Дистанционное управление

Дистанционное управление Лодки

3. Шифраторы для аппаратуры пропорционального управления

2.3.1 Одновременный кодер на базе транзисторовПринципиальная схема раздела 1.2.2.

Отметил недостатки двухканального энкодера на основе автоколебательного мультивибратора. Однако в некоторых случаях (например, для простых игрушек) взаимной связью между каналами можно пренебречь. Поправку на эту связь относительно легко выработать в процессе управления, когда модель находится в поле зрения оператора.

Рисунок 2.19. Принципиальная схема энкодера

Он реализован на транзисторах VT1,VT2 по схеме автоколебательного мультивибратора с коллекторно-базовыми связями.
Транзистор VT3 играет роль электронного ключа, с помощью которого можно управлять работой передатчика (ПРД). В открытом состоянии транзистора сопротивление между точкой 1 и корпусом не превышает 30–50 Ом.

Если используется частотно-модулированный передатчик, между точкой “1” и плюсовой стороной источника требуются резисторы 3-5 кОм. Поскольку выход VT3 в данном случае необходимо подать на основной конденсатор генератора, импульсы должны поступать на варикап генератора. Являясь электронным коммутатором, транзистор VT3 выполняет также функцию развязки, устраняя влияние каскада, подключенного к его коллекторной цепи, на параметры импульсов.

Детали и проектирование

Печатная плата энкодера изготовлена из стекловолокна без каких-либо особенностей. На РИСУНКЕ 1 показана эта схема со стороны печатных проводов. 2.20.

Рис. 2.20. Печатная плата энкодера

Потенциометры R2 и R6, которые механически связаны с кнопками управления, расположены вне платы и соединены с ней шестью проводами. Для обеспечения длительного срока службы эти потенциометры предпочтительно выбирать с высокой степенью износостойкости, например, типа SP4-1, SPZ-33-32 (25 000 циклов) или, еще лучше, RP1-46d (100 000 циклов).

Подходят транзисторы К Т315 или КТ3102 с любым буквенным индексом. Для C1 и C2 предпочтительны временные конденсаторы с низким TCR. Хорошим выбором являются пленочные конденсаторы, например, К73-16 или аналогичные. Необходимо использовать керамический конденсатор С3, например, типа КМ6.

Настройка

Настройка заключается в определении необходимой начальной длительности положительных и отрицательных импульсов на коллекторе транзистора VT2 и пределов их изменения при изменении наклона ручек управления. Работа невозможна без осциллографа. К его щупу подключается транзистор VT2.

При расчете ширины импульса учитываются значения базовых резисторов R3, R4 и напряжения на движках потенциометра. При настройке также важны емкости C1 и C2, но изменение их номиналов малоэффективно.

Можно начать с длительности положительных импульсов. Для ее регулировки вместо резистора R4 с помощью коротких проводников временно подпаиваются последовательно соединенные потенциометр и постоянный резистор номиналами 100 кОм и 82 кОм, соответственно. Вместо R1 — потенциометр на 6,8—10 кОм.
Движок потенциометра R2 устанавливается в нижнее (по схеме) положение.

Рекомендованный

Затем поверните его обратно на 572°, так как в крайних положениях контакт ползунка с токоведущим слоем не всегда надежен. Установите ручку управления потенциометра в положение, соответствующее максимальному рабочему углу отклонения.

Вращением вспомогательного потенциометра (100 кОм) установить длительность положительного импульса равной 2 мс.
Ручку управления перевести в другое крайнее положение (обычно полный угол поворота выбирается 60–90°), длительность импульса должна уменьшиться.

Установите длительность импульса на 1 мс и замените резистор R1 потенциометром. Ручка управления должна вернуться в исходное положение. Потенциометром на базовой цепи отрегулируйте длительность импульса, если она существенно отличается от 2 мс.

Установить заново ручку управления в положение минимальной длительности и, при необходимости, подстроить ее до 1 мс эквивалентом R1.
Необходимо добиться изменения длительности импульса в пределах 1–2 мс, неоднократно проделав вышеописанные манипуляции.

Далее тестером измеряются сопротивления вспомогательных потенциометров, и на их место подключаются ближайшие фиксированные резисторы. При среднем положении ручки управления убедитесь, что длительность импульса равна -1,5 мс.

Аналогично устанавливаются границы изменения длительности отрицательного импульса, с той лишь разницей, что используются резисторы R3, R5 и потенциометр R6.
Временно включив между выходом шифратора (коллектор VT3) и плюсом источника питания резистор номиналом 1–3 кОм, необходимо убедиться (с помощью осциллографа) в наличии на выходе проинвертированных импульсов амплитудой, примерно равной напряжению источника питания.

2.3.2 KR1006VI1 Двухканальный регулятор расхода, зависящий от времени Принцип действия

Согласно общим принципам пропорционального управления, в простейших устройствах на основе мультивибраторов взаимное влияние каналов чрезвычайно важно. Было показано, что асимметрия между импульсами каналов улучшает ситуацию.

Кроме того, начальные длительности можно оставить прежними, но увеличить их абсолютные значения. В этом случае период повторения увеличится (его можно безболезненно увеличить до 20 мс), а относительное влияние каналов уменьшится. Имеется в виду, что максимальное значение Δ

τ

в каждом канале остается при этом неизменным и равным 0,5 мс.
Увеличение периода повторения, помимо положительного эффекта, все же усложняет задачу построения канальных удлинителей импульсов в приемной части аппаратуры. В предлагаемой конструкции применен компромиссный вариант с увеличением периода повторения до 10 мс за счет использования асимметричных канальных импульсов (рис. 2.21) с параметрами:

τ1о

= 1,5 мс;

τ2о

= 8,5 мс;

Тпо

= 10 мс;
Δ

τ

 = ±0,5 мс.
Формирователь построен на базе таймера КР1006ВИ1 по схеме автоколебательного мультивибратора с раздельной регулировкой длительностей положительного и отрицательного импульсов.

Рис. 2.21. Асимметричные канальные импульсыПринципиальная схема


Принципиальная схема формирователя приведена на рис. 2.22.

Рис. 2.22. Принципиальная схема формирователя

Продолжительность положительных импульсов определяется постоянной времени заряда конденсатора С1 через диод VD1 и регулируется в диапазоне

τ1

Переменный резистор R2 механически связан с ручкой управления модели и может регулироваться в пределах 1-2 мс. По окончании этапа формирования импульса конденсатор разряжается через открывающий ключевой транзистор микросхемы, коллектор которого подключен к выводу

7

.
Длительность отрицательного импульса, формируемого при этом на выходе микросхемы (вывод

3

), устанавливается в пределах 8–9 мс переменным резистором R4, также связанным с ручкой управления. Резисторы R1, R3 служат для подгонки границ диапазонов изменения длительностей командных импульсов.
Вывод

5

Является входом электронного регулятора ширины импульсов, в данной схеме он не используется и шунтируется конденсатором С2 для устранения “дребезга” фронтов генерируемых импульсов. Регулятор напряжения DA2 используется для устранения негативного влияния разряда батареи на параметры микросхемы.

Командные импульсы (рис. 2.21) подаются на канал связи с управляемым объектом через развязывающий резистор R7, их амплитуда (на выводе 3) практически равна напряжению питания. Как вариант, можно уменьшить значение R3 до 1 кОм, превратив тем самым мультивибратор в симметричный.

Детали и конструкция

F IGURE 223 изображена печатная плата формирователя.

Рис. 2.23. Фрагмент печатной платы передатчика.

Плата формирователя должна быть составной частью общей печатной платы преобразователя в случае реализации варианта аппарата в целом. С помощью зажимов, закрывающих втулки, через которые выходят оси потенциометров, и проводников, соединяющих выводы переменных резисторов с соответствующими отверстиями на плате, резисторы R2, R4 закрепляют горизонтально на плате.

Овальные отверстия в плате предназначены для вывода рычагов управления, закрепляемых на осях потенциометров.
Габаритные размеры рассчитаны на установку потенциометров типа СП4-1, имеющих высокую износостойкость (25000 циклов). Возможно применение и других типов с соответствующей коррекцией размеров печатной платы, важно лишь, чтобы потенциометры были группы А, обеспечивающей линейную зависимость величины сопротивления от угла поворота.

Внимание! Рассматриваемые потенциометры – отечественного производства; импортные с аналогичными характеристиками обозначаются буквой В. Кроме того, часто встречаются китайские изделия, фактическая зависимость которых не соответствует заявленной!

Временной конденсатор С1, например, К73-17, должен быть пленочным. Приборы VD1, VD2 типа КД521В или аналогичные. Допускается замена КР1006ВИ1 на аналоговый таймер 555 любой фирмы (например, LM555) для микросхемы DA1.

Настройка

Настройка заключается в установке исходных значений длительностей командных импульсов и диапазонов их изменения.
После проверки правильности монтажа необходимо подать питание на устройство и проверить наличие 5 В на выходе стабилизатора DA2. Затем подключают осциллограф к выходу формирователя (правый по схеме вывод резистора R7).

τ1о

= 1,5 мс. Прикрепите рычаг управления вертикально к оси потенциометра. Если вы наклоните его на *30°, убедитесь, что длительность изменится на 0,5 мс. В этом случае следует немного уменьшить резистор R1 и с помощью потенциометра R2 вернуть длительность на 1,5 мс.

Рычаг управления на оси закрепить в новом положении, соответствующем исходной длительности. Вновь проверить диапазон изменения и т. д.
Аналогично устанавливаются параметры второго командного импульса, с тем лишь отличием, что исходная длительность должна быть равна

τ2о

= 8,5 мс (однако Δ

τ

= ±0,5 мс).
Точную настройку крайних значений длительностей командных импульсов можно осуществить подбором размеров отверстий в плате, через которые проходят ручки управления, т. е. изменением диапазона отклонения рычагов управления.

2.3.3 Двухканальный кодер на микросхеме K564AG1Принципиальная схема

На микросхеме К561АГ1, имеющей два ждущих мультивибратора с входами перезапуска 4, можно собрать энкодер, идентичный предыдущему по всем параметрам. В последнем случае можно реализовать автоколебательный мультивибратор с разделением длительностей положительного и отрицательного импульсов.

Рис. 2.24Принципиальная схема шифратора на К564АГ1

Длительность положительного импульса на выводе

10

микросхемы определяется выражением
τ

~= 0,5(R1 R2)·C1.
Длительность отрицательных — параметрами аналогичной цепочки (R3 R4, С2. Поскольку для каждого импульса необходимо обеспечить одновременно и требуемую исходную длительность (τ

= 1,5 мс; τ

= 8,5 мс), и величина его изменения Δ

τ

= ±0,5 мс, для удобства настройки в каждом плече мультивибратора использовано по два потенциометра.
Стабилизатор напряжения DA1 призван исключить изменение параметров вырабатываемых импульсов при разряде батареи.
Впрочем, даже исключение DA1 из схемы приведет к отклонению параметров не более чем на 2 %.

Если управляемым элементом передатчика команд служит варикап (при ЧМ-модуляции), то ключевой каскад на транзисторе VT1 можно исключить, используя импульсы непосредственно с вывода 10 микросхемы.
Амплитуда импульсов при этом равна напряжению на выходе стабилизатора.

Детали и конструкция

Как и в предыдущем случае, печатная плата может быть общей с энкодером. В случае автономной версии энкодера его внешний вид показан на рис. 2.25. Перемычка P1 устанавливается со стороны компонента перед пайкой ИС DD1.

Рис. 2.25.Печатная платаТранзистор

V T1 может быть любого вида

n-р-n

проводимости. Электролитический конденсатор С3 — рабочим напряжением не менее 6 В.
Подстроечные резисторы R1, R3 можно использовать типа СПЗ-38б или РП1-63М6. Стабилизатор напряжения DA1 может быть любым из серии малогабаритных на выходное напряжение 5 В.

В идеале для времязадающих конденсаторов C1 и C2, от которых зависит стабильность генерируемых импульсов, следует использовать пленочные конденсаторы типа К.73-17. Можно также использовать бумажные конденсаторы (MBM), но при этом придется увеличить расстояние между отверстиями на плате.

Конфигурирование

Энкодер настраивается так же, как и предыдущая версия. После настройки потенциометры R1, R3 можно заменить постоянными резисторами.

2.3.4 Транзисторный энкодер со стабилизированным по периоду повторениемПринципиальная схема

Ранее отмечалось, что исключить взаимное влияние каналов можно лишь стабилизировав период повторения канальных импульсов. В таких схемах командные импульсы формируются ждущими мультивибраторами, а их запуск осуществляется импульсами тактового генератора, который и определяет период повторения.
На рис. 2.

Рис. 2.26. Принципиальная схема энкодера


Период повторения командной посылки

Тп

Выбрана равной 10 мс, длительность импульсов канала при нейтральном положении ручек τ

Диапазон изменения импульса = 1,5 мс

τ

= ± 0,5 мс.
Выходные импульсы имеют положительную полярность и амплитуду

U

= 5 В. Максимум восемь каналов можно обеспечить, подключив дополнительные секции к правой части схемы. Период повторения должен быть увеличен до 20 мс.

Принципы эксплуатации


Рассмотрим работу составных частей схемы. На транзисторах VT1, VT2 и элементах, их окружающих, собран тактовый генератор. Он формирует короткие положительные импульсы, следующие с требуемым периодом повторения

Тп

. Импульсы снимаются с катода диода VD3 и подаются на ждущий мультивибратор для импульса первого канала.

Генератор тактовых импульсов работает следующим образом

. При подаче питающего напряжения начинает заряжаться конденсатор С2 (от положительной клеммы источника питания, через резистор R3 и участок «база-эмиттер» транзистора VT1 на корпус). Ток заряда в первый момент максимален и создает на базе транзистора напряжение около 1 В.
На рис. 2.27,

а

Хорошо видно, что этого напряжения достаточно для удержания транзистора в открытом состоянии, поскольку оно превышает

Uбо

В транзисторе это напряжение открывания. Значение зарядного тока в первый момент равно

Апит (R3)

Сопротивление участка “база-эмиттер”) и достаточно, чтобы перевести транзистор в режим насыщения. В результате его коллекторное напряжение практически равно нулю (рис. 2.27,

в

).
К коллектору подключена база транзистора VT2, который в результате надежно заперт. Ток через него не течет, и поэтому напряжение на резисторе R4, оно же U

э2

, практически равно нулю (рис. 2.27,

г

).
Напряжение на конденсаторе С2 нарастает по экспоненте (рис. 2.27,

а

), так как постоянная времени зарядки τ

~= R3C2 мала. Напротив, ток заряда падает, что приводит к падению напряжения на базе транзистора VT1 (рис. 2.27,

б

). В данный момент

t1

Это напряжение достигает значения напряжения закрытия

Uбо

В результате этого происходит лавинообразное опрокидывание цепи.

Рисунок 2.27. Характерная точка часов

Что конденсатор С2 к этому времени заряжен до напряжения, близкого к напряжению источника питания (в рассматриваемом примере это около 4,2 В, как видно на рис. 2.27,

а

В этом случае на его правой стороне образуется положительный потенциал. Когда VT1 начинает замыкаться, на его коллекторе индуцируется напряжение, а значит, и напряжение на VT2 (рис. 2.27,

в

), приводя к отпиранию транзистора VT2 и, как следствие, к уменьшению напряжения на его коллекторе.
Это скачкообразное уменьшение передается через конденсатор С2 на базу транзистора VT1, еще сильнее снижая напряжение на ней, что вызывает еще больший рост напряжения на его коллекторе и т. д.

Процесс сам себя «подталкивает», т. е. развивается лавинообразно. Заканчивается он тем, что транзистор VT2 полностью открывается, a VT1 — закрывается. Сопротивлением участка «коллектор-эмиттер» открытого VT2 можно пренебречь.
Через транзистор протекает ток и создает на резисторе R4 напряжение порядка 3,3 В (рис. 2.27,

г

). Величина R3 определяется соотношением R4 и R3. Правая сторона C2, как предполагается, соединена с верхней клеммой R4 через открытый VT2. База VT1 соединена с отрицательно заряженной левой стороной конденсатора.

t1

Будет, очевидно, отрицательным и будет иметь значение

U1

= -4,2 3,3 = -0,9 В (см. рис. 2.27,

б

). Это напряжение надежно удерживает транзистор VT1 в запертом состоянии, а большое напряжение на его коллекторе — транзистор VT2 в открытом состоянии.
Конденсатор С2 начинает разряжаться через полностью открытый VT2 и резистор R2. Напряжение на нем уменьшается, как следствие, напряжение на базе VT1 растет (интервал

t1 — t2

на рис. 2.26,

а, б

). За это время через резистор R4 протекает ток, обеспечивающий формирование на нем положительного импульса (рис. 2.27,

г

). Процесс останавливается, как только напряжение на базе VT1 достигает значения

Uбо

(момент

t2

на графиках).
Транзистор VT1 начнет открываться, что приведет к уменьшению напряжения на его коллекторе и на базе VT2. Последний начнет закрываться, скачок напряжения на его коллекторе через конденсатор С2 передастся на базу VT1, еще сильнее его открывая, и т. д.

г

).
Период повторения импульсов представляет собой сумму длительностей положительного и отрицательного выходных импульсов. На длительность отрицательной фазы влияет только постоянная времени цепи заряда конденсатора С2 и величина напряжения

Uбо

. Это напряжение для большинства маломощных транзисторов примерно одинаково и составляет величину 0,6–0,8 В для кремниевых транзисторов и 0,4–0,5 В для германиевых.
Отсюда возможности по управлению длительностью: изменением величины С2 либо R3. Необходимо иметь в виду, что увеличение R3 будет одновременно уменьшать амплитуду выходных импульсов, снимаемых с R4, так что здесь возможности невелики.

б

Зависит от значения

U1

А скорость разряда конденсатора C2 через резистор R2

U1

На интенсивность выходных импульсов повлияет изменение соотношения сопротивлений R3 и R4, которое также можно регулировать. Последнее нежелательно. R2, предусмотренный в схеме, более удобен для изменения постоянной времени цепи разряда конденсатора.

д

). Отрицательные всплески срезаются диодом VD3, а положительные, расстояние между которыми равно периоду повторения, подаются на запуск ждущего мультивибратора первого канала. Ждущий мультивибратор собран на транзисторах VT3, VT4.
Полностью аналогичен ему мультивибратор второго канала, который будет запускаться задним фронтом первого канального импульса.

В качестве манипулятора в устройте использован стандартный компьютерный джойстик типа F-102, в котором сделаны небольшие доработки. Джойстик содержит два потенциометра по 100 кОм.
К каждому из них припаиваются по четыре резистора (рис. 2.26) для обеспечения требуемого диапазона изменения длительностей импульсов при отклонении ручки джойстика в крайние положения.

Отклонения ручки вперед — назад изменяют скорость и направление вращения тягового двигателя модели, а поперечные отклонения — соответственно угол поворота рулевого устройства.
Джойстик подключается к командоаппарату через штатный разъем, ответная часть которого распаяна на соединители X1.1 и X1.2.

Естественно органы управления можно оформить любым другим, удобным для моделиста способом. Полезно при этом сохранить номиналы резисторов манипуляторов.
Запуск мультивибратора происходит положительными импульсами, подаваемыми на базу транзистора VT4. Исходное состояние схемы, предшествующее подаче синхроимпульса, таково (интервал

0—t1

На рис. 2.28). Благодаря положительному смещению, приложенному к базе транзистора VT3 источником питания через подстроечный резистор R7, транзистор открыт и насыщен. Это напряжение немного выше, чем напряжение открытия

Uбо

(рис. 2.28,

б

).
Потенциал коллектора при этом очень невелик (рис. 2.28,

в

). В схеме, показанной на рис. 2, потенциал, приложенный к базе транзистора VT4, уменьшается через резистор R9 и значительно меньше потенциала при открывании. 2.28,

д

). Таким образом, транзистор заперт, и его коллекторное напряжение равно напряжению источника питания (рис. 2.28,

е

).
Правая обкладка конденсатора С5 имеет потенциал базы транзистора VT3, что составляет примерно 0,8 В. Левая обкладка через контакт

2

Разъема X1.1 подключен к движку потенциометра в джойстике, и его потенциал определяется текущим положением движка. В рассматриваемом примере это примерно 2,6 В. Таким образом, конденсатор за предыдущий длительный период времени был заряжен до напряжения

UcS

= 2,6–0,8 = 1,8 В (рис. 2.28,

г

). Схема находится в устойчивом состоянии.
В момент времени

t1

Короткий положительный импульс с выхода дифференциальной схемы через диод VD3 поступает на базу VT4 (рис. 2.28,

а

). Опрокидывание контура происходит лавинообразно. Действительно, этот импульс, превысив порог

Uбо

, вызывает первоначальное отпирание VT4. Напряжение на его коллекторе скачкообразно уменьшается. Этот отрицательный скачок напряжения через диод VD2 и конденсатор С5 передается на базу VT3, обеспечивая начало его запирания.
Увеличивающееся на коллекторе напряжение через резистор R9 попадает на базу VT4, открывая последний, и т. д.

В результате транзистор VT4 открыт. Соединив левую точку конденсатора С5 с корпусом через малое сопротивление секции коллектор-эмиттер этого транзистора и диод VD2, становится доступной правая сторона (положительно заряженная) конденсатора. Отрицательно заряженный вывод этого конденсатора остается соединенным с базой VT3, тем самым надежно запирая транзистор (рис. 2). 2.28,

б

При высоком потенциале на его коллекторе он способен надежно удерживать VT4 в открытом состоянии (рис. 2.28,

д

).
Напряжение на выходе схемы практически равно нулю (рис. 2.28,

в

). Сначала формируются импульсы канала. В этой схеме конденсатор С5 заряжается от источника питания, резистора R7, диода VD2 и открытого транзистора VT4. Напряжение на нем уменьшается и, как следствие, потенциал базы VT3 увеличивается (интервал

t1

— t

2

на рис. 2.28,

б

). Когда конденсатор заряжается до такой степени, что результирующее напряжение на базе достигает значения

Uбо

(Время.

t2

), транзистор VT3 начнет открываться, и произойдет обратное лавинообразное опрокидывание схемы.
На коллекторе VT4 будет сформирован отрицательный импульс, длительность которого зависит как от постоянной времени перезаряда C5R7, так и от величины исходного (в момент

t1

) напряжение на конденсаторе С5. Изменение постоянной времени R7 используется для регулировки средней длительности командных импульсов во время настройки, а изменение начального напряжения на конденсаторе с помощью движка потенциометра джойстика используется для регулировки длительности во время управления моделью.

Рис. 2.28. Эпюры в характерных точках резервного мультивибратора

После дифференцирования отрицательного импульса цепью С7, R12, R13 короткий положительный импульс, соответствующий заднему фронту канального импульса, подается через диод VD7 для запуска формирователя импульсов второго канала, схема которого полностью аналогична только что рассмотренной, все последующие формирующие устройства устроены аналогично.

Отправитель команд вырабатывает прямоугольные импульсы стандартной длительности 0,5-0,6 миллисекунд, временное положение которых должно совпадать с границами между импульсами в канале. Алгоритм реализован на трех инверторах в DD1.

Первый импульс должен совпадать с передним фронтом импульса первого канала. Для создания этого сигнала отрицательный командный импульс с коллектора VT4 инвертируется DD1.1 и передается на дифференцирующие цепи R3, C3. Когда выход VD1 проходит через разделительный диод VD1, он поступает на нормализаторы длительности и амплитуды оставшихся двух электрических элементов схемы.

A, bРис. 2.29. Элементы в характерных точках формирователя


График напряжения на входе элемента DD1.2 изображен на рис. 2.29,

в

. Поскольку этот вход соединен с корпусом через резистор R26, то в отсутствие входных сигналов на его выходе (вывод 10) напряжение соответствует логической единице ( 5 В). Логические элементы серии КМОП переходят как из единичного состояния в нулевое, так и наоборот, когда входное напряжение пересекает уровень, примерно равный половине напряжения питания (2,5 В).
В результате на выводе

10

На рис.1 показано, как D D1 вырабатывает короткие импульсы отрицательной полярности. 2.29. ),

г

Во время длительности этих импульсов нижняя клемма конденсатора C6 соединена с корпусом через диод VD4, что приводит к быстрому разряду конденсатора. Затем он заряжается от высокого сопротивления R10 (рис. 2.29),

д

).
В моменты пересечения напряжением на конденсаторе уровня 2,5 В происходят опрокидывания элемента DD1.3, в результате чего на его выходе формируются положительные импульсы.
Длительность этих импульсов определяется, как это видно из рисунка, постоянной времени цепи заряда конденсатора С6, и при настройке устанавливается равной 0,5–0,6 мс подбором величины либо С6, либо R10.

Конденсатор С8, установленный на выходе, немного заваливает фронты формируемых импульсов, тем самым сужая их спектр.
Необходимо это для того, чтобы активная ширина спектра излучаемых сигналов, которая и при амплитудной, и при частотной модуляции зависит от ширины спектра модулирующих импульсов, не превышала разрешенной ГИЭ величины.

С помощью R14 этот конденсатор предотвращается от шунтирования варикапа генератора передатчика (при FM). При амплитудной модуляции выходные импульсы обычно подаются на базу транзисторного коммутатора. В этом случае резистор служит ограничителем тока базы, его значение уменьшено до 10-15 кОм.

Детали и конструкция

На рисунке 2 показана печатная плата для двухканального оборудования. 2.30. На пунктирной линии находится перемычка, которую необходимо припаять к стороне, где находятся детали. Используемые детали не должны соответствовать каким-либо специальным спецификациям, за исключением конденсаторов в цепях временного интервала (C2, C5 и C9).

Рис. 2.30Печатная плата двухканального датчика

Для их замены выбирайте керамические конденсаторы типа КМ-6 с низким температурным коэффициентом емкости (не менее М1500). Вместо К561ЛЕ5 можно использовать К561ЛА7. С любой буквой, или аналогичные, на транзисторах КТ3102. Подойдут любые малогабаритные диоды.

В качестве альтернативы, если вместо ручек управления джойстиком будет использоваться другая конструкция управления, в каждую из них можно установить потенциометр на 33 кОм, что избавит от необходимости иметь дополнительные постоянные. Поскольку эти потенциометры будут работать в интенсивном режиме, рекомендуется использовать SP4-1.

Подстроечные резисторы относятся к типу SS-38, но можно использовать резисторы любого малого размера, соответственно изменив монтажные размеры на плате. Для экономии места последние можно заменить постоянными резисторами, предварительно выбрав необходимый номинал (в процессе настройки).

Настройка

В этом случае настройка заключается только в установке необходимых временных параметров. Подключив осциллограф к эмиттеру транзистора VT2 и включив питание, необходимо установить потенциометр R2 на 10 мс (для двухканальной версии) для того, чтобы все наблюдаемые импульсы повторялись.

или 20 мс (для восьмиканального). В последнем случае придется увеличить емкость конденсатора С2 до 0,5 мкФ. Соотношение длительностей положительных и отрицательных импульсов значения не имеет.
Далее щуп осциллографа подключается к коллектору VT4. На экране должны наблюдаться отрицательные прямоугольные импульсы (рис. 2.29,

а

). Установив ручку управления в среднее положение, подстроечным резистором R7 необходимо добиться длительности импульсов равной 1,5 мс. Отклонив ручку управления в крайнее положение, проверить величину изменения длительности.
Если

Δτ

Менее 0,5 мс, удерживая ручку управления в нейтральном положении, необходимо повернуть ось потенциометра (или его корпус) на небольшой угол. Поворот должен быть выполнен таким образом, чтобы часть сопротивления, включенная между контактами

23

разъема X1.1, увеличивалась. При этом увеличится исходная длительность канальных импульсов. Ее необходимо вернуть к значению 1,5 мс, меняя сопротивление R7.
Манипуляции производятся до тех пор, пока методом последовательного приближения не будут удовлетворены одновременно и требования к исходной длительности, и к величине Δ

τ

. Если Δ

τ

больше 0,5 мс, процедуры аналогичны, но корпус потенциометра нужно поворачивать в обратную сторону.
Если длительность выходных импульсов командной посылки (вывод

11

Конденсатор C6 или резистор R10 выбирается для коррекции разницы во времени между D1 и 0,5 мс.

2.3.5 Транзисторный кодер на базе электронных ключейПринципиальная схема

В предыдущей схеме ждущие мультивибраторы, на которых собраны формирователи канальных импульсов, можно заменить транзисторными ключами, несколько изменив цепи их запуска.
На рис. 231 приведена схема такого двухканального шифратора. Очевидно, что его можно дополнить до восьмиканального.

Рис. 2.31 Принципиальная схема энкодера с ключом

Как и в предыдущей схеме, имеются некоторые схожие характеристики. Согласно схеме, тактовый генератор, определяющий период командных посылок, как и в предыдущем варианте, подключен к транзисторам VT1, VT2. Коллекторное напряжение VT2 в отрицательном направлении лишь немного увеличивается резистором R1, что влияет на длительность отрицательного импульса.

Дело в том, что, как это будет показано ниже, потенциал коллектора этого транзистора должен быть практически равен нулю в течение всего времени формирования первого канального импульса, максимальная длительность которого может быть равной 2 мс.
Формирователь первого канального импульса реализован на транзисторе VT3.

В исходном состоянии транзистор открыт, поскольку ток, протекающий через резисторы R5, R6, создает ток базы. На коллекторе этого устройства очень низкое напряжение. На предыдущем этапе схемы времязарядный конденсатор С2 обеспечивает напряжение почти напрямую через вершину резистора R4 и базовый переход транзистора VT3. 2.32,

б

). Этот транзистор VT3 имеет небольшое напряжение базы 0,8 В и потенциал истока (5 В) на левой стороне.

Рис. 2.32Пюс в характерных точках формирующего устройства

В это время на коллекторе VT2 появляется отрицательный импульс (рис. 2.32,

a

, момент

t1

(ii) нижний вывод резистора R4 подключен к шасси через открытый VT2. На основе алгебраического сложения отрицательного напряжения на C2 и положительного напряжения на R4 можно определить напряжение на базе транзистора VT3. Оно достаточно для запирания VT3 (рис. 2.32,

в

). Коллекторное напряжение этого транзистора внезапно увеличивается (Рисунок 2.32,

г

Пульс канала сформирован. Его конец наступит в момент

t2

, когда за счет перезаряда конденсатора С2 напряжение на базе VT3 достигнет величины отпирания (примерно 0,8 В).
Длительность сформированного импульса будет определяться постоянной времени цепи перезаряда

τC2R5R6

)
и величиной напряжения на движке потенциометра. Последнее обстоятельство и используется для управления канальным импульсом.
Для улучшения формы вырабатываемого импульса используется элемент DD1.2, сигнал на выходе которого изображен на рис.

д

.
В течение первого канального импульса транзистор VT3 заперт, а значит нижний вывод потенциометра R5 отключен от корпуса. Происходит быстрый заряд конденсатора С4 через верхнюю часть этого резистора до напряжения питания, подготавливая его к стадии формирования второго канального импульса (рис. 232,

е

). Он начнется, как только импульс первого канала закончится открытием транзистора VT3 (импульс

t2

). Процесс формирования ничем не отличается от только что рассмотренного.
Отрицательные импульсы нормированной длительности, соответствующие границам между канальными (рис. 2.33, вывод

11

Микросхемы DD1), формируются элементом DD1.4 из дифференцированных импульсов с выводов микросхемы DD1.4.

3, 4, 10

. Их продолжительностью можно управлять, изменяя постоянное напряжение на выводе

12, 13

с помощью подстроечного резистора R13.
Подобные манипуляции приводят к смещению положительных экспоненциальных импульсов с выхода дифференцирующих цепочек по вертикали (рис. 233, вывод

12

) относительно уровня переключения элемента DD1.4 (около 2,5 В). Каскад на транзисторе VT5 инвертирует эти импульсы и используется в случае кодера, применяемого совместно с FM-передатчиком.

Рис. 2.33. Диаграммы напряжений в нормировщике


Если в аппаратуре предусмотрена амплитудная манипуляция, то необходимость в нем отпадает, а вывод

11

микросхемы используется для замыкания на корпус эмиттерной цепи транзистора задающего генератора передатчика либо одного из его промежуточных каскадов.
Печатная плата двухканального варианта приведена на рис. 2.34.

Рис. 2.34Печатная плата

Потенциометры, подключенные к ручкам управления, крепятся непосредственно к плате с помощью зажимов и проводов, соединяющих их выводы с отверстиями платы. Прямоугольное отверстие на плате проходит через ручки управления.

Проводка предназначена для настройки потенциометров типа SP4-1. Они имеют износостойкость не менее 25000 циклов. Потенциометры должны быть только типа A (линейная зависимость сопротивления от угла поворота), если они не находятся на печатной плате.

Детали и конструкция


Транзисторы могут быть типов КТ315 или КТ3102 с любым буквенным индексом. Микросхему DD1 можно заменить на K561J1A7. Конденсаторы С1, С2, С4, С6 желательно использовать пленочные или бумажные (К73-17, МБМ и др.). Диоды любые малогабаритные.

Конфигурирование

Установите период повторения и длительность импульсов канала так же, как и в прежней версии энкодера. Необходимая длительность командных импульсов (0,5 мс) при

 11

На выводе DD1 устанавливается потенциометром R13. При реализации восьмиканальной версии период повторения составляет 20 мс, для чего емкость конденсатора C1 увеличивается до 0,5 мкФ.

2.3.6 Многоканальный энкодер на таймерах КР1006ВИ1Принципиальная схема

Микросхема таймера КР1006ВИ1 является многофункциональным устройством и используется в самых различных радиолюбительских конструкциях. На ее базе удобно реализовывать как автоколебательные, так и ждущие мультивибраторы.
Длительность импульсов в обоих случаях можно регулировать изменением постоянных времени цепей заряда и разряда накопительного конденсатора или изменением величины постоянного напряжения на выводе

5

микросхемы.
Как при настройке предлагаемого образца, так и при самостоятельном конструировании других устройств с использованием КР1006ВИ1, полезно представлять ее внутреннее устройство.
Остановимся на этом подробнее.
На рис. 235 приведена структура микросхемы. Она содержит делитель, обеспечивающий формирование опорных напряжений 1/3

Uп

и 2/3

Uп

, два операционных усилителя, RS-триггер, два транзисторных ключа и инвертер

U1

. На микросхеме построен автоколебательный мультивибратор, для которого потребовалось всего три внешних элемента.

Рис. 2.35. Структура микросхемы КР1006ВИ1


В момент подачи питающего напряжения начинается заряд конденсатора С1 через последовательно включенные R1 и R2.
Напряжение с конденсатора прикладывается к прямому входу ОУ1, и до момента

t1

Остается меньше опорного напряжения на инверсном входе (рис. 236,

а

). Все это время на выходе ОУ, а значит и на входе «R» триггера напряжение близко к нулю (логический 0).
Это же напряжение приложено и к инверсному входу ОУ2 и некоторое время остается ниже опорного напряжения на его прямом входе (1/3

Uп

). Выход DT здесь близок к напряжению питания (логическая 1). Оно подается на вход “S” триггера. При такой комбинации сигналов на входах напряжение на выходе триггера равно нулю, а на выходе инвертора (pin

3

микросхемы) — соответственно, напряжению питания.
Транзисторный ключ VT1 заперт и не оказывает никакого влияния на работу схемы. Ключ VT2 в этом варианте включения микросхемы постоянно заперт, так как его база соединена с эмиттером. В момент превышения напряжением на конденсаторе опорного уровня 1/3

Uп

Напряжение на выходе Opus2 прыгает на ноль. Оба входа триггера теперь содержат нули, но состояние выхода не меняется, потому что для этого оба входа должны быть обратными. В момент

t1

Напряжение на конденсаторе достигает второго опорного уровня, и ноль на выходе Op1 заменяется на единицу.

Рис. 2.36Диаграммы напряжений в характерных точках таймера


При этом комбинация сигналов на входе триггера становится противоположной исходной, и состояние его выхода изменяется с нуля на единицу. На выходе инвертора соответственно начинается фаза формирования отрицательного импульса (см. рис. 2.36,

б

). Кроме того, единица с выхода триггера прикладывается к базе транзистора VT1. Читателя не должна смущать непосредственная подача высокого потенциала на базу транзистора.
На схеме отражены только функциональные связи без излишней детализации. В реальной схеме, разумеется, предусмотрены соответствующие базовые цепи.

Ключ открывается, подключая точку соединения резисторов R1 и R2 к корпусу. Начинается разряд конденсатора С1 через резистор R2.
Практически сразу же напряжение на прямом входе ОУ1 становится меньше опорного, а на его выходе скачком опять устанавливается логический «0».

Uп

(момент

t2

на рисунке), изменится состояние на выходе ОУ2 и входе «S» триггера — произойдет его обратное переключение, и напряжение на выходе инвертора опять станет высоким. Ключ VT1 разомкнется, и начнется заряд конденсатора С1.
Далее процессы будут повторяться.

Период импульса рассчитывается путем сложения длительностей положительного и отрицательного импульсов. В свою очередь, длительность положительного импульса определяется постоянной времени C1(R1 R2) и может быть приблизительно рассчитана по формуле τ

= 0,685∙(R1 R2)∙C1; длительность отрицательного значения определяется постоянной времени разряда конденсатора и рассчитывается по формуле τ.

= 0,685∙R2C1.
Из рис. 2.36,

а

Мы видим, что если использовать внешние цепи для принудительного изменения напряжения на выводе

5

При использовании микрочипа вы измените длительность обоих импульсов. Алгоритм управления длительностью использует эту информацию. В этом разделе не описывается подробно, как работает мультивибратор в режиме ожидания, поскольку он во многом совпадает с тем, что обсуждалось ранее.

4

Который должен быть подключен к плюсу источника через резистор 1-3 кОм. Отрицательный импульс вызовет отпирание переключателя VT2, который в свою очередь отпирает VT1, что в свою очередь быстро разрядит накопительный конденсатор. На рис. 1 показана схема подключения резервного мультивибратора в отличие от схемы, рассмотренной на рис. 2. 2.37, например, канал 1).

Рис. 2.37. Принципиальная схема многоканального кодера


Теперь собственно о шифраторе. Его схема приведена на рис. 3.36. Генератор тактовых импульсов реализован на DA1 по схеме автоколебательного мультивибратора. Требуемый период повторения устанавливают подбором величины R1 или R2. Вывод

5

микросхемы зашунтирован конденсатором СЗ для предотвращения попадания на опорный вход помех, что приводило бы к хаотическому изменению периода повторения.
Импульсы с выхода генератора (рис. 2.38,

а

Дифференциация происходит по схеме C4R3, выходы которой соответствуют фронтам (рис. 2.38,

BFig. 2.38.Диаграммы напряжения в различных точках энкодера


Отрицательные всплески, следующие с периодом

Тп

Резервный мультивибратор запускается по таймеру DA2. Начальная длительность его импульсов определяется постоянной времени τ = R4C8, а регулировка в пределах ±0,5 мс – изменением постоянного напряжения на выводе

5

с помощью потенциометра R6.
Точная подгонка границ изменения достигается подбором R5 и R7. Канальный импульс формируется на выводе

3

Микросхемы (рис. 2.38,

в

). В формирователе импульсов второго канала на основе шипа заднего фронта отрицательный шип запускает схему, полностью аналогичную схеме C7R8 (рис. 2.38,

г

). В случае восьмиканального варианта последующие каскады строятся по точно таким же схемам.
Отрицательные импульсы с дифференцирующих цепей всех трех каскадов через диоды VD1—VD3 поступают на ждущий мультивибратор формирования кодовой посылки DA4. Последний вырабатывает короткие импульсы стандартной длительности τ = 0,5 мс (рис. 2.38,

д

).
Параметры этих импульсов определяются постоянной времени 

τ

= R15C11. Существует точное соответствие между передними фронтами соседних пар и соответствующими длительностями импульсов канала.

Детали и конструкция


Печатная плата двухканального варианта изображена на рис. 2.39, а восьмиканального — на рис. 2.40.

Рис. 2.39 Печатная плата двухканального вариантаРис. 2.40 Печатная плата восьмиканального варианта

Перед установкой микросхем DA1 необходимо припаять перемычку на стороне расположения деталей. Пунктирной линией показано место припайки перемычки. Микросхемы таймеров можно заменить импортными аналогами, например LM555. По возможности используйте микросхемы типа 556, которые содержат два таймера в одной микросхеме.

Смотрите про коптеры:  гусеницы для rc на АлиЭкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Конечно, потребуется изменить разводку платы. Микросхемы 7555 и 7556 являются лучшим выбором, поскольку в них используется технология КМОП, которая имеет меньшее потребление тока. Времязадающие конденсаторы (C2, C5, C8, C11) должны быть пленочными.

Настройка

Временно припаяв вместо R1 переменный резистор на 100 кОм, устанавливают период повторения равным 20 мс для восьмиканального варианта и 10 мс для двухканального. В последнем случае емкость конденсатора С1 можно уменьшить до 0,22 мкФ.
Далее, установив ручку управления, связанную с движком R6, в нейтральное положение, подбором величины R4 необходимо установить длительность канального импульса на выводе

3

микросхемы равной 1,5 мс. Для этой цели удобно временно припаять вместо постоянного резистора переменный.
Отклонив ручку управления в крайнее положение, проконтролировать изменение длительности импульса. Если оно больше 0,5 мс, то ось или корпус потенциометра нужно повернуть так, чтобы сопротивление между движком и нижним выводом уменьшилось.

Подбором R4 восстановить исходную длительность импульсов в нейтральном положении ручки управления.
Проделав эти операции несколько раз, добиться требуемых параметров канального импульса. Настройка остальных каналов полностью аналогична. По окончании настройки вместо временных переменных резисторов впаиваются эквивалентные постоянные.

2.3.7 Многоканальный кодер на триггерах K561TB1Принципиальная схема


Экономичный шифратор получается на базе микросхем, выполненных по технологии КМОП. Ток потребления четырехканального варианта не превышает 1,7 мА. Его схема приведена на рис. 2.41.

Рис. 2.41. Принципиальная схема четырехканального кодера

Тактовый генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2 по традиционной схеме. Требуемый период повторения командных посылок устанавливается подбором величины резистора R1.
Основой формирователей канальных импульсов являются JK-триггеры К561ТВ1. Для выяснения принципа их работы в качестве ждущих мультивибраторов необходимо разобраться с их собственными возможностями.

» только по приходу положительного перепада напряжения на тактовый вход «С».
Отрицательный перепад на этом входе на состояние триггера не влияет. Асинхронные входы «S» и «R» не нуждаются в подаче тактовых импульсов и определяют состояние выходов триггера непосредственно.

Для используемого варианта включения, если входы “S” всегда подключены к корпусу (логический 0), подача высокого уровня на вход “R” независимо от комбинации сигналов на других входах установит на выходе “Q” низкий уровень.

В случае низкопотенциального входа “R” состояние триггера будет определяться только сигналами входов “J” и “K”. Между входом “J” в схеме и плюсом источника устанавливается постоянное соединение, а вход “K” – с шасси. Под действием положительной разности на входе выход “Q” скачком перейдет в высокий потенциал из своего низкопотенциального состояния до тактового импульса.

Принцип работы

) является низким. “J2” является входом высокого потенциала, а “K2” подключен к корпусу, поэтому выход “Q2” – логический O (рис. 2.42,

б

). Диод VD2 обеспечивает низкий потенциал на входе “R2” (рис. 2.42,

г

). На обратном выходе “Q

Потенциал 2 всегда противоположен потенциалу прямого выхода. 2.42,

в

). Конденсатор С5, очевидно, заряжен до напряжения питания (положительный потенциал на верхней по схеме обкладке).
С приходом положительного перепада на вход «С2» (момент времени

t1

(ii) напряжение на выходе “Q2” подскакивает до высокого уровня. После зарядки конденсатора C5 через резистор R3 напряжение на его нижнем конце (и, следовательно, на входе “R2”) растет почти линейно (рис. 2.42,

г

). Напряжение логической единицы для входов микросхем серии КМОП составляет величину, примерно равную половине напряжения питания.
При достижении этого уровня на входе «R2» (момент времени

t2

Выход “Q2” обнуляется в соответствии с ранее рассмотренной логикой запуска. Таким образом, на этом выходе формируется положительный прямоугольный импульс, длительность которого определяется положением движка потенциометра R3. На выходе “Q2” присутствует низкий потенциал, а на выходе “Q3” – высокий.

2 возвращает схему в исходное состояние. Конденсатор C5 быстро заряжается до прежнего значения через открытый диод VD2, подготавливая схему к следующему циклу.

Рис. 2.42. Диаграммы напряжений в типичных точках мультивибратора


Положительный перепад с инверсного выхода подается на тактовый вход «С1» верхнего триггера микросхемы, запуская аналогичный процесс формирования второго канального импульса, и т. д. Выходные импульсы всех каналов (рис. 2.43,

б-д

) подаются на входы соответствующих дифференцирующих цепей (например C7R5 для первого). Короткие положительные всплески, пройдя через соответствующие развязывающие диоды, суммируются на резисторе R11.
Каждый из них, пересекая уровень опрокидывания элемента DD1.

Выходной сигнал этого усилителя (около 2,5 В) формирует короткие отрицательные импульсы. Эти импульсы быстро разряжают конденсатор C13 через открывающий диод VD10. Медленная зарядка конденсатора достигается резистором R12. В свете двойного уровня перерегулирования DD1 в документе имеется пробел.

F IG. 2.43. Формирование кодовой посылки

Стабилизатор напряжения DA1 делает схему некритичной к напряжению используемого источника питания.
Очевидно, что количество каналов в рассмотренном шифраторе можно произвольно менять от одного до восьми путем исключения (добавления) звеньев ждущих мультивибраторов, дифференцирующих цепочек и развязывающих диодов.

Детали и конструкция

Печатная плата для четырехканальной версии показана на рис. 1. 2.44. Обратите внимание на перемычки P1-P5, которые должны быть впаяны первыми при монтаже деталей. Требования к используемым деталям общие. Это пленочные конденсаторы С3-С5.

Конденсаторы дифференцирующих цепей С6, С7, C10—С12 можно использовать керамические (КМ6, например) из группы по ТКЕ не хуже М4700.
Потенциометры регулировки длительностей канальных импульсов должны иметь как можно большую износостойкость и характеристику типа «А».

Триггеры K561TB1 могут быть заменены их зарубежным аналогом CD4027. Элементы DD1 используются в качестве инверторов и могут быть заменены на K561LA7. Регулятор напряжения DA1 может быть любого типа на 5 В. Все диоды – КД521(522) с любым буквенным обозначением.

Рис. 2.44. Печатная плата четырехканального энкодераНастройка

Установка периода повторения задающего генератора путем подстройки величины резистора R1 соответствует установке его периода повторения 20 мс. При настройке следует обратить внимание на длительность и диапазон изменения импульсов канала. При отклонении корпуса потенциометра сопротивление будет изменяться в два раза на каждый градус отклонения ручки управления.

15

D D2 для первого канала, например) составляет 1,5 мс. Если его необходимо скорректировать, например, в сторону увеличения, то придется либо припаять дополнительный конденсатор параллельно конденсатору C5, либо дополнительный резистор последовательно с потенциометром R3.

В последнем случае необходимо развернуть корпус потенциометра таким образом, чтобы в рабочем диапазоне углов отклонения результирующее сопротивление опять бы имело коэффициент перекрытия, равный двум.
В заключение подбором R12 устанавливают длительность импульсов командной посылки на выводе

10

D D1 составляет около 0,5 мс.

В пункте 2.3.8 многоканальный кодер запускает работу K561TL1

Четверка двухвходовых элементов И с инверсией образует микросхему, петля гистерезиса которой управляет ее передаточной характеристикой. Использование этой микросхемы в генераторах (вместо К561ЛА7) обеспечивает создание прямоугольных импульсов более высокого качества.

Кроме того, работоспособность сохраняется не до трех вольт, как это заявлено для большинства микросхем серии 561,а до 1,8 В. Это позволяет строить достаточно экономичные шифраторы с низковольтным питанием.
На рис. 2.45 представлена принципиальная схема восьмиканального формирователя, обеспечивающего стандартные параметры импульсов командной посылки.

Рисунок 2.45 Принципиальная схема восьмиканального конвертера

Тактовый генератор составляется из двух элементов DD1.1 и DD1.2. Использование этой схемы позволяет получить прямоугольные импульсы, время повторения которых определяется в основном постоянной времени R1C2. При использовании восьмиканального оборудования период повторения должен составлять 20 мс.

Как работает


Мультивибратор работает следующим образом. В исходном состоянии к выводу

12

D подключен к напряжению питания через резистор R4, что соответствует логической 1. На выводе

13

А также 1 с выхода инвертора DD2.2, поскольку его вход заземлен через потенциометр R5. Два нуля на входах DD2.1 обеспечивают нулевой потенциал на выводе

11

, так как элемент снабжен инвертором. Обе обкладки конденсатора С4 находятся под нулевым потенциалом.
Состояние схемы устойчиво. Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи, подаваемый на вывод

12

Эквивалентно логическому 0. Как следствие, на выходе

11

скачкообразно потенциал повышается до уровня 1. Начинается заряд конденсатора С4 через резистор R5. В первый момент зарядный ток максимален, и падение напряжения на резисторе R5 равно напряжению питания (логическая 1).
На выходе элемента DD2.2 скачкообразно устанавливается логический 0, который, будучи приложенным к выводу

13

DD2.1, удерживает этот элемент в новом состоянии даже после подачи запускающего импульса на контакт

12

. Схема находится в новом устойчивом состоянии до тех пор, пока напряжение на потенциометре R5, убывающее в процессе заряда конденсатора, не достигнет порога опрокидывания элемента DD2.2 (примерно половина напряжения питания).
В момент достижения этой величины на выводах

3 13

Установится в логическую 1, и схема вернется в исходное состояние. Конденсатор C4 разрядится через обнуленный вывод

11

микросхемы и резистор R5.
Длительность вырабатываемого на выводе

11

Положительного импульса определяется сопротивлением потенциометра R5, ось которого соединена с ручкой управления первого канала, и емкостью конденсатора С4. По своему заднему фронту этот импульс через дифференцирующую цепь C6R7 запускает импульсный мультивибратор второго канала, элементами которого являются DD2.3 и DD2.

4, и так далее, вплоть до восьмого.
Нижние по схеме элементы каждого ждущего мультивибратора инвертируют канальные импульсы таким образом, что их заднему фронту соответствуют положительные перепады напряжения. Короткие положительные всплески с выходов соответствующих дифференцирующих цепей (C5R6, C8R9 и т. д.), пройдя через диоды VD2, VD3—VD9, суммируются на резисторе R3.

Сюда же через диод VD1 поступает положительный импульс, соответствующий переднему фронту первого канального импульса.
Через инвертор DD1.4 эти импульсы запускают нормализатор, собранный на элементе DD1.3 и интегрирующей цепочке C9R10. Каждый из коротких отрицательных импульсов, соответствующих границам между канальными импульсами, быстро разряжает конденсатор С9 через малое сопротивление открытого диода VD4.
На выводе

10

Элемент DD1.3 устанавливается на уровень логической единицы. Из-за заряда на конденсаторе, вызванного резистором R10, напряжение на конденсаторе начинает расти. Выход DD1.3 обращается в логический ноль, когда напряжение достигает напряжения опрокидывания. Длительность сформированного таким образом положительного импульса на выводе

10

выбрана равной 0,5 мс.
Сформированная последовательность подается на модулятор передатчика. Временной интервал до начала следующей командной посылки колеблется в пределах 4—12 мс и играет роль синхропаузы, определяющей на приемной стороне момент начала каждой очередной посылки.

Стабилизатор напряжения DA1 обеспечивает неизменные значения длительностей вырабатываемых импульсов при разряде питающей батареи.
Изымая лишние ячейки ждущих мультивибраторов (начиная с последней), количество каналов можно менять от одного до восьми.

Формирователь совместно с передатчиком удобно использовать для независимого одновременного управления четырьмя моделями, например при организации соревнований.
Для каждой из моделей достаточно изготовить свой пульт управления, содержащий только два потенциометра, связанных с ручками управления.

Подключение блоков к командному аппарату осуществляется с помощью двухпроводных кабелей, на которых расположены передатчик (один на всех) и формирователь. Принцип извлечения собственных командных импульсов модели из общей командной посылки мы представим при рассмотрении командных декодеров.

Детали и конструкция

Печатная плата формирователя приведена на рис. 2.46.
Рассмотрен вариант для шифратора, содержащего только два канала. При необходимости увеличения их количества разработка печатной платы не вызовет затруднений, так как добавлять нужно будет узлы, аналогичные имеющимся в предлагаемом варианте.

На плате предусмотрено место для одного из вариантов передатчика. Конденсаторы C2, C4, C7, C9, участвующие в создании временного разрыва, должны быть пленочными. C10 – любой электролитический конденсатор. Другие конденсаторы могут быть керамическими (например, KM6). Схема K561TL1 может быть заменена схемой K561LA7, но напряжение питания должно быть увеличено с 3 В до 5 В.

Рис. 2.46Фрагмент печатной платы преобразователя с энкодеромНастройка

Использование формирователя требует только установки периода повторения командной посылки (потенциометр R1) и исходной длительности импульсов канала. Как описано в предыдущем параграфе, операции полностью аналогичны. Сайзер следует использовать в двухканальном варианте с периодом повторения 10 мс, если вы хотите минимизировать емкость конденсаторов в удлинителях импульсов в приемной части оборудования. Для этого емкость C2 должна быть уменьшена до 0,068 *F.

2.3.9 Многоканальный кодер на мультивибраторах K564AG1Принципиальная схема

На рис. 1 показан энкодер в сборе в соответствии с его схемой. Наименьший номер детали – 2.47. Тактовый генератор, реализованный на микросхеме DD1 (К561АГ1), полностью аналогичен описанному в разделе

разделе 2.3.3.

Период следования тактовых импульсов определяется выражением

Тп

= 0,5∙(

R1C1R2C2

).
Подбором величины резистора R1 он устанавливается равным 10 мс в двухканальном варианте и 20 мс в восьмиканальном.
Шифраторы всех каналов собраны на тех же микросхемах, вариант включения которых предполагает ждущий режим работы. Их запуск осуществляется подачей на вывод 4 импульсов с инверсного выхода мультивибратора предыдущего канала.

Благодаря тому, что срабатывание основано на положительной разности между этими импульсами, импульс канала в начале каждого последующего канала совпадает с импульсом в конце предыдущего канала, т.е. так же, как и во всех предыдущих схемах.

Рис. 2.47. Принципиальная схема кодера

Для формирования коротких импульсов командной посылки (временное положение которых должно совпадать с границами интервалов между импульсами соседних каналов), все импульсы каналов с инверсных выходов мультивибраторов (выходы

79

каждого корпуса микросхемы) подаются на одинаковые дифференцирующие цепи C5R4, C6R6, C7R7 и т. д.
Короткие положительные всплески, соответствующие задним фронтам каждого канального импульса, с выходов дифференцирующих цепей через развязывающие диоды поступают на запуск ждущего мультивибратора D6.

Входные импульсы 1 формируют необходимые выходные импульсы. Для выбора длительности последних используется резистор R9. Для формирования первого командного импульса, соответствующего переднему фронту импульса первого канала, положительный импульс с прямого выхода DD1.1 (вывод

6

).
Длительность канальных импульсов управляется потенциометрами R3, R5 и т. д., связанными с ручками управления.

Двухканальная версия

должен включать лишь каскады, собранные на микросхемах DD1, DD2, DD6.
Печатная плата такого варианта изображена на рис. 2.48.
Перемычку, соединяющую четвертую и девятую ножки микросхемы DD1, необходимо впаять до установки на плату микросхемы.

Конденсаторы C1, С2, СЗ, С4, С9 должны быть пленочными или бумажными, типа К73-17, МБМ и т. п. В качестве DA1 можно применить любой малогабаритный стабилизатор на напряжение 5 В.
Как и в предыдущих конструкциях, переменные резисторы R3 и R5 желательно использовать с повышенной износостойкостью.

НастройкаНастройка

Работа энкодера основана на установке желаемого периода повторения путем регулировки значения R1. Осциллограф может быть подключен либо к

6

Или заключать

7

Установка начальной длительности импульсов канала равной 1,5 мс и диапазона ее изменения при отклонениях ручки управления (±0,5 мс) осуществляется в соответствии с рекомендациями

Рисунок 2.48. Печатная плата 2.3.10. Комбинированный многоканальный энкодер Принципиальная схема


Принципиальная схема двухканального варианта шифратора приведена на рис. 2.49. За основу взята схема, рассмотренная в

разделе 2.3.5

, которая дополнена логическими элементами, улучшающими форму вырабатываемых канальных импульсов. Изменена также и схема формирователя выходных импульсов. Увеличение количества каналов производится простым добавлением одинаковых формирующих секций.
Тактовый генератор собран на элементах DD1.4, DD1.

3 в соответствии с традиционной схемой. R1 управляет периодом повторения импульса. Дифференцирующая цепь C1,R3 и диод VD1 создают короткий положительный импульс начала командной посылки. Отрицательный перепад напряжения на выводе 10 DD1.3 запускает формирователь импульсов первого канала, построенный на транзисторе VT1 и инверторах DD1.1, DD1.2.

Рис. 2.49. Принципиальная схема кодера


В исходном состоянии транзистор VT1 открыт за счет подачи положительного смещения в базу через резисторы R5, R6 (рис. 2.50,

а

). Конденсатор С4 почти заряжен до напряжения питания, так как оба крайних вывода потенциометра подключены к плюсу источника (на выводе

10

DD1.3 в исходном состоянии уровень логической единицы), а нижняя обкладка конденсатора находится под небольшим потенциалом на базе открытого транзистора.
Положительной при этом является верхняя по схеме обкладка конденсатора. В момент отрицательного перепада напряжения на выводе

10

DD1.3 нижний вывод потенциометра R4 подключен к шасси. Конденсатор C4 заряжается от цепи:

” Плюс” источника питания состоит из резисторов R5, R6, конденсатора C4, нижней части потенциометра R4 и корпуса.


Напряжение на базе VT1 скачком смешается в область отрицательных значений на величину, определяемую положением движка потенциометра R4, связанного с ручкой управления скоростью движения модели (рис. 2.50,

а

). На коллекторе транзистора создается положительный импульс напряжения, а на выходах инверторов DD1.2, DD1.3 – отрицательные импульсы (рис. 1). 2.50. ),

Рис. 2.50. Диаграммы напряжений в характерных точках

Длительность генерируемого импульса определяется временем перезаряда конденсатора, которое зависит как от величины скачка напряжения на базе, так и от постоянной времени цепи перезаряда, определяемой конденсатором С4 и общим сопротивлением резисторов R5, R6 (сопротивлением нижней части потенциометра R4 на их фоне можно пренебречь).

а

), что обеспечивает пропорциональность длительности импульсов положению движка потенциометра R4.
Импульс заканчивается при достижении напряжением на базе порога открывания транзистора. Инверторы на выходе формирователя обеспечивают требуемую полярность и высокую крутизну фронтов вырабатываемых импульсов. По окончании отрицательного импульса на выводе

10

DD1.3, длительность которого, кстати, обязательно должна быть больше максимально возможной длительности канального импульса, происходит быстрый заряд конденсатора С4 через резистор R4 до исходного значения.
Зависимость длительности импульсов формирователя от двух величин (номиналов сопротивлений R4 и R6) существенно облегчает установку исходной длительности и требуемого диапазона ее изменения (при настройке).
Формирователь второго канального импульса реализован на транзисторе VT2

р-n-р

структуры и инверторах DD2.1 и DD2.2 по аналогичной схеме, с той лишь разницей, что все импульсы и перепады напряжений имеют противоположную полярность, что приводит к необходимости двойного инвертирования коллекторных импульсов перед подачей на дифференцирующую цепочку.
При увеличении количества каналов следующая пара формирователей подключается к выводу

3

DD2.1. Входом при этом должен являться нижний по схеме вывод резистора, аналогичного в этой паре потенциометру R4.
Короткие положительные импульсы с выходов диодов VD1—VD3, соответствующие границам между канальными импульсами, суммируются на резисторе R14 и поступают на вход формирующего устройства, собранного на элементах DD2.3, DD2.4 и интегрирующей цепочке R15, С9. В исходном состоянии напряжение на выводе

10

D D2.3 равен нулю. Каждый из входных импульсов инвертируется DD2.4 и быстро разряжает конденсатор C9 до нуля, вызывая скачок выходного напряжения

10

до уровня логической единицы.
Затем начинается заряд С9 через большое сопротивление R15. При достижении напряжением на конденсаторе уровня логической единицы, элемент DD2.3 опять опрокидывается, формируя тем самым на своем выходе положительный прямоугольный импульс, длительность которого определяется постоянной времени заряда конденсатора С9. Конденсатор С10 необходим для «заваливания» фронтов выходных импульсов с целью сужения их спектра.

Детали и конструкцияПечатная плата

Показан на рисунке 2.51. В дополнение к рассматриваемому кодеру, в нем также находится вариант FM-передатчика от

раздела 3.6.2

. Печатная плата выполнена из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1–1,5 мм.
Ручки управления произвольной конструкции пропускаются в прямоугольные прорези платы и крепятся на осях потенциометров R4 и R9. В простейшем случае они могут быть вырезаны из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 2,5—З мм и припаяны к осям.

Сами потенциометры припаиваются к плате горизонтально своими выводами и выступами, имеющимися на корпусе.
В схеме шифратора все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,125 или им аналогичные. Подстроечные резисторы R1, R6, R11 могут быть типа СПЗ-38б или РП1-63Мг.

Переменные R4 и R9— типа СПЗ-16а. Можно применить и СП4-1, но это повлечет изменение установочных размеров и способа крепления к плате. Транзисторы КТ315 и КТ361 можно заменить соответственно на КТ3102 и КТ3107 с любым буквенным индексом.
Конденсатор С8 — любой малогабаритный электролитический.

Рис. 2.51. Печатная платаНастройка

Установите ползунки подстройки и переменного резистора в среднее положение. Сразу после подключения питания убедитесь, что на выходе стабилизатора DA1 3 В. Подключив осциллограф к выводу

10

DD1.3, проконтролировать наличие положительных импульсов.
Потенциометром R1 установить период следования

Тп

= 10 мс (когда количество каналов более двух

Тп

= 20 мс. Для этого может потребоваться увеличение емкости С2).
Переключить осциллограф к базе VT1 и установить потенциометром R4 амплитуду отрицательной «пилы» (рис. 2.50,

а

Отрегулируйте ручку управления так, чтобы 1 В было равно оси потенциометра. С помощью потенциометра R6 установите длительность отрицательных импульсов на выводе

3

DD1.1

τк.1

= 1,5 мс (рис. 2.50,

б

). Наклоняя ручку управления в крайние положения (*30°), убедитесь, что Δ

τ

= ±0,5 мс. Если Δ

ττ1

= 1,5мс. Если Δ

τ

> ±0,5 мс, то амплитуду пилы увеличить. Манипуляции повторять до тех пор, пока в нейтральном положении длительность импульсов станет равной 1,5 мс, а в крайних положениях приращение составит 0,5 мс.
Аналогично устанавливаются границы импульсов на всех остальных формирователях. Необходимо учитывать, что «пила» на базах транзисторов

р-n-р

структуры имеет положительную полярность.
Подключить осциллограф к выводу

12

В D2.4 убедитесь в наличии коротких треугольных импульсов с амплитудой не менее 2 В. Если нет, увеличьте емкости C1, C5, C7 до 1500-2200 пФ. Подбором конденсатора С9 установите длительность положительных импульсов на выводе

10

DD2.3 составляет примерно 0,5 мс.

2. Сверхрегенеративные приемники АМ-колебаний

5.2.1 Правила приема избыточной регенерацииОбщие сведения

Сверхрегенеративные приемники давно используются радиолюбителями и популярны до сих пор. Во-первых, они обеспечивают высокую чувствительность при минимальной стоимости схемы. Классический суперрегенератор, состоящий из 12-14 элементов, может обеспечить коэффициент усиления в несколько сотен тысяч при чувствительности от 3 до 5 В.

Кроме того, работая в нелинейном режиме, такой приемник обладает способностью автоматически поддерживать уровень выходного сигнала практически постоянным при изменении входного сигнала в сотни и даже тысячи раз.
В разное время и в различных изданиях делались попытки описания принципа действия сверхрегенеративного приемника.

В целом, в этих публикациях рассматриваются самые общие аспекты того, что происходит в схеме, а также рекомендации по настройке сверхрегенератора, которые основаны на практических экспериментах с приемником. Если вы радиолюбитель и построили супергенератор, вы знаете, как трудно бывает добиться хороших результатов.

Многофункциональность сверхрегенеративного каскада усложняет качественную настройку. На одном транзисторе собраны и усилитель высокой частоты, и вспомогательный генератор (суперимпульсный генератор), и детектор, выделяющий низкочастотный сигнал.

Если бы выполнение каждой из упомянутых функций было “закреплено” за разными каскадами, то каждый из них в отдельности можно было бы легко настроить на оптимальный режим работы. В связи с тем, что качественные требования каждой функции часто противоречат друг другу, суперрегенератор должен идти на компромисс между множеством функций, учитывая их “пожелания”.

В этом и заключается сложность настройки.
Режим работы любого каскада, как известно, с течением времени меняется под действием различных дестабилизирующих факторов. Поэтому еще одним недостатком сверхрегенератора можно считать невысокую устойчивость его работы.

Компромисс нарушается, и параметры приемника со временем, что называется, «плывут».
Выскажу предположение, что качественно настроить приемник можно, только разобравшись детально со всеми процессами, происходящими в схеме, а также с влиянием на эти процессы всех элементов схемы.

Явление умножения качества в колебательном контуре

В начале небольшой экскурс в теоретические основы радиотехники, без которого было бы проблематичным понимание дальнейшего изложения материала.
Радиоволны, излучаемые радиопередатчиками, распространяются во все стороны от передающих антенн со скоростью света.

ρP

/4π

R2

(5.1)
где

Р

– эффект излучения;

R

– расстояние до пункта приема;

ρ

– плотность потока мощности (мощность, проходящая через квадрат площадью 1 м

2

На расстоянии 1.5 м.

R

от передатчика).
Очевидно, каким бы ни было большим расстояние

R

Плотность потока мощности никогда не может быть нулевой. В любой точке пространства существует излучение, исходящее от всех радиостанций на земном шаре, что довольно круто. Во времени и пространстве электромагнитная волна представляет собой переменное электрическое и магнитное поле. Любой проводник, ориентированный параллельно линии напряженности электрического поля (

Е

), наведенное ЭМП (

ε

) в соответствии со

εEhд

, (5.2)
где

— действующая высота проводника. При размерах проводника, существенно меньших длины волны, действующая высота равна половине геометрической длины проводника.
Что же мешает усилить этот сигнал в требуемое число раз, чтобы прием был обеспечен на любом расстоянии от передатчика?

Помимо полезного сигнала, в точке приема присутствуют и мешающие сигналы. Тепловое движение электронов вызывает в приемнике собственные хаотические токи и напряжения, называемые его внутренним шумом.

Чтобы получить полезную информацию из принятого сигнала, уровень полезного сигнала должен во много раз превышать уровень помех и внутреннего шума приемника.

Если даже каким-либо образом избавиться от помехи на входе приемника, то внутренние шумы останутся в любом случае. Именно они и определяют потенциальную чувствительность любого приемника.
Очевидно, им и должно уделяться особое внимание при конструировании приемников.

Проводник, в котором индуцируются электрические сигналы, который фактически является приемной антенной, можно подключить к колебательному контуру, настроенному на частоту любой радиостанции. 5.1, то на выходе будет определенное напряжение

. Как мы увидим, это напряжение на самом деле является напряжением на конденсаторе C1. Давайте посмотрим, что определяет это напряжение.

Рисунок 5.1: Входная схема приемника

В качестве упрощенного примера предположим, что соотношение витков катушек L1, L2 и связи между ними таково, что ЭДС индукции, наведенная в катушке L2, равна ЭДС индукции, наведенной в антенне (формула 5.2). При возникновении этой ЭДС ток в цепи будет протекать последовательно через катушку L2 и конденсатор C1.

ε

И устойчивость

rп

Учитывает активные потери в цепи. Часть энергии повторно излучается элементами цепи за счет энергии, затрачиваемой на нагрев проводника катушки.

Рисунок 5.2. эквивалентная схема входной цепи

Подробнее об этих процессах можно прочитать, например, в [6]. По отношению к эквивалентному источнику с колебательным контуром, контур теперь является последовательным. В такой цепи, как известно, существует резонанс напряжений, при котором напряжения на реактивных элементах цепи в

Q

Умножить на ЭДС, введенную в цепь. Исходя из этого, мы можем написать

UкQε

, (5.3)
где

Qρrп

– коэффициент качества электрической цепи, (5.4)

ρ

 = √(

L1C1

) = 1/

ω0C1

– характеристический импеданс схемы

ω0

=1/√(

L1C1

) — резонансная частота контура.
Формула (5.3) показывает, что увеличением

Q

Теоретически возможно получить настолько большое значение напряжения, насколько вы захотите

Тем самым доводя принимаемый сигнал до значения, необходимого для нормальной работы последующих каскадов. Значение Q-фактора контура трудно достичь в реальном мире выше 200-350. Более того, в реальных схемах остальная часть приемника подключена к контуру параллельно конденсатору C1, что может быть учтено его входным импедансом

Rвх

. Это сопротивление будет рассеивать часть принятой мощности. Возникающие дополнительные потери учитываются эквивалентным увеличением сопротивления потерь в цепи на величину

rдоп

. Формула пересчета выглядит следующим образом

rдоп ρ2/Rвх


Результирующая добротность контура, называемая эквивалентной (

) или загруженности, уменьшается:

Qэρ/rп rдоп

), (5.5)
и в практических конструкциях составляет величину 50—120. Чтобы картина была полной, необходимо было бы в знаменатель формулы (5.5) добавить третье слагаемое, учитывающее потери энергии в контуре за счет шунтирующего действия антенны. Для простоты дальнейшего изложения будем полагать эти потери равными нулю.

Рисунок 5.3. Механизм компенсации потерь в контуре

К конденсатору подключен транзистор VT1. Напряжение

С конденсатора подается на секцию база-эмиттер транзистора, что вызывает изменение тока, протекающего в коллекторной цепи под действием источника питания V1. Амплитуда изменения определяется выражением

IкUкS

В которой

S

Кроме того, существует крутизна, при которой работает транзистор. Протекая через катушку

L2

Что этот ток, индуцированный в катушке

L1

. Взаимная индукция ЭДС

Uoc

= ω

∙M∙

Где

М

– Взаимная индукция в катушке

L1L2

.
Фазировка катушек выбирается таким образом, чтобы напряжение

Uос

Был синфазным с колебаниями, происходящими в цепи, что характерно для положительной обратной связи. Ток

I

В цепи теперь протекает под действием суммы двух напряжений

 εUос

, и амплитуда колебаний нарастает. Обратим внимание на то, что амплитуда возрастает, в конечном счете, за счет энергии источника питания.
Поскольку при резонансе суммарное сопротивление реактивных элементов контура равно нулю, для входного контура справедливо выражение

εUосεω0

∙M∙

Iк Irп rдоп

). Теперь напряжение на конденсаторе можно записать как

UкIω0C1 I∙ρ

. Откуда 

IUкρ

. Подставляя правые части выражений для

I Iк

Из предыдущей формулы получаем:

Дистанционное управление


Выражение (5.3) справедливо и для рассматриваемого случая, с той лишь разницей, что добротность теперь имеется ввиду эквивалентная (

Положительная обратная связь компенсирует потери в контуре. Используя (5.3), перепишем предыдущее выражение в виде

Дистанционное управление

В качестве эквивалентного коэффициента качества уменьшим обе части равенства на:

Дистанционное управление


Пользуясь тем, что при резонансе 

ρ

= 1/

ω0C1

И последнее примечание:

Дистанционное управление

Сравнивая выражения (5.5) и (5.6), можно сделать следующие полезные для практики выводы:
♦ в знаменателе выражения для добротности, за счет положительной обратной связи, появилось дополнительное слагаемое

MSC1

, имеющее размерность сопротивления;
♦ знак этого сопротивления отрицательный, что уменьшает общее сопротивление потерь контура;
♦ манипулируя величиной

М

Хорошо

S

, можно сделать сопротивление потерь контура сколь угодно малым, в том числе и равным нулю;
♦ увеличивая эквивалентную добротность контура описанным способом в соответствии с формулой (5.3), можно получать на контуре колебания любой желаемой амплитуды.

Отрицательное сопротивление создается, когда энергия источника питания передается из коллекторной цепи в цепь через положительную обратную связь, тем самым компенсируя потери энергии сигнала в схеме.

Энергия вносится в виде колебаний той же частоты, что и у поступивших в контур из антенны.
Происходящая компенсация потерь или, другими словами, восстановление энергии сигнала называется регенерацией, а приемники, использующие рассмотренный принцип для повышения коэффициента усиления, — регенеративными.

Принципы позолоты

Несмотря на привлекательность этого метода, он имеет существенные

Неблагоприятная ситуация

. Параметры, определяющие величину отрицательного импеданса

rвнMSC1

Не стабильны во времени, что делает нестабильным сам режим регенерации. Увеличение положительной обратной связи (увеличение

rвн

) до обращения в нуль знаменателя формулы (5.6) приводит к превращению усилителя в генератор, уменьшение — к существенному снижению расчетного коэффициента усиления, а значит и к потере чувствительности.
Кроме того, увеличение коэффициента усиления приемника за счет увеличения эквивалентной добротности ограничивается требованиями к полосе пропускания приемника (Δ

fпр

). Последнее может быть рассчитано с помощью выражения Δ

fпрf0QЭ

И не должна быть меньше ширины активного спектра принимаемого сигнала. Идея сверхрегенеративного усиления является классическим примером того, как недостаток можно превратить в преимущество. В формуле (5.6) знаменатель приближается к нулю на пределе самовозбуждения, где регенератор может достичь наибольшего усиления.

Вследствие близости к режиму самовозбуждения это положение также является наименее устойчивым. При сверхрегенеративном приеме отрицательное сопротивление периодически изменяется так, что усилитель периодически проходит через область максимального усиления, так что в течение некоторой части этого периода усилитель является генератором.

М

Или крутящий момент на транзисторе

S

. При рассмотрении принципов суперрегенерации удобнее использовать

S

. Для начала выясним смысл этого параметра.
На рис. 5.4,

а

Показывает входную характеристику транзистора, которая является зависимостью тока базы (

(б) напряжения между базой и эмиттером (в)

). База обычно подключена к напряжению смещения (Vb)

u0

), который устанавливает положение рабочей точки (PT1) на входной характеристике. Когда переменное напряжение с амплитудой

, ток базы будет изменяться по тому же закону с амплитудой в

(рис. 5.4,

B Рис. 5.4 Зависимость наклона от положения рабочей точки

Согласно рисунку 1, если напряжение, приложенное к базе, постоянно, то ток будет иметь постоянную амплитуду. Она будет зависеть от угла наклона входной характеристики в окрестности рабочей точки. Количественно этот угол характеризуется крутизной входной характеристики

. Измените положение рабочей точки с помощью

u0

Может быть изменена

. Амплитуда тока коллектора (/

к

) может быть определена по следующей формуле

IкIбh21э

Где

h21э

– обеспечивает коэффициент усиления тока транзистора в цепи с общим эмиттером. Значение

SIкUб

и будем называть крутизной транзистора.
Обратите внимание на то, что крутизна транзистора, как и величина

Зависит от положения рабочей точки транзистора на входной характеристике. У разных транзисторов зависимость крутизны от напряжения смещения принимает разную форму. Существенным является тот факт, что крутизна тем больше, чем больше постоянное напряжение смещения

U0

Что хорошо видно на рисунке. Предположим для простоты, что наклон прямо пропорционален напряжению смещения (рис. 1). 5.5,

A Рис. 5.5. Прерывистая генерация в суперрегенераторе


Теперь можно приступать к рассмотрению собственно режима сверхрегенерации. Обозначим значение крутизны транзистора, при которой знаменатель выражения (5.6) обращается в нуль (возникает генерация) через

Sкр

. Чтобы получить это значение, необходимо подать напряжение на базу транзистора

Uкр

(рис. 5.5,

а

). В исходном состоянии к базе прикладывается постоянное напряжение смещения

U0

Которая обеспечивает такое положение рабочей точки транзистора (РТ), при котором крутизна

S0

меньше критической. Генерация в этом случае отсутствует.
Если теперь к постоянному напряжению добавить некоторое вспомогательное, периодически изменяющееся, называемое напряжением суперизации (

uсуп

), то при достаточной его амплитуде рабочая точка переместится в область, где крутизна транзистора больше критической. Эта ситуация на рис. 5.5,

б

Соответствует временному промежутку

t1t2

. На это время знаменатель формулы (5.6) становится отрицательным, и в контуре обеспечиваются условия возникновения автогенерации.
Если в контур из антенны поступает напряжение сигнала амплитудой

Uc

После этого колебания в цепи будут расти по экспоненциальному закону, описываемому формулой [6]

Uкt

) =

Uce-δt

, (5.7)
где

δrэL1

– коэффициент затухания колебаний в контуре;

L1

– Индуктивность схемы ;

rэrпrдопMSC1

— эквивалентное сопротивление потерь контура,
При

S

>

Sкр

В промежутке

t1t2

Стоимость.

Имеет отрицательное значение, экспонента в (5.7) соответственно имеет положительное значение, что обеспечивает увеличение амплитуды колебаний до некоторого значения

Um

(рис. 5.5,

в

). По истечении определенного времени

t2

крутизна становится меньше критической, показатель экспоненты в (5.7) — отрицательным, и колебания в контуре затухают. Образуется так называемая «вспышка» высокочастотных колебаний в контуре.
Если принимается АМ-сигнал, то к началу новой вспышки (момент

t4

На рисунке) величина начальной амплитуды

Uc

Будет отличаться от предыдущего (например, станет больше), соответственно изменится и амплитуда вспышки, что видно из формулы (5.7) и рис. 5.5,

в

. В результате на контуре будет получена последовательность вспышек, амплитуда которых будет повторять закон изменения амплитуды принимаемых колебаний.
Надлежащим выбором параметров контура и величины

S

Можно обеспечить такую скорость нарастания напряжения в цепи в интервале

t1t2

При котором амплитуда вспышек

Um

будет достигать единиц вольт, при всего нескольких микровольтах, наведенных в антенне. Подавая вспышки на амплитудный детектор можно выделить их огибающую, которая и является полезным сигналом. Расчеты показывают, что коэффициент усиления сверхрегенератора может достигать сотен тысяч [7].
Необходимо отметить, что частота вспомогательных колебаний (

Fсуп

Для того чтобы огибающая принятого сигнала была восстановлена без потерь, такая огибающая должна существовать. Как известно, для этого должно выполняться условие Котельникова

Fсуп

 >= 2

. Здесь

— верхняя частота в спектре модулирующего сигнала.
В практических схемах

Fсуп

Лежит в диапазоне 30-100 кГц. Напряжение наложения имеет конкретную форму, как видно из рис. Сумма 5.5 принципиального значения не имеет. Важно лишь обеспечить на интервале

t1t2

Помещение

S

>

Sкр

.
Предельно достижимая амплитуда вспышек на контуре

Uпр

Ограничивается параметрами схемы и напряжением питания. Если в процессе усиления сигнала амплитуда всплесков напряжения на схеме все время остается меньше, чем

Uпр

Амплитудная зависимость

UmUc

линейна и режим работы соответственно называется линейным. Достоинством режима является низкий уровень шумов и малый коэффициент нелинейных искажений.
Если начальная амплитуда в контуре или усиление в схеме настолько велики, что

Um

Если ценность

Uпр

Входите.

t1t2

То амплитуда вспышек не зависит от амплитуды входного сигнала, и режим называется нелинейным. На рис. 6 показано, как будет изменяться площадь вспышки при изменении амплитуды входного сигнала. 5.6,

а

). Логарифмически, по мере изменения входного сигнала, изменяется детектируемое напряжение, как показано на рис. 5.6,

B Рис. 5.6Линейный режим работы суперрегенератора


Такая зависимость выходного сигнала от входного аналогична действию АРУ в приемнике и расширяет его динамический диапазон. К

Смотрите про коптеры:  Купить Набор RF011. Четырёхканальная система радиоуправления по низкой цене в интернет-магазине Dessy

недостаткам

Известно, что нелинейный режим характеризуется сильными нелинейными искажениями, высоким уровнем выходного шума при отсутствии полезных сигналов и низкой избирательностью по соседним каналам. Сильный шум на выходе приемника – это просто усиленная во много раз версия шума каскада, что является недостатком, но в то же время лишь доказывает, насколько приемник усилен.

Методом получения вспомогательных флуктуаций напряжения наддува

Суперрегенераторы делятся на две группы. Специальные генераторы генерируют вспомогательные колебания для суперрегенераторов с внешней суперпозицией. В

Суперрегенераторы с функцией самоконтроля

создаются условия для возникновения вспомогательных колебаний в самом регенеративном каскаде. Последний вариант используется чаще, так как требует меньших схемотехнических затрат (однако это не значит, что он является лучшим).
Читатели, знающие, что такое спектр сигнала, могут пропустить следующие три абзаца, остальным рекомендуется разобраться с этим понятием.

Дело в том, что сигналы, используемые в радиотехнике, могут иметь самую различную форму.
Анализировать прохождение непосредственно самих сигналов через радиотехнические цепи, назначение и структура которых также весьма разнообразны, весьма сложная задача.

Разложение функции в ряд

. Любой реальный сигнал сколь угодно сложной формы представляет собой какую-либо функцию времени, а значит, может быть разложен в ряд.
Наиболее широко применяется разложение

в тригонометрический ряд Фурье

. В этом случае сигнал можно представить в виде суммы гармонических колебаний. колебания синусоидальной или косинусоидальной формы. Как объяснялось выше, это связано с тем, что только эти колебания не меняют форму при прохождении через линейную цепь (а большинство радиоцепей можно считать линейными).

В гармоническом колебании могут быть изменены только амплитуда и начальная фаза. Поэтому анализ прохождения гармонического колебания через любое устройство сводится только к оценке изменений этих двух величин, а в большинстве практических случаев – только к оценке изменений амплитуды.

Гармонические колебания, сумма которых может быть представлена тестируемым сигналом, называются его компонентами, а их сумма – спектром сигнала. После того, как установлено, какие изменения претерпевает каждый компонент спектра при прохождении через тестируемую цепь, достаточно сложить их вместе на выходе, чтобы получить форму выходного сигнала.

I0a0

(θ)∙

Im

И гармоники на частотах, кратных частоте следования импульсов

ω

. Так называемые коэффициенты Берга

a0

(θ) зависят от угла отсечки импульсов 

θ

И гармонические числа

n

. Число гармоник бесконечно – это общий случай, но амплитуды гармоник уменьшаются с увеличением числа гармоник. Большинство из них имеют практическую ценность только на ранних стадиях.

Рис. 5.7Спектр синусоидального импульсаПринцип работы “классического” супергенератора


Для решения задачи, заявленной в начале параграфа, рассмотрим подробно принцип действия реального сверхрегенеративного приемника с автосуперизацией, собранного по «классической» схеме (рис. 5.8). Схема содержит колебательный контур L

к5

Настроившись на частоту сигнала, принимаемого антенной (A), можно обнаружить сигнал. Конденсатор C используется между антенной и схемой как способ уменьшить влияние антенны на ее параметры

3

Малая вместимость.

Рис. 5.8. Принципиальная схема классического суперрегенератора

Необходимо отметить, что колебательный контур, в отличие от рис. 5.3, включен в коллекторную цепь транзистора, и компенсация потерь энергии сигнала будет происходить непосредственно коллекторным током.
Необходимая для этой цели обратная связь организована следующим образом. Поскольку верхний по схеме, вывод колебательного контура соединен с общим проводом через конденсатор С

2

Сопротивление которого на частоте сигнала ничтожно мало, высокочастотное напряжение

, существующее на нем, фактически действует между коллектором транзистора и корпусом (см. рис. 5.8).
Это напряжение приложено к делителю, состоящему из конденсатора обратной связи С

6

И демпферы DR

1

. Для подключения нижнего вывода дросселя к шасси используется конденсатор C со сверхнизким сопротивлением.

4

. Конденсатор большой емкости C соединяет базу транзистора с шасси, а также

1

, то напряжение высокочастотной обратной связи

Uoc

приложено фактически между эмиттером и базой транзистора.
Режим транзистора по постоянному току, как известно, определяется напряжением

Uб-э

. Поскольку реактивное сопротивление Dn

1

Постоянного тока можно пренебречь, тогда это напряжение будет разностью

Uб-эUR2Uс

. Оно и определяет положение рабочей точки на характеристиках транзистора.
Напряжение

UR2

Отводится от нижнего плеча делителя R

12

И может управляться переменным резистором R

1

. Элементы R

47

являются фильтром нижних частот и предназначены для выделения полезного сигнала.
В правильно собранной схеме при отсутствии входного сигнала существует режим прерывистых колебаний. Форма напряжений на контуре

И конденсатором C

4

Полученный при включении схемы в систему моделирования схем Micro-Cap 6, показан на рис. 5.9. На втором графике можно увидеть пилообразное напряжение. Оно представляет собой напряжение автосуперимпозиции. Рассмотрим одну вспышку высокочастотных колебаний и подробно проанализируем, как она формируется, чтобы исследовать процессы, происходящие в цепи.

Рис. 5.9. Напряжения в суперрегенераторе


На рис. 5.10 приведена проходная характеристика транзистора КТ315Б, использованного в схеме, на которой отмечены

Рис. 5.10.Проходная характеристика транзистора

Две характерные точки. Как показано на рисунке 1a, точка (1) соответствует точке, в которой начинает протекать коллекторный ток. Из графика видно, что он равен

Uбэ

= 0,45 В.
Точка (2) соответствует критической крутизне проходной характеристики

Sкp

При котором выполняются условия самовозбуждения в цепи. Это происходит при

Uбэ

= 0,521 В. В момент самовозбуждения ток коллектора составляет 145 А. Используя переменный резистор R

1

Начальное напряжение устанавливается в размере

Uб-эUR2Uс

При котором первичный уклон

>

Sкр

. При таких условиях в схеме, как уже говорилось, возбуждаются прерывистые колебания.
Графики в характерных точках схемы, облегчающие понимание принципа действия, приведены на рис. 5.11.

Рис. 5.11. Работа суперрегенератора объясняется на рис. 5.11. Принцип работы суперрегенератора (продолжение) графики


Поскольку процесс в схеме периодический, рассмотрение можно начать с любого момента времени. Пусть в момент

t

= 0 напряжение на конденсаторе С

4

Обусловленный предыдущими процессами в цепи, таков, что текущее значение

Uб-эUR2Uса, б

). Транзистор в этой ситуации заперт, коллекторный ток его равен нулю (рис. 5.11,

в, г

Как показано на рис. 1), в цепи нет высокочастотного напряжения (рис. 5.11,

д

). Конденсатор C разряжен

4

Через сопротивления R

3

. Напряжение на конденсаторе уменьшается экспоненциально

Дистанционное управление

где

Uсо

В предыдущем цикле напряжение на конденсаторе было на высоком уровне, когда транзистор закрывался (момент, аналогичный 5 на графиках);

τрR3C4

— постоянная времени цепи разряда конденсатора.
Как только напряжение 

Uб-э

Станет 0,45 В (точка 1), транзистор начнет открываться. Ток коллектора будет увеличиваться со временем (рисунок 1-2). 5.11,

в, г

). Хотя открытый транзистор позволяет зарядному току протекать через конденсатор C

4

Несмотря на это, напряжение на нем все равно падает (рис. 5.11,

а

), а ток разряда конденсатора через резистор R

3

больше зарядного тока.
Поскольку первый из них убывает, а второй нарастает, результирующая скорость роста напряжения 

Uб-э

Тормоза. В точке 2, однако, это напряжение достигает критического значения

Uб-э

= 0,521 В, что соответствует началу самовозбуждения каскада.
В контуре возникают высокочастотные колебания (рис. 5.11,

д

), амплитуда которых нарастает в соответствие с выражением (5.7). Здесь уже уместно сделать первый полезный для практики вывод.
Если после открывания транзистора зарядный и разрядные токи конденсатора С

4

Выравниваются до того, как напряжение

Uб-э

Будет достигнуто.

Uкр

(в нашем случае 521 мВ), каскад не будет самовозбуждаться и суперрегенератор не будет работать. Скорость уменьшения тока разряда конденсатора определяется постоянной времени

τрR3C4

И значение опорного напряжения на конденсаторе

Uco

.
Скорость же нарастания зарядного тока через открывающийся транзистор определяется крутизной транзистора в исходной рабочей точке

Который, в свою очередь, зависит от соотношения сопротивлений резисторов R

1

, R

2

и R

3

и параметра

h21э

Транзистор. Напряжение

Uб-э

Равнозначный

Преднамеренно устраняя условия самовозбуждения в каскаде, его можно измерить. путем временного отключения конденсатора обратной связи C

6

. Как видно, сопротивление R

3

Затрагивает

τр

И многое другое.

, что усложняет процедуру настройки.
На практике целесообразно выбрать величину R

3

Затем отрегулируйте R, исходя из желаемого значения частоты наложения

1

Для получения прерывистой генерации. Для полноты картины следует отметить, что значение R может быть любым в узком диапазоне для управления частотой суперпозиции. Действительно, чем выше напряжение

UR2

Чем больше напряжение

Uco

Для которых конденсатор C

4

, а значит и больше будет время его разряда, определяющее период суперизации.
Вернемся к процессам, происходящим в схеме. Часть напряжения, возникшего на контуре, в виде сигнала обратной связи

Uoc

Начинает суммироваться с медленно изменяющимся напряжением на участке база-эмиттер. Теперь результирующее напряжение представляет собой алгебраическую сумму трех напряжений (рис. 5.11,

б

) и описывается понятием:

Uб-эUR2

— (

UcUос

).
Коллекторный ток в результате начинает изменяться по синусоидальному закону (интервал 2–3 на рис. 5.11,

в

). Ток коллектора на этом участке практически не изменяется, так как транзистор в этом случае работает в режиме класса А (рис. 5.11,

г

). Общее напряжение

Uб-э

На этом интервале также содержит синусоидальную составляющую, возрастающую во времени. В момент времени, соответствующий точке

3

На графиках наблюдается значительное изменение режима. Общее напряжение

Uб-э

Начинает “ковыряться” в линии

Uб-э

= 450 мВ (рис. 5.11,

б

), соответствующую запирающему напряжению транзистора.
Коллекторный ток теперь протекает только в те части периода высокочастотного напряжения, в течение которых напряжение 

Uб-э

Превышает уровень в 450 мВ (интервал 3-5 на рис. 5.11,

в

). Именно этот факт является одним из необходимых условий существования режима прерывистой генерации в каскаде и, как следствие, возможности усиления принимаемых колебаний. Посмотрим на процессы, происходящие на интервале 3–5, внимательнее.
С одной стороны короткие импульсы коллекторного тока и являются теми «толчками», которые раскачивают колебания в контуре.

Другими словами, первая гармоника этих импульсов обеспечивает формирование на контуре нарастающего гармонического напряжения. Пропорционально растет и напряжение обратной связи, прикладываемое к базе транзистора. Это, в свою очередь, вызывает дальнейший рост амплитуды коллекторных импульсов и напряжения на контуре.
С другой стороны постоянная составляющая импульсов (рис. 5.11,

г

) обеспечивает то, что конденсатор C

4

, напряжение от которого уменьшается результирующая разность

UR2Uc

(рис. 5.11,

б

). Вследствие этого угол отсечки импульса коллекторного тока уменьшается, предотвращая рост напряжения. Результат зависит от того, что больше: скорость роста амплитуды напряжения обратной связи, которое является частью напряжения на цепи, или скорость роста напряжения на конденсаторе

Uc

.
В интервале 3–4 соотношение роста амплитуды импульсов коллекторного тока и уменьшения их угла отсечки таково, что и первая гармоника, и постоянная составляющая

Iк0

Этих импульсов увеличивается. Последнее обеспечивает увеличение напряжения на конденсаторе

Кроме того, скорость роста этого напряжения также увеличивается, что видно из графика (рис. 5.11. ),

а

). Это (за счет уменьшения угла отсечки) приводит к снижению скорости роста напряжения на контуре, но до точки

4

Остается выше темпа роста

Uc

.
Выполнение этого условия принципиально необходимо для нарастания амплитуды вспышки. Для его обеспечения в реальной схеме необходимо помнить, что

Uос

Это часть напряжения цепи.

И скорость его увеличения можно контролировать двумя способами: коэффициентом демпфирования

δ

Через параметры его компонентов (формула 5.7), а изменение коэффициента обратной связи определяется отношением реактивностей конденсаторов обратной связи C

6

И дроссель Dr1. Уменьшите скорость поворота

Uc

Можно, в частности, за счет увеличения мощности C

4

.
В точке

4

Увеличение амплитуды импульсов коллекторного тока полностью компенсируется уменьшением угла их отсечки. Как следствие, постоянная составляющая

Iк0

Перестает изменяться, достигая своего максимального значения. В течение короткого времени амплитуда импульса продолжает увеличиваться, но увеличение угла отсечки уменьшает постоянную составляющую тока коллектора. Следовательно, уменьшается крутизна нарастания напряжения на конденсаторе.

Само напряжение продолжает расти, смещая рабочую точку транзистора вниз по характеристике и вызывая уменьшение ее наклона. Из-за этого амплитуда коллекторных импульсов начинает уменьшаться, что увеличивает скорость затухания постоянной составляющей

Iк0

. Кроме того, в цепи падает напряжение. В точке максимального напряжения

Uc

(Рис. 5.11,

а

) значение постоянной составляющей таково, что ток заряда конденсатора становится равным току разряда, и далее ток разряда превалирует.
В точке

5

Амплитуда напряжения на петле уменьшается до значения, при котором напряжение обратной связи перестает превышать пороговый уровень 450 мВ (рис. 5.11,

б

). Транзистор закрывается. Импульсы коллекторного тока исчезают, а амплитуда первой гармоники и постоянная составляющая коллекторного тока падают до нуля. Напряжение на конденсаторе имеет значение

Uc0

. Энергия, запасенная в контуре к этому моменту, обеспечивает существование в нем затухающих колебаний, амплитуда которых убывает в соответствии с формулой (5.7).
Конденсатор С

4

Отключенный от источника питания закрытым транзистором, разряжается резистором R

3

Экспоненциально (5.8). Формирование вспышки завершено. Когда напряжение

Uб-э

За счет разряда конденсатора C

4

, достигнет величины 450 мВ, начнется процесс формирования новой вспышки.
Необходимо особо подчеркнуть, что если скорость уменьшения напряжения на конденсаторе будет больше скорости уменьшения амплитуды колебаний на контуре, то, как это явствует из рис. 5.11,

б

Каскад перейдет в режим непрерывной генерации, импульсы напряжения обратной связи будут продолжать превышать пороговые уровни, и срыв колебаний не произойдет. Каскад перейдет в режим непрерывной генерации. Вышеупомянутые скорости зависят соответственно от величин

τрδ

. Очевидно, что условием существования разрывных колебаний является

Дистанционное управление

До сих пор мы предполагали, что в контуре отсутствует напряжение. В этом случае все вспышки имеют одинаковый процесс формирования, поэтому их амплитуда, длительность и повторяющийся период будут постоянными. Следовательно, эти параметры постоянны и для импульсов постоянной составляющей тока коллектора (рис. 5.11,

г

). Пропустив эти импульсы через фильтр нижних частот, получим на его выходе постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде импульсов постоянной составляющей.
При поступлении из антенны в контур напряжения сигнала картина меняется. В момент времени, соответствующий критическому значению крутизны транзистора (точка

2

), напряжение в контуре начнет увеличиваться не с нуля, а со значения, равного амплитуде сигнала в контуре. В результате максимальная амплитуда вспышек в цепи увеличивается, а амплитуда импульса постоянного тока с коллектора возрастает.

Увеличение напряжения на выходе LPF будет иметь эффект увеличения напряжения. В цепи с амплитудной модуляцией постоянная составляющая тока коллектора в конечном итоге также будет модулироваться, и поэтому выход LPF будет имитировать огибающую входного сигнала.

Поскольку в цепи всегда присутствует напряжение собственного шума, то в отсутствие входного сигнала напряжение, с которого начнутся высокочастотные всплески, будет определяться значением напряжения шума в момент времени, соответствующий точке

2

на графиках. От вспышки к вспышке напряжение шумов меняется по случайному закону, поэтому и на выходе ФНЧ напряжение будет представлять собой случайное колебание, которое воспринимается на слух в виде характерного «суперного» шума.
Фильтр нижних частот, выделяющий полезный сигнал, как следует из вышеприведенных соображений, должен находиться в коллекторной цепи. Иногда так и делается. Однако подробно рассмотренный процесс формирования, в частности, напряжения на конденсаторе С

4

В которую включена постоянная часть тока коллектора

I0

, позволяет сделать вывод, что и амплитуда импульсов напряжения на этом конденсаторе так же будет меняться по закону огибающей входного сигнала.
В приведенной на рис. 5.8 схеме использован этот факт, и на вход ФНЧ, состоящего из резистора R

4

И конденсатором C

7

Конденсатор C заряжается пилообразным наложенным напряжением

4

.
В заключение необходимо отметить, что часть напряжения сигнала, поступившего из антенны в контур, по цепи обратной связи попадет на базу транзистора и будет складываться там с пилообразным напряжением суперизации и постоянным напряжением смешения. В результате, момент пересечения суммарным напряжением

Uб-э

Уровня размыкания транзистора (точка

1

на графиках) от периода к периоду будет изменяться, вызывая изменение частоты следования вспышек во времени по закону огибающей входного сигнала.
При отсутствии полезного сигнала аналогичный процесс будет происходить под действием собственных шумов каскада.

Этот факт может быть использован для оптимизации режима работы суперрегенератора. С помощью осциллографа, подключенного к коллектору транзистора, можно наблюдать вспышки колебаний, возникающих на схеме. Можно наблюдать “дрожание” остатка по оси времени, если отрегулировать длительность развертки так, чтобы на экране помещалось четыре-пять вспышек, и синхронизировать развертку по первой.

При настройке приемника большая амплитуда этих “джиттеров” указывает на максимальное усиление. Вместо наблюдения высокочастотных вспышек можно наблюдать пилообразное напряжение суперизации, подключив осциллограф к конденсатору C

4

.
Изложенный подробный принцип действия сверхрегенератора при внимательном его рассмотрении радиолюбителями позволит облегчить процедуру настройки конкретных конструкций приемников и оптимизацию их параметров.

5.2.2 Классическая диаграмма суперрегенератораПринцип

На рисунке 1 показана практическая схема суперрегенеративного приемника, из которой можно сделать вывод, что первый этап аналогичен описанному в предыдущем параграфе. 5.12. R2 используется для подстройки рабочей точки приемника при использовании триммерного резистора.

Для предотвращения выхода из строя транзистора VT1, если при настройке движок R2 установлен в верхнее положение, используется ограничительный резистор R1. На выходе фильтра нижних частот R5C7 детектированный сигнал поступает на вход LFO, состоящего из транзисторов VT2 и VT3.

Прямое соединение транзисторов с глубокой отрицательной связью по постоянному току через резистор R7 приводит к хорошей тепловой интеграции рабочей точки. Усиление УНЧ в этих схемах может достигать 3000. Эмиттерный повторитель VT4 на транзисторе VT4 развязывает приемник от последующих каскадов.

Рис. 5.12. Принципиальная схема классического суперрегенератораДетали и конструкция

На рис. показана печатная плата. 5.13 и не требует комментариев. Конденсаторы, кроме электролитических С8 и С10, должны быть керамическими. В подстроечном резисторе R2 можно использовать либо СПЗ-38б, либо ПГ1-6ЗМг. Транзисторы, кроме КТ315 и КТ3102, отсутствуют.

Эта петлевая катушка изготовлена из 7 витков провода 0,5 мм. Настроечный сердечник изготовлен из карбонильного железа. Диаметр каркаса 5-9 мм является стандартным. Дроссель L1 составляет 20-68 мкГн. Антенной служит шест или гибкий провод.

Рис. 5.13. Печатная платаНастройка

Настройка заключается в установке оптимального режима перегенерации с помощью R2 и настройке контура L2C5 в резонанс с передаваемым им сигналом. Конденсатор C6 должен иметь начальную емкость 15 пФ. Его значение регулируется в процессе настройки до получения максимального колебания, наблюдаемого с помощью осциллографа на стыке конденсаторов C7 и C9.

Настройка УНЧ сводится к установке на эмиттере транзистора VT4 напряжения, равного 4 В, путем подбора сопротивления резистора R7, для чего временно его целесообразно заменить переменным.
Соединительные провода должны при этом быть как можно короче во избежание наводок на базу VT2.

В качестве альтернативы можно подключить высокоомные наушники (например, Add ETON-2 к выходу приемника и выбрать положение ползунка R2 и значение C6, исходя из максимального уровня слышимого шума от передатчика в выключенном состоянии. Затем включите передатчик (так, чтобы он работал в режиме амплитудной модуляции с выходом энкодера) и настройте входную цепь на максимальную громкость. После этого иногда необходимо отрегулировать положение потенциометра R2.

5.2.3 Суперрегенератор с URFB основные положения

Во время прерывистой генерации суперрегенератор представляет собой каскад колебаний. Часть мощности от колебаний проводится к антенне через конденсатор связи. Излучаемая мощность может превышать несколько милливатт, вызывая нежелательные помехи для радиооборудования.

Например, несколько моделей не могут управляться одновременно. Между антенной и суперрегенеративным каскадом был установлен усилитель радиочастоты, чтобы развязать их. Таким образом, сигнал в усилителе может распространяться только от входа к выходу.

Справедливости ради необходимо отметить, что по-прежнему остается, хотя и менее мощное, паразитное излучение самого колебательного контура приемника. Для его устранения катушку контура целесообразно помещать в экран.
К сожалению, увеличения чувствительности УРЧ не дает.

У сверхрегенеративного каскада она уже и так велика и определяется только собственными шумами каскада. Чувствительность будет повышена только в том случае, если собственные шумы каскада УРЧ меньше шумов сверхрегенератора.
В этом легко убедиться на простом примере.

Пусть чувствительность суперрегенератора установлена на 10 В при отношении сигнал/шум 5. Это означает, что уровень входного шума составляет 10/5 = 2 В. Теперь установим вход на VGA с коэффициентом усиления по напряжению

Кu

= 10, собранный на таком же транзисторе, что и в каскаде сверхрегенератора. Его собственные шумы также будут равны 2 мкВ. Подадим на вход УРЧ те же 10 мкВ.
На входе сверхрегенератора напряжение сигнала, прошедшего через УРЧ, будет равно 10×10 = 100 мкВ, а напряжение шумов соответственно 2×10 2 = 22 мкВ.

Результирующее отношение сигнал/шум на входе суперрегенератора теперь составляет 100/22 = 4,54, что ниже исходного отношения. Чтобы сделать его таким же, нужно ввести на входе 11 мкВ вместо 10. Как вы можете видеть, UDR даже ухудшил чувствительность.

Если внутренний шум ВЧ-транзистора составляет 1 В, то легко подсчитать, что достаточным будет только сигнал 6 В. Тем не менее, если собрать сверхрегенератор на таком транзисторе, то результат будет еще лучше. Таким образом, использование URF может быть оправдано только желанием уменьшить назойливое излучение через антенну.

Схема электрической цепи

На рисунке 1 представлена принципиальная схема приемника. УМЗЧ собран на VT1 по схеме с общей базой. Когда транзистор переключается, он обеспечивает каскаду низкое входное сопротивление, а значит, на него не влияют изменения параметров антенны.

На транзисторе VT2 реализован колебательный контур L1C7, также входящий в состав сверхрегенератора. Как в этой схеме, так и в УФО используется высокочастотный кремниевый транзистор прямой проводимости, что позволило реализовать приемник экономически выгодным способом.

Ток, потребляемый двумя первыми каскадами, не превышает 1,4 мА.
Микросхема DA1 исполняет роль усилителя низкой частоты. Резистор R12 определяет ток потребления микросхемы, ее максимальный коэффициент усиления и полосу пропускания. При указанных на схеме параметрах «обвязки» ток, потребляемый операционным усилителем, составляет всего 0,4 мА, а коэффициент усиления достаточен для получения выходных импульсов в уровнях, пригодных для непосредственной подачи на вход цифровых микросхем дешифратора или распределителя импульсов.

Рис. 5.14. Принципиальная схема суперрегенератора с URF Детали и конструкция

Плата показана на рисунке 5.15 и не имеет никаких особенностей. Транзисторы КТ3127А можно заменить транзисторами КТ3128. Индуктор L1 содержит 9 витков провода диаметром 0,35 мм на каркасе с нарезанным (M4) сердечником из углеродистого железа.

Рис. 5.15. Печатная платаНастройка

Транзистор VT1 настраивают, подбирая величину резистора R1, до достижения напряжения 4,2 В на его базе. Затем, в соответствии с сигналами собственного передатчика, вращением сердечника катушки настраивают колебательный контур сверхрегенератора, а ротором конденсатора С8 – режим сверхрегенерации, до получения максимальной амплитуды сигнала на выходе приемника.

5.2.4 Супергенератор на транзисторах с барьерным режимомПринципиальная диаграмма

V T1 используется для построения сверхрегенеративного каскада (рис. 5.16). Транзисторы в каскаде работают в барьерном режиме. При подключении катушки L1 к базе постоянного тока коллектор соединяется с базой постоянного тока. Ряд исследований показал, что этот режим очень экономичен [8,9]. Каскад потребляет мало тока, а для его питания требуется напряжение 2-3 В (контрольная точка Кт1).

Рисунок 5.16. Принципиальная схема приемного контура

Для организации положительной обратной связи с частью витков катушки L1 к эмиттеру транзистора (через C4) подключается отвод. Глубина обратной связи выбирается так, чтобы начальная рабочая точка транзистора находилась на участке характеристики с наклоном

S

>

Sкр

. В результате в каскаде возникают колебания на частоте настройки контура (рис. 5.17, а). По мере увеличения их амплитуды ток, потребляемый каскадом, увеличивается (увеличивается падение напряжения на резисторе R1) и, соответственно, напряжение, питающее транзистор, уменьшается (рис. 5.17),

б

). При смещении рабочей точки на участок с меньшей крутизной колебания факелизируются, что может привести к значительному уменьшению тока транзистора. При заряде конденсатора С4, подключенного к этой точке, падение напряжения на Кт2 уменьшается и увеличивается по экспоненте. Когда напряжение возрастает до значения, при котором

S

>

Sкр

Тогда каскад будет работать в прерывистом режиме, обеспечивая тем самым непрерывность.

Рис. 5.17. Диаграммы характерных точек

Огибающая входного сигнала модулирует амплитуду и частоту экспоненциальных импульсов в Кт2 при поступлении сигнала в цепь от антенны. В спектре импульсов видны гармоники огибающей. Выделив их фильтром нижних частот R3C6, они поступают на усилитель нижних частот, образованный первыми тремя элементами цифровой схемы DD1.

В линейном режиме резисторы обратной связи R4, R5 обеспечивают надежную работу микросхемы. От их величины зависит коэффициент усиления ФНЧ. На DD1.4 реализован компаратор напряжения, порог которого регулируется потенциометром R6, чтобы шум с выхода ФНЧ не вызывал его срабатывания.

Характеристики приемника достаточны. 1,8 мА – максимальный ток потребления при напряжении 5*0,3 В. В опорной точке Кт3, равной четырем, отношение “сигнал/шум” не хуже 0,7 мкВ. Установка порога компаратора на 1,5 вольта позволяет исключить ложные срабатывания без шума.

Выходной сигнал приемника представляет собой отрицательный импульс, амплитуда которого почти так же велика, как и напряжение питания. Перестройка осуществляется сердечником катушки L1 в диапазоне от 26 до 32 МГц. Для приема речевой информации необходимо исключить элементы схемы DD1.4, R7, R6 и C11. Вместо этого нижний (на схеме) вывод C9 должен быть подключен к УНЧ.

Детали и конструкция

F IG. 1 показано изготовление печатной платы из стеклотекстолитовой или гетинаксовой фольги. 5.18. Размеры для монтажа катушки L1 зависят от диаметра каркаса (5-7 мм), и их можно изменить.

Рис. 5.18. Печатная плата

2 8 витков провода диаметром 0,5 мм составляют катушку. Для R6 можно использовать любой резистор, однако на плате есть место для SPZ-38b. Микросхему можно заменить на К176ЛЕ5. Она не будет работать в активном режиме. Не пытайтесь установить K561LA7.

n-р-n

На первом этапе структуры необходимо изменить схему в соответствии с рисунком 1. Рисунок для соответствующего фрагмента печатной платы, естественно, нуждается в изменении. Обязательно запомните, что полярность сигналов в Кт2, КтЗ и на выходе приемника будет обратной!

Рис. 5.19Замена транзистораНастройка

Подайте напряжение питания на плату после проверки правильности установки. Полностью вставьте катушку L1 в сердечник. Проверьте постоянное напряжение в Kt1. Если оно не находится в пределах 2-2,5 В, подберите R2, чтобы установить его в этот диапазон.

б

.
Подбором величины R1 установить частоту их следования равной 40–44 кГц (период 22,7—25 мкс). Дрожание импульсов, начиная со второго, по оси времени является нормальным и свидетельствует об усилении каскадом собственных шумов. Отсутствие импульсов свидетельствует об отсутствии прерывистой генерации в каскаде.

Причина может заключаться либо в сильном отклонении частоты настройки контура от указанного выше диапазона, либо в недостаточной величине коэффициента обратной связи в каскаде.
В первую очередь следует вращением сердечника попробовать добиться возникновения колебаний.

На схеме емкость конденсатора С2 указана для каркаса диаметром 5 мм. Если катушка имеет больший диаметр, индуктивность увеличивается, а емкость конденсатора уменьшается. Каркас диаметром 9 мм будет иметь емкость 27пФ.

Если генерация все же не возникла, необходимо попробовать увеличить число витков катушки до отвода на 0,5–1 виток.
Полезно проконтролировать форму высокочастотных вспышек на контуре. Для этого нужно подключить осциллограф, параметры которого должны позволять наблюдать высокочастотное напряжение 27 МГц, к коллектору транзистора VT1 через конденсатор, емкостью 2–5 пФ.

а

. 4-5 с – хорошая длительность импульса. Чувствительность приемника снижается, если импульсы длиннее, что видно по наличию приблизительно плоских вершин. В этом случае изменение витков катушки с небольшим шагом (по 0,25-0,5 витка) соответствует числу витков на ответвителе.

Усилитель низкой частоты, как правило, настройки не требует. Достаточно проконтролировать постоянное напряжение в Кт3. Оно должно лежать в пределах 2–3 В. Иная величина свидетельствует об ошибке монтажа или неисправности микросхемы.
Для настройки приемника на рабочую частоту необходимо либо подключить к его входу генератор стандартных сигналов в режиме внутренней модуляции, либо расположить на расстоянии 2–3 м включенный передатчик.

В первом случае глубину модуляции установить равной 0,9 и амплитуду выходного сигнала — 10 мкВ. Осциллограф подключить к Кт4 и настроить входной контур в резонанс по максимуму наблюдаемого сигнала.
Компаратор настраивается по сигналам передатчика.

На схеме поворот движка потенциометра R6 из нижнего положения в верхнее приводит к появлению отрицательных прямоугольных импульсов на выходе приемника. Продолжайте вращать экран, пока на нем не появятся короткие импульсы в результате реакции компаратора на шум.

Затем следует повернуть движок в обратную сторону на небольшой угол, при котором шумовые срабатывания пропадут.
В заключение отметим, что нагрузочная способность компаратора невелика, поэтому к приемнику можно подключать устройства, имеющие входное сопротивление не менее 10 кОм.

5.2.5 Суперрегенератор на полевых транзисторахПринципиальная схема

Большим фактором, определяющим чувствительность сверхрегенеративных приемников, является собственный шум используемого транзистора. В результате имеет смысл использовать полевые транзисторы, поскольку они менее шумные. На рис. 5.20 показана схема одной из возможных реализаций такого приемника.

Рис. Принцип работы транзисторного ОНЧ приемника


Наиболее интересные параметры схемы сведены в табл. 5.1.

Дистанционное управление

Результаты были получены при напряжении питания 5 В, глубина модуляции тестового сигнала

m

= 0,9 и частота модуляции 1 кГц. Приемник был разработан для работы с импульсными сигналами, поэтому для обеспечения эффективной АРУ были выбраны нелинейные режимы. Уровень сигнала в контрольной точке Кт2 изменяется только в диапазоне 160-350 мВ при изменении амплитуды входного сигнала от 3,5 В до 4,5 мВ (1300 раз).

Приемник предназначен для работы с амплитудно-манипулированными сигналами.
Сверхрегенеративный каскад собран на транзисторе VT1. Колебательный контур включен в затворную цепь. Это, во-первых, практически исключило шунтирующее действие транзистора на контур, что существенно повысило его нагруженную добротность.

Кроме того, это позволило снизить мощность колебаний в контуре, что, в свою очередь, уменьшило паразитное излучение через антенну. Емкость схемы образована двумя конденсаторами С2 и СЗ, точка соединения которых подключена к истоку транзистора, что обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для самовозбуждения каскада.

Выбор R1, постоянное падение напряжения на котором определяет положение рабочей точки, должен создать в этой точке наклон, превышающий критическое значение. Вместе с конденсатором C5 этот резистор является частью схемы для вспомогательных колебаний суперпозиции.

б

. С помощью двухзвенных фильтров нижних частот R2, C6, R4, C7 мы можем извлечь постоянную составляющую этих колебаний, которая, как известно, меняется с огибающей, и подавить их на частоте наложения.

Рис. 5.21. Элементы в характерных точках

Чтобы коэффициент усиления фильтра был близок к единице, его необходимо нагрузить сопротивлением, значительно превышающим сумму R2 и R4. Он состоит из источника повторителя, подключенного к полевому транзистору VT2. Усилитель низкой частоты V3 выполнен на базе транзистора V3 и не имеет каких-либо особенностей.

Дальнейшее подавление просачивающегося напряжения суперпозиции достигается с помощью конденсатора С9. На выходе усилителя выделяются полезный сигнал и шум, соотношение амплитуд которых зависит от уровня входного сигнала (см. табл. 5.1). Каскад транзисторов VT4 служит ограничителем усилителя “снизу”.

Рабочая точка транзистора выбирается такой, чтобы при отсутствии сигнала амплитуда шума была недостаточной для открытия транзистора, в результате чего выходное напряжение равно нулю. В общем случае сигнал с отрицательной полярностью на Кт2 и превышающий уровень шума в четыре раза или более открывает последний транзистор, позволяя сформировать на его выходе положительные импульсы с амплитудой 5 В. Конденсатор С13 предотвращает влияние остаточного напряжения на фронты импульсов.

Детали и проектирование

Печатные платы изготавливаются из одностороннего стеклотекстолита. Схемы ее со стороны проводников показаны на рис. Учитывая, что заявленные характеристики указаны для достаточно узкого диапазона питающих напряжений, 5±0,5 В, источник питания должен быть стабилизирован.

Рис. 5.22Печатная плата

Транзистор VT1 также можно заменить на KP303A (B, C, G). В этом случае может потребоваться выбрать R1 в соответствии со следующей процедурой. На самом деле, можно использовать KP303G (D, E) и KP302 с любой буквой, но напряжение питания должно быть увеличено до 9 вольт из-за их гораздо более высокого напряжения переключения.

Транзистор VT2 должен быть из серии КП303Г-Е при любом напряжении питания.
Транзисторы VT2, VT3 заменяются на КТ315 и КТ361 соответственно, с любыми буквенными индексами.
Контурная катушка содержит 8 витков и наматывается проводом 0,35—0,5 мм на каркасе диаметром 5–9 мм с карбонильным подстроечным сердечником.

Можно использовать и ферритовый, но обязательно убедиться, что он марки 15–50 ВЧ. Высокочастотный дроссель Др1 стандартный, типа ДПМ-0,1, ДМ-0,1 индуктивностью 10–68 мкГн.
Можно использовать и самодельный, намотав 20–25 витков провода 0,15—0,25 мм на ферритовое кольцо диаметром 8—10 мм.

C2, C3 – керамические, хорошего ТКЕ (группы MZZ, PZZ, MP0). Остальные конденсаторы могут быть любыми керамическими. Конденсаторы С8, С12 – любого типа, напряжением не менее 6,3 В. К резисторам постоянного тока особых требований не предъявляется.

В качестве приемной антенны используется кусок провода длиной 25-50 см. Очевидно, что чем длиннее антенна, тем больше радиус действия устройства. Выход приемника предназначен для подключения цифровой части, которая собрана на серии КМОП интегральных схем.

Настройка

Настройку приемника желательно проводить с помощью осциллографа. Убедившись в правильности монтажа, временно заменить резистор R1 на подстроечный, сопротивлением 10–47 кОм, подсоединив его к плате как можно более короткими проводниками.
Осциллограф подключить к контрольной точке Кт1.

б

). Ручками синхронизации осциллографа обеспечить неподвижность первого импульса на экране. Подстройкой потенциометра установить частоту их следования равной 30–33 кГц.
Дрожание импульсов, начиная со второго, происходит из-за наличия собственных шумов каскада и свидетельствует о его нормальной работе.

а

). Необходимо измерить сопротивление потенциометра, постоянно отключать его от схемы и припаивать резистор ближайшего номинала. Если частота и амплитуда не регулируются одновременно, то амплитуда устанавливается регулировкой сопротивления потенциометра, а частота – регулировкой C5.

Если у вас нет осциллографа, вы можете сделать следующее. Используя небольшой кусок провода, соедините затвор первого транзистора с корпусом, чтобы нарушить колебания. С помощью вольтметра постоянного тока проверьте напряжение на Кт1 при 0,6-0,65 В, вращая ось потенциометра.

Убрав перемычку, убедиться, что напряжение возрастает до 0,7–0,9 В, что свидетельствует о возникновении генерации. Установить оптимальные параметры «пилы» при этом методе, к сожалению, не удастся.
Для дальнейшей настройки потребуется либо генератор стандартных сигналов, либо передатчик, совместно с которым планируется использование приемника.

Его выходное напряжение установлено на 100 В, а глубина внутренней модуляции – на 90%. Генератор напрямую подключается к антенному входу и настраивается на нужную частоту. Во время передачи передатчик предварительно настраивается, и его размещают в пределах 2-3 метров от приемника, если используется передатчик.

Осциллограф подключается к Кт2. Транзистор VT2 временно подключается к корпусу, а резистор R7 заменяется подстроечным резистором с сопротивлением 47 кОм. Чтобы проверить постоянное напряжение в контрольной точке, вращайте потенциометр до тех пор, пока оно не достигнет 3,15 вольт.

При отсутствии осциллографа сделать это можно и с помощью вольтметра. Одновременно на базе транзистора VT4 (КтЗ) необходимо установить 4,65 В подбором величины резистора R10. В последнем случае на этом настройка и заканчивается.
Отпаять перемычку от затвора VT2.

Осциллограф должен показывать синусоидальные колебания частотой 1 кГц, если источником опорного сигнала является осциллятор, или примерно прямоугольные импульсы, если источником опорного сигнала является передатчик. Появление только шумовой дорожки говорит о том, что входная цепь приемника сильно нарушена.

Необходимо вращать сердечник катушки для достижения максимальной амплитуды сигнала, что будет свидетельствовать о резонансе. Для достижения высокой точности настройки сигнал генератора следует постепенно уменьшать до предела чувствительности (излучатель следует отодвинуть подальше), о чем свидетельствует появление заметного шума на экране.

Окончательно установить движок потенциометра в положение, при котором отсутствует ограничение как положительных, так и отрицательных полуволн наблюдаемого сигнала. Заменить потенциометр постоянным резистором соответствующего сопротивления.
Переключить осциллограф на выход приемника.

На дисплее должны наблюдаться положительные импульсы 5 В. Установите R10 так, чтобы амплитуда шумовых всплесков в их основании не превышала 0,5 В; не уменьшайте их до нуля, так как это приведет к снижению чувствительности. На этом настройка приемника завершена.

Сверхрегенеративный каскад работает в диапазоне напряжений питания от 3 до 9 В, потребляя от 120 до 650 мкА соответственно. Для каждого напряжения питания необходимо тщательно подобрать значение резистора R1 и конденсатора C4, используя описанную выше методику.

Если изменяется напряжение питания всего приемника, то необходимо уточнять и режимы по постоянному току транзисторов VT3 и VT4.
Если несколько снизить требования к экономичности, то усилитель низкой частоты и формирователь импульсов можно реализовать на операционном усилителе К140УД1208 по схеме, приведенной на рис. 5.23.

Смотрите про коптеры:  3 Главные настройки Mavic Mini, которые Вам нужно знать - Блог компании Coptermarket

Рис. 5.23. Приемник с ФНЧ на операционном усилителе

Настройка выходного каскада сводится к следующему.
Ротор потенциометра R10 устанавливается в нижнее (по схеме) положение. Потенциал на выводе

2

Микросхемы DA1 ниже, чем на штырьке

3

, и контролируемое осциллографом напряжение на выходе каскада должно быть равно нулю. Подав на вход приемника сигнал одним из описанных выше способов, плавным вращением движка потенциометра добиться появления на выходе импульсов положительной полярности.
Поскольку амплитуда сигнала с выхода истокового повторителя лежит в пределах 2—15 мВ, разность потенциалов на выводах

32

Должно составлять 1-15 мВ, что требует тщательной настройки порога срабатывания. Значение последнего (разность потенциалов между выходами

32

Она также зависит от общей чувствительности приемника. В общем случае наибольшая чувствительность возникает на пороге, где удаление входного сигнала приводит к появлению на экране осциллографа хаотично изменяющихся импульсов около 5 В, симметричных относительно уровня 2,5 В.

Эта настройка может привести к случайному срабатыванию исполнительных механизмов оборудования при отсутствии входного сигнала. Для тех, кто считает это неприемлемым, следует постепенно увеличивать порог при отсутствии входного сигнала, уменьшая резистор R10 до тех пор, пока на экране осциллографа не исчезнет шум. В результате чувствительность приемника упадет до 4-5 В.

Детали и конструкция второй версии приёмника

На рис. 12 показана печатная плата для второй версии приемника. Для того чтобы настройки сохранялись во время работы, напряжение питания приемника должно быть стабилизировано. Стабилизатор может быть общим для всего модельного оборудования или специально предусмотренным для приемника.

Рис. 5.24.Вторая версия печатной платы5.2.6. Супергенератор с полевым транзистором и внешней накладкой

Поскольку суперрегенеративный каскад имеет несколько функций, становится сложнее точно настроить его и снижается стабильность работы во время эксплуатации. При использовании в каскаде внешнего суперимпульса эти недостатки в основном устраняются. На рис. 1 показана одна из таких схем приемника. 5.25.

m

= 90% составляет 1-2 мкВ. Частота настройки составляет 27,12 МГц (28,2-28,2) Сигналы, посылаемые импульсами, принимаются приемником.

Рисунок 5.25Приемник с внешней накладкой

В первой фазе цепочка RC отсутствует, а цепочка RC обеспечивала прерывистое производство. Этот режим реализуется благодаря тому, что питание на каскад подается через транзистор VT3, который является переключателем.

а

. R6 регулируется для установки значения частоты наложения. На рис. 1 видно, как интегрирующая цепь R2C2 преобразует прямоугольные импульсы в экспоненциальные. 5.26,

б

.
Параметры положительной обратной связи в каскаде подобраны таким образом, что условия самовозбуждения выполняются при напряжении на стоке транзистора, примерно равном

Высшее образование.

= 1 В (горизонтальная линия на рис. 5.26,

б

В течение промежутка времени, когда напряжение на стоке превышает критическое значение, в цепи возникают колебания высокой частоты и амплитуды. В то же время напряжение на стоке транзистора еще больше увеличивается. Смотрим на график на рис. 5.26,

б

это хорошо заметно.
По окончании упомянутого интервала колебания в контуре затухают по экспоненте с постоянной времени, определяемой добротностью контура (рис. 5.26,

в

). Существенным фактом является то, что величина приращения напряжения на стоке, а точнее, площадь треугольной области стоковых импульсов над

Uс. кр

Высокочастотные всплески задают амплитуду.

Рис. 5.26 Диаграммы напряжения в характерных точках

В соответствии с законом изменения огибающей сигнала внутри контура, а также площадей треугольных областей, амплитуда и площадь высокочастотных вспышек будут меняться со временем. Спектр стоковых импульсов напоминает огибающую принятого сигнала.

Их можно изолировать с помощью фильтра низких частот, роль которого выполняют элементы схемы R1, C6, R3, C7. В транзисторе VT2 конденсатор С5 препятствует тому, чтобы составляющая напряжения на стоке стала постоянной. Он состоит из усилителя низкой частоты, который повышает уровень выходного сигнала на 0,15-0,2 В.

а

) – это сумма постоянного напряжения.

UКт3

Принимаемый сигнал в виде низкочастотных импульсов и шумовое напряжение. Известно, что входное напряжение

Uпор

В микросхемах серии 561 логический элемент питается половиной напряжения питания. С помощью потенциометра R5 устанавливаем пороговое напряжение так, чтобы через него могли проходить только отрицательные импульсы (рис. 4). 5.27,

а

). На приемнике формируется выходной сигнал, основанный на стандартной амплитуде 5 В (рис. 5.27,

бРис. 5.27Работа компаратораДетали и конструкция

Печатная плата приемника изображена на рис. 5.28 и никаких особенностей не имеет. В правом верхнем углу платы предусмотрено место для установки, при необходимости, интегрального стабилизатора напряжения типа КР1170ЕН5. Все детали сверхрегенеративного каскада такие же, как и в предыдущем варианте приемника.
Транзистор VT2 типа КТ315Б, VT2 — любой транзистор

n-р-n

Структуры. В микросхеме DD1 можно использовать К561ЛА7 или К561ЛЕ5. Триммерный резистор R5 может быть любым другим резистором, который имеется в наличии (если изменен рисунок печатной платы).

Настройте приемник.

Проверьте установку, подав напряжение 5*0,2 В. Используя осциллограф и регулировочный резистор R6, установите частоту волны наблюдаемых прямоугольных импульсов (рис. 5.26,

а

) в пределах 40-44 кГц. Убедитесь, что импульсы Kt1 имеют такую же форму, как на рис. 3. 5.26,

б

. Подключить осциллограф или высокоомный вольтметр к контрольной точке КтЗ и движком потенциометра R5 установить уровень постоянного напряжения в ней равным 2,5 В.
От генератора стандартных сигналов подать на вход приемника высокочастотное напряжение на предполагаемой частоте работы приемника.

Амплитуду установить 10 мкВ, глубину модуляции— 90 %. Вращением сердечника катушки L1 добиться появления на экране осциллографа, подключенного к КтЗ, синусоидального сигнала на частоте 1 кГц амплитудой 100–300 мВ (огибающая испытательного сигнала).
Отсутствие этого сигнала, а также шумовой дорожки на экране осциллографа свидетельствуют об отсутствии генерации в первом каскаде приемника. Дело в том, что питающим напряжением для каскада являются экспоненциальные импульсы (рис. 5.26,

б

Если учесть разброс параметров транзисторов, то их амплитуда может оказаться недостаточной для управления каскадом. В качестве временного решения можно заменить резистор R2 на 3,3-6,8 кОм, а вращением его ротора добиться не только получения сигнала в контрольной точке КтЗ, но и как можно большей амплитуды сигнала.

б

). Чем меньше эта длительность, тем выше чувствительность, поэтому необходимо тщательно подобрать значение резистора R2, чтобы амплитуда импульсов на стоке транзистора превышала порог

Уск. п.

на небольшую величину. Однако чрезмерно малая величина превышения приводит к неустойчивой работе каскада из-за действия различных дестабилизирующих факторов. Требуется отыскать разумный компромисс между устойчивостью и чувствительностью.
Заключительный этап настройки лучше проводить по сигналам передатчика, совместно с которым планируется использовать приемник.

При работе передатчика, расположенного на расстоянии 3-4 м от приемника, необходимо уточнить положение L1, находящегося в резонансе с сигналом, путем контроля сигнала в КтЗ. Поэтому необходимо снизить уровень выходного сигнала в КтЗ до такого значения, при котором он будет превышать уровень шума в 4-5 раз. 5.27,

а

). Уменьшение сигнала достигается отключением антенны от передатчика, помещением его в металлический сосуд (например кастрюлю), увеличением расстояния до него и т. д. После этого осциллограф переключить на выход приемника и отыскать такое положение движка потенциометра R5, вращая его в небольших пределах вокруг ранее установленной точки, при котором выходные импульсы будут образовываться только отрицательными импульсами сигнала, а срабатывание от шумовых выбросов будет отсутствовать.
Необходимо иметь в виду, что потенциометр R5 определяет величину постоянного напряжения

UКт3

. Чрезмерный зазор

UКт3 Uпор.

Снижает чувствительность приемника, так как сигнал низкой амплитуды не вызовет срабатывания компаратора. С другой стороны, небольшое значение расстояния, как показано на рисунке 5.28,

а

, к срабатыванию компаратора от шумовых выбросов. Необходимо выбрать разумный компромисс.
В заключение отметим, что при отсутствии входного сигнала (передатчик выключен) амплитуда шумов в Кт3 возрастает и на выходе приемника появляются хаотические импульсы.

Рис. 5.28. Печатная плата5.2.7. Сверхрегенератор с внешней суперпозицией на двухзатворном транзисторе

Основное преимущество этой схемы заключается в том, что функции, выполняемые различными частями схемы, разделены, что значительно упрощает настройку приемника. При напряжении питания 9 В и соотношении сигнал/шум, равном четырем, чувствительность приемника составляет 0,8-1 мкВ.

Приемник способен работать в диапазоне 26–29 МГц при соответствующей настройке входного контура. Выход приемника аналоговый, поэтому при использовании его для приема импульсных сигналов к выходу следует подключить формирователь импульсов на базе какого-либо порогового устройства.
На транзисторе VT1 собран генератор (рис. 5.29), призванный компенсировать потери сигнала, поступающего в контур L

14

От антенны через конденсатор С

1

небольшой емкости. Положительная обратная связь реализована через элементы С2 и Др

1

, не требующие тщательного подбора.

Рис. 5.29Принципиальная схема приемника с двумя затворами транзисторов

В результате крутизна транзистора на первом затворе, которая управляется напряжением наложения, подаваемым на второй затвор транзистора, регулируется наличием или отсутствием самовозбуждения в каскаде. На элементах DD1.1, DD1.2 построена традиционная цифровая схема, формирующая это напряжение. Регулировка постоянной времени схемы С позволяет легко изменять частоту генератора

n5

.
Резисторы R

1

, R

2

Обеспечивают требуемый режим работы транзистора по постоянному току, а конденсаторы С

5

и С

8

Шунтируют их как на высокой частоте принимаемого сигнала, так и на относительно низкой частоте наложения. Конденсатор C

7

обеспечивает соединение по переменному току второго затвора с корпусом, что необходимо для нормальной работы транзистора. Это единственная деталь в схеме, которая выполняет двойную функцию.
Она, совместно с резистором R

3

Формирует цепь интегратора, который преобразует импульсы квадратной волны генератора суперпозиции в треугольные импульсы. Регулируя амплитуду этих импульсов с помощью потенциометра R

3

Во временных интервалах, в течение которых крутизна транзистора превышает критическое значение, длительность можно регулировать. Продолжительность вспышек напряжения зависит от того, какой суперрегенератор вы хотите использовать – линейный или нелинейный.

Выше я упоминал, что полезная информация содержится в постоянной составляющей тока коллектора (в нашем случае стока), которая изменяется с амплитудной модуляцией принимаемого сигнала. Для ее извлечения используется несколько фильтров низких частот, включая резистор R

4

и конденсатора С

6

. Стандартная схема состоит из извлечения сигнала с конденсатора C9, обработки его на операционном усилителе DA1, затем сборки на U114. Манипулируя значением R

10

Чтобы микросхема потребляла меньше энергии, можно уменьшить ее ток потребления. Следует также иметь в виду, что в этом случае коэффициент усиления уменьшится.

Детали и конструкция


Конденсаторы С

18

— керамические. С

11

Это может быть либо пленка, либо керамика с низким TKE. С

13

— любой электролитический. Остальные конденсаторы любого типа.
Транзистор VT1 лучше всего использовать типа BF964. Подойдут и отечественные КП306, КП350, КП327, немного ухудшив чувствительность. Микросхема DD1 типа K561ЛA7 или К561ЛЕ5. Операционный усилитель может быть любого типа, включенный по стандартной схеме.

Контурная катушка L1 имеет 8–9 витков провода диаметром 0,35—0,5 мм и намотана на каркасе диаметром 5–7 мм с подстроечным сердечником из карбонильного железа.
Печатная плата выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита и никаких особенностей не имеет. Ее чертеж приведен на рис. 5.30.

Рис. 5.30Печатная платаНастройка

Для настройки желательно использовать осциллограф. После проверки правильности установки и подключения питания убедитесь в наличии прямоугольных импульсов на выводе

4

Регулируя резистор R5, можно установить частоту этих импульсов на 50-55 кГц. Проверьте постоянные напряжения на выводах

36

микросхемы DA1. При исправных деталях и правильном монтаже эти напряжения должны быть равны половине напряжения питания.
Измерить постоянное напряжение на верхнем выводе резистора R1. Величина напряжения должна лежать в пределах 0,6–1,2 В. Отсутствие напряжения свидетельствует о неисправности транзистора.

Причиной этого обычно является неосторожное обращение с полевым транзистором, который следует предохранять от воздействия статического электричества. Особенно это касается транзисторов отечественного производства.
Подключить осциллограф к стоку транзистора VT1 через конденсатор емкостью 3–5 пФ.

Используйте движок потенциометра R3 для создания высокочастотных вспышек напряжения на экране (осциллограф должен иметь полосу пропускания не менее 10 МГц). Исключительно сильные колебательные контуры могут быть причиной этого сбоя.

В последнем случае необходимо скорректировать настройку катушки L1, перемещая ее сердечник в окрестностях среднего положения.
Подключить к антенному входу генератор стандартных сигналов, настроенный на 27,12 МГц. Глубину модуляции установить 30 %.

Уровень выходного сигнала — 50 мкВ. На экране осциллографа, подключенного к выходу приемника, должно наблюдаться гармоническое колебание частотой 1 кГц. Сердечником входной катушки настроить контур в резонанс по максимуму выходных колебаний.
Постепенно уменьшая амплитуду входного сигнала, уточнять положение движка потенциометра R3, обеспечивающее максимум выходного сигнала.

Правильно настроенный приемник при амплитуде входного сигнала 1 мкВ должен обеспечивать на выходе амплитуду полезного сигнала 0,5–1 В, превышающего средний уровень шумов не менее чем в 4 раза.
Высокочастотная часть приемника сохраняет работоспособность в интервале питающих напряжений 3,3—12 В.

Может потребоваться подстройка R3. Однако используемый операционный усилитель требует минимум 7 В. Применив низковольтный ОУ либо транзисторный УНЧ, можно обеспечить работоспособность всего приемника в указанном диапазоне питающих напряжений.
При отсутствии генератора и осциллографа приемник можно настроить по сигналам передатчика, с которым планируется работать.

Подключив к выходу приемника высокоомные наушники (лучше через конденсатор емкостью 10 мкФ), необходимо многократным уточнением положения сердечника входной катушки и движка потенциометра R3 добиться максимальной громкости прослушиваемого сигнала.
В заключение отметим, что при использовании приемника для работы с импульсными сигналами на оставшихся свободными двух элементах микросхемы DD1 удобно выполнить нормализатор импульсов.

5.2.8 Супергенератор с внешним наложением и LFO на цифровом микрочипеBasic

Ниже приведена схема, в которой используется двухзатворный полевой транзистор BF964 с коэффициентом шума всего 1,2 дБ. Этот фактор, наряду с режимом внешнего наложения и использованием цифровой микросхемы в качестве усилителя низкой частоты, обеспечил нам очень высокие технические характеристики (Таблица 5.2 и Таблица 5.3) приемника, несмотря на относительную простоту его конструкции.

Электрическая схема

На рисунке 1 показана схема приемника. VT1 – малошумящий транзистор, который служит основой сверхрегенеративного детектора. Каскад представляет собой автогенератор с автоматической обратной связью. Частота генерации определяется параметрами колебательного контура L1C2. Он настроен на частоту 27,12 МГц.

Реализовать режим внешней суперпозиции гораздо проще, если использовать транзистор с двумя затворами. Крутизна характеристики первого затвора таких транзисторов изменяется в зависимости от напряжения на втором затворе. В случае нулевого напряжения крутизна меньше критической и генерации не происходит.

Рис. 5.31Принципиальная схема

На второй затвор через потенциометр R3 подается напряжение суперпозиции с частотой 60-70 кГц, получаемое от генератора, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2. Для соединения второго затвора с корпусом и придания импульсам суперпозиции треугольной формы конденсатор С5 соединяет второй затвор с корпусом.

Изменяя амплитуду треугольных импульсов потенциометром R3, можно плавно варьировать время, в течение которого крутизна превышает критическое значение, а значит, и длительность высокочастотных всплесков в контуре L1C2. Изменяя режим работы суперрегенератора, можно добиться максимальной чувствительности или наиболее эффективно реализовать АРУ.

Его нагрузкой является фильтр нижних частот R6C6. Именно этот полезный сигнал с амплитудой около 1-3 мВ через конденсатор С9 подается на LFO. Микросхема DD1 состоит из оставшихся двух элементов.

Отрицательная обратная связь по постоянному току через элементы R5, R7, С10 обеспечивает работу цифровой микросхемы в линейном режиме. Элементы С12, С13, R8 устанавливают частоту среза АЧХ усилителя в окрестностях 3 кГц.
Резистор R1 служит для образования на первом затворе отрицательного (по отношению к истоку) напряжения смешения, обеспечивающего исходное значение крутизны меньше критического.

Во-вторых, этот резистор служит очень важной цели. Его величина определяет начальное значение постоянной составляющей тока через транзистор, а значит и уровень его собственных шумов. С учетом значений элементов, указанных на схеме, этот ток составляет 80-90 *А, что, кроме всего прочего, делает паразитное излучение от сверхрегенератора ничтожным, поскольку вся потребляемая им мощность составляет не более 0,5 мВт.

Подробную информацию и проект

На рисунке 8 показана печатная плата приемника. 5.32 и не имеет каких-либо особенностей. Характеристики приемника могут несколько ухудшиться в результате использования транзистора VT1 в отечественных КП306, КП350, КП327, КП346А9, при этом необходимо позаботиться о защите их от статического электричества при монтаже.

Конденсатор С3 должен быть керамическим.
Его можно заменить на пленочный при условии параллельного подключения керамического конденсатора емкостью не менее 1000 пФ. Для обеспечения стабильной частоты суперизации конденсатор С8 желательно использовать пленочного типа, например К73-17.

Потенциометр R3 — СПЗ-38б либо РП1-6ЗМг. Остальные детали могут быть любой марки. Контурная катушка намотана на каркасе диаметром 5 мм и содержит 9 витков провода диаметром 0,35—0,5 мм. Внутрь каркаса ввинчивается сердечник из карбонильного железа.
Поскольку нагрузочная способность микросхемы К561ЛЕ5 невелика, устройство, подключаемое к выходу приемника, должно иметь входное сопротивление не менее 30 кОм.

Усилитель для низких частот, отличных от DD1.3, DD1.4, можно использовать с коэффициентом усиления не менее 1000. При напряжении питания выше 5 В удовлетворительные результаты дает, например, операционный усилитель К140УД1208. В этом случае общий ток потребления составляет менее 1,5 мА при напряжении питания 9 В.

Рис. 5.32Печатная платаНастройка

Убедитесь, что приемник установлен правильно, установив движок потенциометра R3 в левое положение на схеме. Убедитесь, что постоянное напряжение через резистор R1 находится в пределах 0,6-0,7 В при включенном питании (4 В). В противном случае транзистор неисправен и подлежит замене. Подключите осциллограф к выводу

10

DD1.2 и проверить наличие прямоугольных импульсов частотой 60–70 кГц.
При необходимости уточнить частоту подбором величины R4. Переключить осциллограф на выход приемника. Плавно поворачивая движок потенциометра R3, добиться появления на экране низкочастотных шумов.

Подключить к антенному входу генератор стандартных сигналов, установив на его выходе колебания с частотой 27,12 МГц, амплитудой 100 мкВ и глубиной модуляции 0,9.
Вращением сердечника катушки настроить контур в резонанс по максимуму амплитуды на экране осциллографа.

Верните движок потенциометра R3 в исходное положение (колебания на выходе приемника исчезнут). Восстановите колебания, плавно вращая движок до тех пор, пока амплитуда напряжения на выходе приемника не перестанет расти.

Уменьшив входное напряжение до 1 мкВ (при необходимости уточняя настройку контура), проконтролировать правильность положения движка потенциометра.
Такая настройка соответствует нелинейному режиму сверхрегенератора. Дальнейшее увеличение с помощью R3 напряжения суперизации нецелесообразно, поскольку полезный сигнал увеличивается незначительно, шумы же возрастают существенно.

Если теперь движок потенциометра поворачивать в обратном направлении, установится линейный режим, при котором отношение «сигнал/шум» незначительно улучшается, однако амплитуда выходного сигнала падает.
Необходимо иметь в виду, что хотя интервал питающих напряжений, при котором сохраняются основные параметры приемника, указан 3–9 В, для каждого конкретного выбранного напряжения необходимо уточнять оптимальное положение движка потенциометра R3 по вышеприведенной методике.

При отсутствии ГСС можно воспользоваться передатчиком, с которым предполагается работа приемника, располагая его на таком удалении от приемника, при котором выходной сигнал еще не ограничивается.
В заключение необходимо отметить, что, как и у любого сверхрегенератора, помехоустойчивость приемника и его избирательность невелики, поскольку полоса пропускания, равная примерно двум частотам суперизации, составляет величину 120–140 кГц.

Дистанционное управление

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Многие люди наверняка хотели бы дистанционно управлять различными бытовыми приборами и устройствами. Но их сдерживает сложность изготовления передатчика и приемника и необходимость программирования микроконтроллера. На самом деле, радиоуправление стало очень простым. Это связано с тем, что в настоящее время существуют очень дешевые модули радиоприемников и передатчиков со встроенными декодерами и кодерами. Например, стоимость комплекта из двух радиомодулей TX118SA-4 и RX480E-4 на популярном источнике радиодеталей aliexpress.com начинается от 150 рублей.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Инфракрасные лучи позволяют легко управлять светом с помощью самых простых схем. Что если одно и то же устройство необходимо, например, для управления настольной лампой и люстрой? Или, например, в детской комнате, где пульт дистанционного управления не используется. В этом случае вы можете использовать лазерную указку в качестве пульта дистанционного управления, если присоедините ее к диммеру.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Схема предназначена для последовательного переключения десяти нагрузок или состояний какого-либо устройства. Управление осуществляется с помощью простого и компактного пульта с одной кнопкой. Для управления нужно
нажать эту кнопку и удерживать её в нажатом состоянии. При этом происходит последовательное переключение десяти выходов по кольцу, с индикацией включенного выхода посредством светодиода. Как только будет включен нужный выход, кнопку пульта нужно отпустить.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Это простая двухкомандная система дистанционного управления, которую можно использовать для управления различными устройствами, например, электронным замком с дистанционным управлением или охранной сигнализацией. Схема собрана с использованием трех микросхем LM567 и фотодетекторного модуля от телевизионного пульта дистанционного управления под названием “3USCT”.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Используя микросхемы для радиоуправления игрушками и элементы инфракрасного канала передачи данных от систем управления бытовой радиоаппаратурой, можно создать достаточно эффективные устройства для дистанционного управления различными объектами, такими как бытовая техника, осветительные приборы, различные электроприводы. В качестве примера ниже будет описана система управления двумя объектами (например, люстрой из светильников или электроприводами для оконных жалюзи).

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

В 80-е годы и начало 90-х появились телевизоры 2-УСЦТ, 3-УСЦТ.
Но время УСЦТ прошло, но некоторые узлы и модули таких телевизоров можно использовать почти по прямому назначению. Например, систему дистанционного управления, предназначенную для переключения восьми программ, можно приспособить для дистанционной передачи трехразрядного двоичного кода или для управления нагрузками или устройствами.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Система может дистанционно выключать или включать до четырех объектов. Поскольку кодер и декодер являются рабочими микросхемами для телефонии (тонального набора), передатчик и приемник выполнены с использованием полевых транзисторов с минимальными схемами.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Микросхемы РТ8А977 и РТ8А978 предназначены для радиоуправления различными игрушками, но на их основе можно делать и другие системы дистанционного управления, и не только на радиоканале, но и на инфракрасных лучах.
Пример схемы пяти-командного дистанционного управления на ИК-лучах, с использованием в качеств кодера и декодера этих микросхем, показан на рисунке 1.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Сегодня здания и сооружения нуждаются в системах дымоудаления. Компания mercorproof.ru имеет лучшее предложение на рынке. И цены очень низкие!

Современный интегральный ИК-приемник, такой как SFH-506-36, HL536AA3P и многие другие, состоит из ИК-фотодиода, усилителя, фильтра на 36 кГц (или другой частоты, указанной в маркировке), детектора и формирователя логических импульсов. Одна из особенностей таких фотодетекторов была исследована с помощью HL536AA3P. Если частота ИК-вспышек находится в диапазоне от 300 Гц до 6-10 кГц, то фотодетектор будет работать как обычный детектор ИК-излучения, то есть вырабатывать импульсы, частота которых совпадает с частотой вспышек. Когда частота ИК-вспышек превышает 25-38 кГц, он переходит в режим амплитудной демодуляции, и выходное напряжение устанавливается в логический ноль. Таким образом, очень легко реализовать однокомандную систему дистанционного управления, например, предназначенную для переключения поворотом фиксированного кольца настройки старого телевизора (стиль 3-UCCT) или с помощью самодельного УКВ-FM тюнера.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Инфракрасный пульт дистанционного управления для телевизоров или другого оборудования был ранее описан как простой способ управления откатными воротами. Хотя радиус действия пульта очень ограничен, мобильный телефон может находиться за сотни миль от этих ворот. Кроме того, у каждого должен быть свой собственный пульт дистанционного управления, либо пульт должен быть общим. Конечно, можно купить много пультов, но что делать, если вы находитесь далеко, а вам нужно пустить кого-то на участок во время вашего отсутствия. Вам нужно лично встретиться с этим человеком, чтобы дать ему пульт, а потом еще раз, чтобы забрать этот пульт. Если вы используете для пульта мобильный телефон, то, возможно, вам удастся выйти из этой ситуации.

§

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

На рисунке показан выключатель на три нагрузки, управляемый хлопками в ладоши; при каждом хлопке в ладоши или другом достаточно громком и резком звуке происходит переключение нагрузки. При этом задействованы четыре ступени управления: все нагрузки выключены, затем три поочередных выключателя и так далее.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Дистанционное управлениеМихаил Шустов, г. Томск
В этой статье приведены схемы и рассмотрены принципы работы релейно-тиристорных коммутаторов нагрузки, управляемых лучом лазерной указки. Приведенная информация может быть полезна как начинающим, так и опытным радиолюбителям. Разновидностей устройств дистанционного управления нагрузками существует не так уж много. Это коммутаторы с радиочастотным управлением, акустическим и оптическим. У каждого из них имеются свои достоинства и недостатки. Достоинством описываемых ниже коммутаторов является то, что они не создают помех в эфире и, самое главное, в качестве пульта управления можно использовать широко распространенные лазерные указки без каких-либо доработок.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Картухов В.Н.
Этот выключатель позволяет подавать питание, непосредственно или через промежуточное реле, на различные устройства, либо управлять режимами работы этих устройств. А управлять им можно с помощью любого пульта дистанционного управления от бытовой аудио или видео аппаратуры.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Снегирев И
В Л.1 была опубликована весьма любопытная статья, раскрывающие некоторые секреты функционирования сотовых телефонов, позволяющие их использовать в качестве радиоканала для охранных устройств или дистанционного управления. На рисунке приводится схема декодера для дистанционного управления семью командами, с помощью сотового телефона. Используя рекомендации из Л.1, с помощью этой схемы можно организовать дистанционное управление различными объектами дома, во время вашего отсутствия.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Трунов Ф.
Этот радиотракт работает на частоте 27,12 МГц, его можно использовать для пропорционального радиоуправления моделями, либо в любом случае, когда нужно передать НЧ-сигнал на расстояние до ста-двухсот метров.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Кочетков И. В.
В радиоуправлении есть два способа кодирования команд – цифровой и аналоговый. Аналоговый, – это обычно частотное кодирование (или тональное), когда каждой команде соответствует модулирующий сигнал НЧ определенной частоты. Сейчас наиболее эффективным аналоговым способом кодирования является двухтональный (DTMF) широко применяющийся в телефонии (тональный набор номера). Отличается такой способ кодирования тем, что каждой команде присвоено два НЧ сигнала разных частот, передающихся одновременно в составе одного низкочастотного сигнала. Преимущество такого способа в высокой помехозащищенности. При этом используются «телефонные» микросхемы кодера и декодера DTMF-сигнала. На выходе кодера аудиосигнал для передачи по любым каналам, по которым передается речь. А вход декодера рассчитан на подачу на него аудиосигнала, содержащего DTMF-код. Здесь приводится описание схемы простого радиоканала, предназначенного для передачи DTMF-кода или одночастотного кода, а так же, и речевого сигнала, при использовании соответствующих предварительных усилителей, работающего на частоте около 27 МГц.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Каравкин В.
Сотовый телефон очень заманчиво использовать как радиоканал для дистанционного управления с очень большим радиусом действия, ведь радиус действия будет зависеть только от наличия сотовой связи. То есть, можно управлять чем-то не только в зоне видимости, но и из другого города, другой страны. Допустим, нужно управлять поливом на даче, или заблаговременно включить электроподогрев двигателя автомобиля, стоящего в гараже за сотни метров от дома. Идея проста, и уже неоднократно озвучена, – DTMF. Ведь если начать нажимать цифровые кнопки сотового телефона во время разговора, ваш собеседник услышит тональные звуки, – сигналы тонального набора номера. Остается теперь вместо собеседника подключить через гарнитуру DTMF-декодер на одной микросхеме, и настроить телефон на работу с гарнитурой и автоответ (или «свободные руки»), это когда сотовый телефон сам автоматически «снимает трубку» на любой входящий звонок.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Самохвалов Л.М.
Обычные откатные ворота (без электроники) управляются с помощью вахтера двумя кнопками «закрыть» и «открыть». Если нужно открыть ворота вахтер нажимает кнопку «открыть» и держит её пока ворота не откроются. Если нужно закрыть ворота, соответственно, вахтер нажимает кнопку «закрыть» и держит её пока ворота не закроются. Здесь приводится схема замены вахтера пультом дистанционного управления. Пульт используется самый обычный, от старого телевизора или другой аппаратуры. У меня был лишний пульт протокола RC-5, им и пользовался. Но, думаю, что подойдет любой. Скажите, слишком просто в смысле безопасности? Но, это не совсем так, потому что еще нужно догадаться, что нужен простой пульт от телевизора, ведь все аналогичные системы работают на радиопультах. Да и «перехватить» радиосигнал сканером не получится, потому что радиосигнала нет. С другой стороны, если что, через ворота можно и сигануть и открыть их изнутри.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Кочегаров Д.
Схема предназначена для дистанционного нажатия (замыкания) приборной кнопки, например, кнопки управления электромагнитным отпором замка. Фактически, это одно-командная система дистанционного управления посредством инфракрасного излучения. Схема состоит из пульта управления (передатчика) и исполнительной схемы (приемника).

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Наумов А.И.
Для бесконтактного управления различными охранными устройствами обычно применяются радиочастотные ключи в виде пультов или брелков. Их недостаток в том, что радиоволны, излучаемые таким устройством, распространяются по круговой диаграмме, и достаточно далеко.
Это позволяет код такого пульта или брелка принять и затем воспроизвести с помощью специального сканера. Причем, человек со сканером может находиться на достаточно большом расстоянии и вне зоны видимости владельца объекта, пользующегося пультом или брелком.
Чтобы обезопаситься от сканирования кода нужно, по моему мнению, перейти с радиоканала на инфракрасные лучи. Во-первых, это будет весьма нестандартным и неожиданным решением, ведь сканера на ИК нет, и его нужно делать. К тому же еще нужно догадаться, что это именно ИК. Во-вторых, ИК-связь более направленная, и дальность значительно ниже.
Здесь приводится описание простого двухкомандного устройства, состоящего из пульта (или брелка, в зависимости от конструктивного исполнения) и приемной части.

§

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Гуляев В.
Блок предназначен для управления одним реле с помощью любого пульта дистанционного управления от видеотехники или телевизора. Схема блока не распознает команды, а реагирует только на сам факт подачи команды. При этом состояние выходного реле меняется на противоположное. Предусмотрена светодиодная индикация состояния реле двухцветным светодиодом (горит красным когда реле выключено, зеленым – когда реле включено).

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Феоктистов М.
Сейчас у нас стал очень популярен китайский сайт посылочной торговли «Aliexpress», и в связи с этим в РФ пошла очередная «волна» китайских электронных игрушек. Например, комплект дистанционного управления, состоящий из пульта с 6-ю кнопочками и приемного блока с четырьмя реле.
Это устройство предназначено для управления люстрой, но может переключать и любые другие нагрузки на 220V при мощности 1000W.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Мясников С. В.
На страницах журнала «Радиоконструктор» уже было несколько статей на тему удаленного управления с помощью сотового телефона. Обычно, это берется сотовый телефон с режимом автоответа. И с него сигнал подается через гарнитуру на DTMF-декодер. Далее, реле. При всех достоинствах, такой схеме присущ и важный недостаток, – неизвестно в каком состоянии находится нагрузка, то есть, она включена или выключена. Ведь, мы не видим то, чем управляем, а ситуации могут быть самые разные, например, отключение электроэнергии, или по другой причине включаемая нагрузка может не включиться или не выключиться, если её выключают.
В этой схеме предложено решение данной проблемы, – во время включенного состояния нагрузки на микрофонный вход гарнитуры сотового телефона подается повторяющийся однотональный звуковой сигнал, повторяющийся с частотой около 0,3 Гц. То есть, через каждые три секунды.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Феоктистов М.
Сейчас у нас стал очень популярен китайский сайт посылочной торговли «Aliexpress», и в связи с этим в РФ пошла очередная «волна» китайских электронных игрушек. Например, комплект дистанционного управления, состоящий из пульта с 6-ю кнопочками и приемного блока с четырьмя реле на выходе стоит с доставкой менее 300 руб. Приобрел сразу два.
Это устройство предназначено для управления люстрой, но может переключать и любые другие нагрузки на 220V при мощности 1000W.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Марюхин В.А
В некоторых случаях возникает необходимость дистанционного включения и выключения какой-либо нагрузки, устройства, например, управлять освещением дома для создания эффекта присутствия жильцов, либо включить заблаговременно какой-либо прибор.
В настоящее время в качестве канала для дистанционного управления наиболее удобен канал сотовой связи. Сейчас есть много различных устройств, построенных на микроконтроллерах и работающих по SMS, либо выполненных на специализированных микросхемах, понимающих команды кнопок телефона. Но все это может оказаться слишком сложным для простого случая, когда нужно только включить и выключить одну нагрузку. Такое устройство должно состоять из сотового телефона и триггера, с реле на выходе.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Каравкин В.
На страницах разных радиотехнических изданий все чаще встречаются описание различных систем управления, в которых каналом передачи – приема команд служит сотовый телефон. Устройства самые разные, – на микроконтроллерах, управляемые с помощью SMS-сообщений, на основе DTMF-кодирования, а так же, и простые, реагирующие на звук или НЧ-сигнал при поступлении сигнала вызова.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Система радиоуправления может использоваться для дистанционного управления различными устройствами, такими как движущиеся модели кораблей и даже бытовые приборы.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Каравкин В. радиоконструктор 11-2005
Система дистанционного управления телевизорами типа 3-УСЦТ не совместима по кодам с большинством современных импортных и отечественных телевизоров и другой аппаратуры. Поэтому, сигналы, посылаемые старыми пультами типа RC-3, RC-4 никак не воспринимаются более современными системами RC-5, RC-6 и выше. Аналогично, и система ДУ для старых телевизоров не реагирует на сигналы современных пультов.
Это обстоятельство очень удобно, так как позволяет пользоваться обеими системами в одном помещении, не вызывая ошибок. И на базе комплекта кодер-декодер микросхем КР1506ХЛ1 (SAA1250) и КР1506ХЛ2 (SAA1251) можно сделать универсальную систему управления бытовыми электроприборами, – освещением, вентиляцией, и др.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector