычислительной, техники и импульсной многоканальной ра­диосвязи. Разделение каналов временное, что позволяет передавать команды по всем каналам одновременно и независимо одна от другой. В каждом канале пропорцио­нального управления есть следящая система. Она преобразует электрическое напряжение (пропорциональное управляющему сигналу) в механическое отклонение рулей. Электрическая следящая система состоит из дешифратора-усилителя, исполнительного электродвигателя и резистора об­ратной связи. Система передачи канальных импульсов и синхронизация каналов такие же, как и в аппаратуре «Вариопроп» (см. рис. 7).

Для синхронизации применяется импульс, длительность которого значитель­но превосходит длительность разделительных импульсов. Как уже упоминалось ранее, такая синхронизация- имеет повышенную устойчивость к импульсным по­мехам, проникшим в тракт дешифрации. Передающее устройство аппаратур» «Румпроп-8» состоит из шифратора, формирующего серии канальных импульсов, изменение длительности которых пропорционально отклонению рычагов управле­ния высокочастотного блока-передатчика, и собственно передатчика. На рис. 5S показаны структура модулирующего сигнала и вид сигнала, излучаемого пере­датчиком.

Схема второго варианта приемника и усилителя-формирова­теля каналов

Рис. 63. Эпюры импульсных на­пряжений в усилителе-формирователе

Схема выносной головки для универсального вольтметра

На рис. 68 представлена схема варианта индикатора излучения передатчи­ка с визуальным контролем. Для контроля использована лампа от карманного фонаря, рассчитанная, на напряжение 1 В (МШ-0,068). Индикатор представля­ет собой детекторный приемник с двухкаскадным усилителем постоянного тока на транзисторах МП16Б (или им аналогичных). В цепь коллектора выходно­го транзистора VT3 включена индикаторная лампа. Индикатор смонтирован на изоляционной плате и вместе с батареями питания размещен в пластмассовом футляре подходящих размеров. Каждую батарею питания можно составить из f pex дисковых герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов Д-0 25.

Приближенно проградуировать шка­лу индикатора поля можно по сиг­налу от измерительного генератора высокой частоты. К его выходу подклю­чают отрезок провода длиной 30 см. Вблизи этого провода располагают шты­ревую антенну градуируемого индикато­ра поля.

Универсальный вольтметр, схема которого изображена на рис. 69, прост изготовлении и налаживании.

Входное сопротивление его около 2 МОм на пределе измерения постоянно-fo напряжения 1 В и 4,5 МОм на остальных пределах (10, 100, 1000 В). Напря­жение высокой и звуковой частот можно измерять в пределах от 0,1 до 25 В. Транзисторы VT1 и VT2 образуют парафазный истоковый повторитель. Измеря­емое напряжение приложено к затворам транзисторов и одновременно к цепи R5, R14. В результате между затвором и истоком каждого транзистора действу­ет половина измеряемого напряжения, но с разной полярностью. Это приводят к тому, что в одном плече ток стока уменьшается, в другом — увеличивается я между точками а и б появляется разность потенциалов, отклоняющая стрелку микроамперметра РА1 пропорционально приложенному напряжению.

Цепь C1,VD1,R7, C2 предназначена для измерения напряжения 34. Напря­жение ВЧ измеряют с помощью выносной головки, схема которой показана на рис. 70. Питают прибор от батареи с напряжением 9 В. Транзисторы для вольт­метра должны быть подобраны близкими по параметрам. Для подборки тран­зисторов можно воспользоваться устройством, схема которого изображена на рис. 73. Для каждого транзистора. снимают проходную характеристику при Uст= — 9 В.

Схема задающего генератора и удвоителя частоты

Рис. 26. Схема автогенератора (емкостная «трехточка») для возбуждения кварцевого резонатора на гармониках (а) и ее эквивалентная схема (б)

В осцилляторных генераторах, работающих на частоте выше 20 МГц, обыч­но возбуждают кварц на третьей или пятой гармониках, но не более высоких, так как там сильнее сказывается вредное влияние статической емкости и емкости монтажа.

Для расчета генератора, схема которого показана на рис. 25, существуют простые формулы для емкости конденсаторов С1 и С2 (в пикофарадах), модуля коэффициента обратной связи |К| и высокочастотного напряжения на коллек­торе (в вольтах):

Здесь Rу выбирается из расчета недонапряженного режима автогенератора; Хг — емкостное сопротивление конденсатора С2; Ко — коэффициент, определя­вший отношение емкостей конденсаторов С2/С1 = 1/Kо; fг — частота генерации, МГц; Rкв — эквивалентное активное сопротивление кварца. В генераторах на транзисторах серий П403, ГТ308 или им подобных значение Ко берут равным 1 — 1,5, а на транзисторах серий П411, ГТ311 — 0,7 — 0,8.

Рис 27 Диаграммы реактивного сопротивления:

а — последовательного контура; б - параллельного контура

При питании цепей коллектора и базы транзистора от общего источника Uпит (см. рис. 24,а) справедливо соотношение:

Эквивалентное сопротивление в цепи базы

 должно быть равно 5 — 10 кОм. Сопротивление резисторов делителя определяют по формулам

Для определения значения коэффициента А нужно в собранном генераторе, до установки кварца, временным делителем с переменным резистором установить коллекторный ток в пределах 2 — 3 мА. После этого следует измерить напряже­ние urz, а затем рассчитать R1 и R2. Сопротивление резистора R8 определяет температурную стабильность генератора. Существуют рекомендации по выбору этого резистора. Для транзисторов серии ГТ308, а также для близких к ним по параметрам R9 берут равным 300 Ом, а для транзисторов серии ГТ311 и им аналогичных -г- 390 Ом. Сопротивление нагрузочного резистора R3 определяют во формулам

где С1 — емкость внешнего конденсатора, Си — емкость монтажа (3 — 5 пФ); ch и Свых — входная и выходная емкости транзистора на частоте генерации По аналогии С2'=С2+СМ+СВХ.

Емкость конденсатора- СЗ определяют из соотношения С3=(0,01 — 0,1)С1. Емкость блокировочных конденсаторов (в пикофарадах) рассчитывают по формулам



где Кэ — сопротивление в омах; fг — частота в мегагерцах.

Перейдем к варианту генератора с емкостной «трехтонкой» и кварцем, ра­ботающим на нечетной механической гармонике (см. рис. 26). Там роль конден­сатора С1 контура автогенератора играет параллельный контур CKLK (см, рис. 26,6). Как уже отмечалось, на частоте генерации этот контур должен иметь емкостное сопротивление, т. е. его резонансная частота fo должна быть ниже частоты генерации. Параметры контура следует выбирать так, чтобы его соб­ственная частота равнялась fо = .(0,7 — 0,8)fг.

Обратимся к рис. 27,6. На частоте ШР имеется результирующая емкостная

проводимость В = wгСэкв = wгС'к —1/wгLК, где Ск и LK — соответственно емкость

и индуктивность контура. Обычно индуктивность LK обусловлена конструктивны­ми соображениями. Емкость СЭКв выбирают равной емкости конденсатора С1, определяемой методом, изложенным выше. После этого получим:



Обобщенную емкость контура С'к (в пФ) можно определить, задавшись индуктивностью LK (в мкГн), по формуле:



Конкретная емкость конденсатора Ск:

СК = С'к — Свых — LM — Свнос.

При определении СВНос исходят из характера подключения буферной ступе­ни к автогенератору. Возможны три варианта подключений внешней нагрузжн (рис. 28) — с индуктивной, автотрансформаторной и внешнеемкостной связью.



Рис. 28. Эквивалентные схе­мы генератора вида ем­костная «трехточка» с ра­ботой кварцевого резонато­ра на механических гармо­никах:

а — связь с нагрузкой ин­дуктивная; б — автотранс­форматорная связь с на­грузкой; в — внешнеемкост-ная связь с нагрузкой

Связь с нагрузкой выбирается из условия оптимального согласования:





где Квкя — коэффициент включения (коэффициент трансформации); Ra — со­противление нагрузки; R0e=106 LK/CKRK — эквивалентное сопротивление контура

здесь RK — активное сопротивление контура).

Известно, что при индуктивной связи с нагрузкой максимальное выходное напряжение будет при отношении L2/L1 = 0,15 — 0,2 (см. рис. 28,а). Катушку L2 следует располагать между витками катушки L1. При автотрансформаторной я внешнеемкостной связи с нагрузкой коэффициент включения выбирают в преде­лах 0,1 — 0,3.

Вносимая в контур емкость со стороны нагрузки

Св нос = K2вкл Сн.

Если подключение нагрузки индуктивное, то для определения параметров контура используется формула



Здесь Kтр — коэффициент трансформации; L2 — индуктивность катушки свя­зи с нагрузкой; L1 — индуктивность катушки контура, например, для частоты в пределах 20 — 30 МГц ее выбирают равной 0,6 мкГн; Ксв — коэффициент связи между катушками, определяемый по формуле:



где — взаимная индуктивность (LСогл — суммарная индук­тивность при согласном последовательном включении катушек, LBCTP — суммар-яая индуктивность при встречном последовательном включении катушек).

Необходимую расстройку контура для обеспечения .устойчивой генерации можно определить и опытным путем, задавшись индуктивностью катушки L1 и коэффициентом связи с нагрузкой. Используя генератор в режиме усилителя на частоте генерации и изменяя емкость конденсатора С2, снимают зависимость выходного напряжения от емкости С2. Определив максимум напряжения на кон­туре, увеличивают емкость С2 до тех пор, пока выходное напряжение не умень­шится на 30% от максимального. Необходимо, чтобы добротность катушки L1 была не хуже 50.

Кварцевые генераторы, собираемые по осцилляторной схеме, имеют узкие пределы регулировки номинала рабочей частоты. Следует иметь в виду и то, что обычно кварцевые резонаторы при изготовлении регулируют совместно с ге­нератором по схеме последовательного резонанса. Из разновидностей генерато­ров с кварцем, работающим вблизи последовательного резонанса, представля­ют интерес те, у которых кварц включен в контур, хотя существуют и генера­торы с кварцем в цепи обратной связи.


В генераторе с кварцем в контуре мож-« о подстраивать частоту внешними элементами, причем зона подстройки часто­ты горазде шире, чем у кварцевых генераторов других видов.



Рис. 29. Эквивалент­ная схема кварцево­го генератора с квар­цем в индуктивной ветви емкостной «трехточки»

Рассмотрим генераторы с кварцем в контуре, предназначенные для работы с частотой в пределах 5 — 50 МГц. На рис. 29 изображена схема генератора с емкост­ной «трехточкой» и с кварцем в индуктивной ветви кон­тура. Емкость контура генератора составлена из после­довательно соединенных емкостей конденсаторов С1 и С2.

Генерация происходит на частоте, близкой к частом последовательного резонанса кварца, у которого в этом случае общее сопротивление минимально и носит актив­ный характер. Катушкой L1 (при перекрытии по индук­тивности не менее чем в два раза) удается подстраивать частоту генерации в пределах ±(20 — 50)10-6 от номинального значения. Индуктивность Катушев Ll (в мкГн) определяют по формуле



где С1 и С2 — емкости конденсаторов в пФ; fг — частота в МГц.



Рис. 30. Схемы генератора с кварцевым резонатором, работающим вблизи последователь­ного резонанса:

а — на основной частоте; б — на механической гармонике

На рис. 30 показаны схемы генераторов с последовательным резонансом. Об& генератора имеют эквивалентную схему, изображенную на рис. 29, только bg втором из них (рис. 30,6) последовательно с катушкой L1 включен конденсатор СЗ, образуя с ней последовательный контур, который должен быть настроев ва частоту ниже частоты генерации. В результате на частоте генерации контур L1C8 будет иметь сопротивление индуктивного характера (см. рис. 27). Таким же об­разом может быть рассчитан и разделительный конденсатор СЗ в генераторе на схеме на рис. 30,а.

Контур L1C3 включают последовательно с кварцем в тех случаях, когдв требуется перестраивать частоту генератора в более широких пределах. Практи­чески в таком случае удается расширить пределы подстройки частоты в 3 разе [±(60 — 150)10-6fг].


Для этого увеличивают индуктивность также в 3 раза и включают конденсатор СЗ такой емкости, при которой кварц возбуждается вбли­зи последовательного резонанса. Подборкой конденсатора СЗ можно грубо определить номинальную частоту генерации, а подстроечником катушки L1 — уста­новить ее точно.

В генераторе (по схеме рис. 30,6), где кварц работает на механической гар­монике, пределы перестройки частоты одной только катушкой L1, включенной последовательно с кварцем, меньше, чем на его основной частоте. Практически катушкой удается перестраивать частоту генерации в пределах ±15-10~6. Для расширения этих пределов индуктивность катушки, ориентировочное значение ко­торой предварительно рассчитывают, увеличивают в 2 — 3 раза и последователь­но с ней включают конденсатор такой емкости, при которой кварц возбуждает­ся вблизи последовательного резонанса механической гармоники. Практически удается подстраивать частоту в пределах ±30-10~6. Параллельный контур L2C2 с учетом вносимой в него емкости выполняет роль конденсатора С1 в схемах емкостной «трехточки» (см. рис. 26).

Сопротивление резистора R4 (в омах) определяют по формуле



где fr — в мегагерцах; Со — статическая емкость кварца, пФ.

Этот резистор, шунтирующий кварц, предотвращает паразитные колебания, обусловленные индуктивностью катушки L1 и статической емкостью кварца. В остальном расчет не отличается от расчета обычного генератора по схеме емко­стной «трехточки».

4. АППАРАТУРА ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Движением модели можно управлять разовыми (дискретными) коман­дами. Характер этих команд, передаваемых оператором, зависит от вида испол­нительного механизма на модели. В тех случаях, когда команды служат для включения и выключения исполнительных механизмов, они кратковременны. При управлении рулями длительность команды определяет необходимый угол пово­рота руля.

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Основы радиоуправления/Под ред. В. А. Вейцель и В. Н. Типугина — М.: ч Сов. радио, 1973. — 464 с.

2. Гюнтер Миль. Электронное дистанционное управление моделями: Пер. с нем./Под ред. А. В. Дьякова. — М.: ДОСААФ, 1980. — 416 с.

3. Войцеховский Я. Дистанционное управление моделями: Пер. с польск./Под ред. А. П. Павлова и Н. Н. Путятина. — М.: Связь, 1977. — 432 с.

4. Потапов В. Н., Хухра Ю. С. Пилотажные радиоуправляемые модели само­летов. — М.: ДОСААФ, 1965. — 118 с.

5. Дьяков А. В. Радиоуправляемые автомодели. — М.: ДОСААФ, 1973. — 120 с.

6. Юные корабелы/Под ред. Г. П. Осипова. — М.: ДОСААФ, 1976. — 248 с.

7. Бобров Н. В. Радиоприемные устройства. — М.: Энергия, 1958. — 448 с.

8. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах/Под ред. Р. А. Валитова и И. А. Попова. — М.: Сов. радио, 1973.

9. Дьячихин В., Катин Л. Пропорциональное плюс дискретное. — «Моделист-конструктор», ,1975, № 10, с. 38, 39; № 11, с. 34 — 36.

10. Гаевский О. К. Технология изготовления авиационных моделей. — М.: Обо-ронгиз, 1953. — 340 с.

11. Целовальников А. С. Справочник судомоделиста. Часть I. — М.: ДОСААФ, 1978; част II — 1981.

12. Гусев Е. М., Осипов М. С. Пособие для автомоделистов. — М.: ДОСААФ, 19-80. — 144 с.

Структура импульсной последова­тельности в каналах с синхронизацией паузой

Для передачи плавно изменяемых команд можно применить изменение ча­стоты тональной посылки в определенных пределах в обе стороны от среднего значения, соответствующего нулевому значению команды. На среднюю частоту настраивают низкочастотный дискриминатор приемника. Выходное напряжение меняется от отрицательных до положительных значений пропорционально изме­нению частоты и отклонению рычага командодатчика. Усилитель постоянного то­ка усиливает эти перепады до значений, необходимых для работы электродви­гателя рулевой машинки. Для того чтобы ее рычаг остановился в положении, пропорциональном постоянному напряжению на его входе, с выходной осью рулевой машинки связывают переменный резистор, включенный потенциометром. С него снимают напряжение, нейтрализующее действие входного напряжения при достижении рычагом требуемого положения, в результате чего он остано­вится. Отклонение рычага рулевой машинки будет тем точнее, чем больше ко­эффициент усиления усилителя рулевой машинки. Упомянутый метод применя­ют редко, так как приемная аппаратура при этом получается более тяжелой, имеет больший объем, регулировка ее сложнее, чем при других методах постро­ения многоканальных линий с пропорциональным управлением.

Рис. 7. Структура импульсной последова­тельности в каналах с синхронизацией маркерным импульсом

В настоящее время в многоканальных радиолиниях пропорционального уп­равления широко применяют метод импульсной передачи команд при времен­ном разделении каналов. При этом в шифраторах и дешифраторах широко ис­пользуют мультивибраторы, одновибраторы, дифференцирующие и интегрирую­щие цепи и т. п. В этих системах отклонение рычага рулевой машинки пропор­ционально длительности передаваемого импульса.

В импульсных системах каждому каналу отводится отрезок времени, а все эти отрезки периодически повторяются (рис. 5). Такое распределение каналов именуется многоканальной системой с временным уплотнением. При передаче команд в этой системе необходимо сохранять последовательность каналов, для чего синхронизируют их передачу.
Существует много способов синхронизации, но в аппаратуре для радиоуправления моделями используют лишь те, которые имеют наиболее простые схемно-конструктивные решения.

Зарубежная фирма «Симпроп эЛектроник» в аппаратуре «Супер Альфа 2007/5» для синхронизации использует паузу, расположенную между концом импульса последнего и началом импульса первого каналов (рис. 6). В дешиф­раторе приемника этой аппаратуры имеется узел, который при прохождении па­узы с длительностью больше максимальной длительности одного канала уста­новит счетчик каналов в исходное (нулевое) состояние, подготовив его для сче­та новой серии импульсов.

В аппаратуре «Вариопроп», выпускаемой фирмой «Граупнер Грундиг», ис­пользован другой способ синхронизации: в качестве маркера серии применяют импульс большой длительности (рис. 7). В этой системе синхронизирующие узлы помехоустойчивы. Они практически не реагируют на импульсную помеху, так как у нее в большинстве случаев длительность мала, а у синхронизирую­щего, (маркерного) импульса длительность значительно больше.

Рис. 8. Структура импульсной последова­тельности в каналах с синхронизацией маркерным пакетом импульсов

В аппаратуре ТХ/РХ-14 (этой же фирмы) серия импульсов синхронизирует­ся тремя импульсами малой длительности, образующими своеобразный пакет импульсов (рис. 8). В дешифраторе приемника имеется счетчик, который под­считывает импульсы и только после этого включит счетчик каналов. Такой спо­соб синхронизации надежно защищает дешифратор от помех, так как очень мала вероятность того, что помеха будет иметь вид такого пакета импульсов малой длительности.



Рис. 9. Диаграммы передаваемого сиг­нала в системе «Двсороп»:

а — в шифраторе при передаче плавноиз-меняемой команды; б — в эфире только плавноизменяемая команда; в — в шифра­торе при одновременной передаче плавно-изменяемой и дискретной команды; г — в эфире плавноизменяемая и дискретная команды одновременно

В импульсных многоканальных командных радиолиниях возможны следую­щие виды модуляции для передачи команд: амплитудно-импульсная (АИМ); широтно-импульсная (ШИМ); фазоимпульсная (ФИМ); кодоимпульсная (КИМ).


Из перечисленных видов модуляции наибольшее распространение в аппаратуре радиоуправления моделями для передачи пропорциональных команд управления получила ШИМ. Значение плавно изменяемой команды передается путем изме­нения длительности импульсов при постоянной их амплитуде. Модуляция может быть односторонней или двусторонней. В первом случае длительность изменяют перемещением фронта или спада импульса по времени, а во втором — одновре­менно смещают и фронт и спад.

Остальные виды модуляции в аппаратуре радиоуправления моделями прак­тически не применяют, поскольку АИМ не обладает помехоустойчивостью, а ФИМ и КИМ хотя и имеют высокую помехоустойчивость, но сложны в реали­зации. Следует отметить, что при временном разделении каналов можно добить­ся полного исключения взаимовлияния каналов.

Существуют смешанные (частотно-временные) варианты построения радио­линий с пропорциональным управлением. Такие варианты могут быть реализо­ваны для небольшого числа каналов (не более четырех). Эти же комбинирован­ные методы находят применение при построении систем с дискретно-пропорцио­нальным управлением («Диспроп»), в которых по одному или двум каналам пе­редают плавно изменяемые команды пропорционального управления и одновре­менно по этим же или дополнительным каналам передают дискретные (разо­вые) команды, выделяемые в дешифраторе модели раздельно для управления различными исполнительными механизмами.

На рис. 9 показаны диаграммы, поясняющие метод передачи команд в ап­паратуре «Диспроп», разработанной моделистом В. Дьячихиным. Эта аппарату­ра имеет один канал пропорционального управления и несколько (4 — 6) каналов для передачи дискретных команд. Для формирования и передачи плавно изменяемой команды используется ШИМ одного импульса, который передается с постоянной частотой повторения. Соотношение длительностей импульса и па­узы определяет значение и знак плавно изменяемой команды (например, «впра­во» или-«влево»).


Дискретные команды передают путем модуляции звуковой частотой высокочастотных колебаний во время передачи импульсов плавно из­меняемых команд. Каждому дискретному каналу соответствует свое фиксиро­ванное значение звуковой частоты (свой тон).

Глубокая модуляция (метод ключевания) несущей высокой частоты низко­частотной поднесущей определяет эффект дробления общего высокочастотного импульса на более короткие импульсы, следующие с звуковой частотой. Период Т должен быть таким, чтобы за время самого короткого импульса плавно изме­няемой команды уместилось не менее десяти периодов поднесущей звуковой ча­стоты дискретной команды.

О том, как схемно и конструктивно решаются задачи в аппаратуре радио­управления моделями при тех или иных принципах построения современной командной радиолинии и методе передачи команд, рассказано в последующих главах.

Какими соображениями нужно руководствоваться при выборе готовой ап­паратуры или при самостоятельном ее изготовлении? Какими должны быть ре­жим работы и мощность излучения передатчика? Каким техническим требо­ваниям должны удовлетворять передающая и приемная части аппаратуры?

Эти и другие вопросы встают перед моделистами, работающими над радио­электронной оснасткой управляемой модели.

Прежде всего перед самостоятельной постройкой или приобретением аппа­ратуры заводского изготовления следует получить в Государственной Инспекции Электросвязи разрешение на право пользования передатчиком для управления моделями. На любительском передатчике индивидуального и коллективного поль­зования для радиоуправляемых моделей разрешается работать с мощностью из­лучения не более 1 Вт, типом излучения А-2 (амплитудномодулированные коле­бания) с шириной полосы излучаемых частот не более 25 кГц для передачи команд телеуправления в диапазонах 28 — 28,2 и 144 — 146 МГц и на частоте 27,12 МГц±0,6%.

Использование таких передатчиков для проведения радиосвязи категори­чески запрещается!

Следует заметить, что применение для целей радиоуправления передатчи­ков с мощностью излучения менее 10 мВт, приобретаемых в торговой сети, не требует разрешения, о котором шла речь выше.К числу таких передатчиков, например, относится передатчик командного радиокомплекса «Импульс». Изме-

вение схемного решения этих передатчиков я увеличение их мощности катего­рически запрещено.

Необходимую стабильность несущей частоты передатчика обеспечивают кварцевой стабилизацией задающего генератора. В ряде случаев после всесто­ронней проверки стабильности частоты при изменениях напряжения питания и температуры воздуха может быть применена - параметрическая стабилизация, ес­ли рабочая частота выбрана в середине диапазона, выделенного для радиоуп­равления.

Структурная схема командной радиолинии управления моделью

Управление по радио подвижными объектами сводится к передаче команд по одному и тому же каналу связи на одной несущей частоте с помощью командной радиолинии. Существуют различные принципы построения командных радиолиний, предназначенных для управления моделями. Наиболее проста и доступна для самостоятельного изготовления аппаратура телеуправления, в ко­торой использован числоимпульсный принцип распределения команд. В недале­ком прошлом такую аппаратуру применяло большинство моделистов. Затем она морально устарела, и принцип числоимпульсного распределения команд стал вспомогательным в многоканальных системах радиоуправления. Один из при­менявшихся вариантов построения такой системы показан на рис. 2.

Рис. 2. Вариант построения аппаратуры числоимпульсной системы

Первоначально в моделизме широко применяли шаговые искатели все­возможных конструкций. Передатчики и приемники были ламповыми. На пе­редающей стороне командной радиолинии устанавливали радиопередатчик сиг­налов и ключ, посредством которого передавали команды. Передатчик при этом излучал посылки немодулированных колебаний, т. е. работал в импульсном ре­жиме. На приемном конце на выходе приемника было включено чувствительное, быстродействующее реле К1, именуемое в дальнейшем первичное реле. Его кон­такты включали шаговый искатель (ШИ), отыскивающий нужную исполнитель­ную цепь и подключавший ее к источнику тока. Для того чтобы щетка ШИ не была под напряжением во время движения, предусматривали реле времени К2. Оно быстро срабатывало при передаче первого в командной серии импуль­сов, разрывая своими контактами цепь подачи тока к исполнительным меха­низмам. Спустя некоторое время после установки щетки ШИ в нужное поло­жение через контакты реле К2 автоматически подавался ток в исполнительную цепь. При необходимости исполнительные механизмы можно подключить к кон­тактам ШИ, минуя реле К2.

Соревнования проводят на двух разных

Соревнования проводят на двух разных трассах поочередно. За рубежом практикуют соревнования скоростных радиоуправляемых автомоделей с двигате­лями внутреннего сгорания. Модели представляют собой копии гоночных авто­мобилей, а сами соревнования напоминают шоссейные гонки в миниатюре. В каждом заезде участвует не менее трех автомоделей.



Рис. 13. Конструкция шасси радиоуправляемой модели класса «Формула-1»:

1 — ось левого колеса; 2 — плечо рулевой трапеции; 3 — осевой подшипник; 4 — тормоз; 5 — одшипник промежуточной оси; 6 — сцепление

В Советском Союзе такие соревнования также завоевывают все большую популярность. Модели, участвующие в скоростных соревнованиях, представля­ют копии (в масштабе 1 : 8) существующих гоночных автомобилей формулы Ф-1 (колеса открыты) или Ф-2 (колеса закрыты). На моделях установлены двига­тели внутреннего сгорания с рабочим объемом цилиндра до 3,5 см3. Модель дол­жна быть ярко окрашена. На кузов наносят не менее трех номерных знаков. Кроме того, модели с открытым салоном должны иметь макет водителя с сег­ментом руля. Двигатель снабжают глушителем шума. Стартуют одновременно четыре — шесть моделей. Если во время гонок модель переворачивается, оста­навливается или происходит поломка, механик имеет право устранить неполадку и модель продолжает гонку. Для соревнований радиоуправляемых скоростных моделей наиболее удобна площадка размером 80X60 м (можно и меньше). Схема одной из трасс доказана на рис. 12. Обозначают трассу ярко раскрашенны­ми пустотелыми пластмассовыми цилиндрами диаметром 20 см.

Продолжительность заезда от 5 до 30 мин. На моделях устанавливают про­порциональную радиоаппаратуру со сменными кварцами. Моделистам, присту­пающим к изготовлению гоночных моделей, напомним, что гоночная радиоуправ­ляемая модель с двигателем внутреннего сгорания и хорошо проработанной кон­струкцией всех агрегатов описана Е. М. Гусевым и М. С. Осиновым в книге «Пособие для автомоделистов», выпущенной издательством ДОСААФ в 1980 г.



Радиоуправляемая модель гоночного автомобиля не должна быть крупнее 1/8 от прототипа, причем копируют только внешний вид. Максимальная шири­на ее 26,5 см. На модели устанавливают двигатель внутреннего сгорания с объ­емом цилиндра до 3,5 см3. Сцепление и тормоз должны обеспечивать удержа­ние модели на линии старта. Гонки, в которых одновременно участвуют несколь­ко моделей, проводят в несколько этапов. Обычно моделисты используют двух-канальную пропорциональную аппаратуру для управления поворотом ведомых колес и работой двигателя. Аппаратура каждой модели настроена на свою ча­стоту, чтобы не было взаимных помех.

На рис. 13 показано шасси английской радиоуправляемой модели фир­не «Челленджер». Основная особенность этой модели — применение зубча­того приводного ремня от вала двигателя к промежуточному шкиву, связан-вому с автоматическим сцеплением. Оно включается, как только вал двигателя, разгоняясь, достигнет половины номинальной частоты вращения. Ременная передача изолирует сцепление от вредного воздействия вибрации, идущей от дви­гателя и маховика; на задней промежуточной оси, связанной со сцеплением, уа-тановлен тормозной барабан, к которому прижат тормоз. Ведущая ось — сталь­ная, диаметром 9,5 мм. На ее концах имеется резьба для крепления ведущих колес. Поворотная цапфа рулевой трапеции изготовлена из дюралюминия в снабжена двумя отверстиями. Одно из них сквозное — сквозь него проходит поворотный рычаг; в другом — резьба для ввинчивания осевого колесного винта. Цапфа подпружинена двумя цилиндрическими пружинами, надетыми на пово­ротный рычаг. Для крепления рулевых цапф служат дюралюминиевые профили­рованные кронштейны, привинченные к плоской дюралюминиевой раме с отог­нутыми бортами.



Рис. 14. Ходовая часть модели легкового автомобиля:

1 — ведомое колесо; 2 — шестерня редуктора рулевой машинки; 3 — электродвигатель руле­вой машинки; 4 — рама; 5 — ведущее колесо; 6 — плата с запрессованным подшипником: 7 — вадний бампер; 8 — ходовой электродвигатель с редуктором; 9 — дифференциал; 10 — отс« питания; 11 — приемник; 12, 16 — конечные микровыключатели рулевого механизма; 13 — но-воротный рычаг; 14 — поперечная тяга рулевой трапеции; 15 — сектор поворотной шестерит рулевой машинки; 17 — червячная шестерня редуктора; 18 — ось червячной шестерни; 19 — передний бампер; 20 — поворотная цапфа с полуосью



Двигатель запускают рывковым шнуром, пропускаемым через канавку яа-ховика. Одна из рулевых машинок аппаратуры управления посредством тяги регулирует количество топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгора­ния двигателя, поворачивает дроссельную заслонку в карбюраторе, меняя тем самым частоту вращения вала двигателя. При переходе двигателя на малую частоту вращения вала сцепление выключается и одновременно включается тор­мозной механизм — модель останавливается без наката. Более четкий переход на режим торможения обеспечивает одновременное перекрытие выпускного от­верстия двигателя. На цилиндре двигателя крепят теплообменник.

Поворотами модели управляет другая рулевая машинка. С ней связана тягa, поворачивающая рулевой рычаг, который, в свою очередь, через пружины по­ворачивает всю рулевую трапецию. Электронную аппаратуру размещают в сред­ней части модели, в футлярах, предохраняющих ее от пыли, брызг горючего и масла. Кузов модели изготавливают из ударопрочной пластмассы, покрышки — яз резины; материал дисков колес — пластмасса.

Радиоуправляемые модели для соревнований по прохождению фигурной трассы, как правило, оборудуют электродвигателями и малогабаритной- аккуму­ляторной батареей. Длр них не существует ограничения по массе, но длина и должна превышать 50 см. Обязательное условие — соблюдение внешнего сходства с автомобилем-прототипом и по возможности соблюдение подобия в конструкции ходовой части. Изготовление такой модели под силу лишь опытным моделистам. Начинающим же любителям телемеханики следует начинать с мо­делей, имеющих упрощенную конструкцию ходовой части, например,, такую, ко­торая показана на рис. 14.

Внешний вид пе­редатчика в корпусе пуль­тового типа

Для радиоуправления моделями автомобилей и кораблей вполне приемлема мощность передатчика 0,15 — 0,5 Вт. Для управления авиамоделями желательно эту мощность выбирать близкой к 1 Вт, так как требуется повышенная надеж­ность канала радиоуправления.

Передатчики для пропорционального управления имеют ряд особенностей. Для управления, как правило, применяют два рычага, которые перемещаются в одной или двух плоскостях. Для электропитания используют батареи герме­тичных никель-кадмиевых аккумуляторов. Корпус такого передатчика чаще всего напоминает пульт управления, подобный изображенному на рис. 10. Пе­редатчик вешают на шею на ремне. Телескопическую штыревую антенну рас­полагают в положение, близкое к вертикальному.

При частотном (тональном) методе разделения команд предпочтителен ре­жим работы передатчика, когда в паузах между командами он излучает коле­бания несущей частоты, которые могут быть модулированы нерабочим тоном. Этот режим позволяет повысить помехоустойчивость системы радиоуправления. В промышленной и самодельной аппаратуре радиоуправления применяют обычно передатчики, частота задающих генераторов которых стабилизирована кварцевыми резонаторами. Бортовая часть системы радиоуправления моделями содержит приемник сигналов, дешифратор команд и комплект рулевых маши­нок или других исполнительных механизмов.

На транзисторах, микросхемах и миниатюрных радиодеталях возможно со­здание малогабаритных и экономичных супергетеродинных радиоприемников. В простой любительской аппаратуре для радиоуправляемых моделей зачастую при­меняют сверхрегенеративные приемники, особенно в аппаратуре дискретного уп­равления. Популярность последних обу­словлена высокой чувствительностью, не­обходимой для уверенного приема сиг­налов управления на небольшую антенну, помехоустойчивостью, необходимой при размещении приемника в непосредствен­ной близости от источников искровых радиопомех, простотой схемы, легко­стью налаживания, малым потреблением электроэнергии, четкостью работы в ус­ловиях изменяющейся напряженности поля сигнала в месте приема.
Такие не­ достатки сверхрегенеративного приемника, как широкая полоса пропускания, большой уровень шумов и нелинейные искажения, не играют большой роли при приеме команд управления моделями. Широкая полоса приемника cнижaeт требования к стабильности частоты передат­чика, что позволяет обойтись без Кварцевой стабилизации частоты задающего ге-нерятора передатчика.

Применяя высокочастотные транзисторы, можно построить сверхрегенера-тивные приемники, надежно работающие в диапазоне частот от 20 до 250 МГц. Все это, однако, не ставит под сомнение целесообразность применения прием­ников супергетеродинного типа, поскольку они имеют ряд преимуществ перед сверхрегенеративными. Нужно только иметь в виду, что для целей телеуправ­ления супергетеродинный приемник Должен обязательно иметь гетеродин с квар­цевой стабилизацией частоты.

Выделяют (дешифруют) команды в приемном устройстве аппаратуры, рабо­тающей разовыми командами, чаще всего частотно-избирательными электронны­ми реле с низкочастотными резонансными контурами. Системы с резонансными реле ненадежны, и в последнее время их применяют крайне редко.

В многоканальной аппаратуре пропорционального управления в основном используют кварцованные супергетеродинные приемники. Ширина полосы частот усилителя ПЧ от 6,5 до 7 кГц. Промежуточная частота может быть в пределах 455 — 468 кГц. Частоту тетеродина в диапазоне 27 МГц выбирают ниже часто­ты передатчика из-за того, что этот диапазон близок к радиолюбительскому ди­апазону 28 МГц, и если частота гетеродина выше частоты передатчика, то появ­ляется вероятность приема по зеркальному каналу мощных радиолюбительских станций.

Для ослабления приема зеркальных частот применяют также полосовые фильтры на входе приемника. Важно, чтобы автоматическая регулировка yci-ления (АРУ) работала эффективно, так как в процессе управления моделью расстояние между передатчиком и приемником может изменяться в сотни раз, в результате чего колебания напряженности поля в месте приема будут значи­тельными.



Общая особенность шифраторов и дешифраторов радиолиний с временным разделением каналов — электронная коммутация каналов. Электронный блок ру­левой машинки преобразует длительность поступающего с дешифратора каналь­ного импульса в механическое перемещение рычага рулевой машинки. В про­мышленной аппаратуре электронный блок обычно располагают в одном корпу­се с рулевой машинкой, в радиолюбительской — чаще всего на платах совмест-но с дешифратором, связанным с рулевой машинкой жгутом проводников с ми­ниатюрным разъемом.

2. УСТРОЙСТВО РАДИОУПРАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ

Для получения разрешения на участие в соревновании размеры, мас­са и устройство модели должны соответствовать определенным конструктивным требованиям. При изготовлении модели, не предназначенной для соревнований, руководствуются только ее целевым назначением.

Из большого разнообразия авиамоделей наиболее сложны и поэтому дол­жны быть изготовлены с максимальной тщательностью авиамодели, предназна­ченные для выполнения фигур высшего пилотажа. Здесь очень многое зависит от мастерства авиамоделиста, управляющего моделью. Большим искусством уп­равления должны обладать автомоделисты и судомоделисты. В качестве при­мера на рис. 11 показана одна из четырех трасс для автомоделей, управляемых по радио. Длина трассы — 100 м. Правилами соревнований предусмотрено, что в случае выезда автомодели с трассы или даже наезда одним колесом на край трассы моделист обязан возвратить модель командами по радио на место на­рушения и затем продолжить движение по трассе, а это потеря драгоценного времени. Побеждает тот, чья модель пройдет трассу за наименьшее время.

---

---