Система радиоуправления моделями Радиопроп

Система радиоуправления моделями Радиопроп Машинки

3. Шифраторы для аппаратуры пропорционального управления

2.3.1. Простой шифратор на транзисторах

Принципиальная схема

В разделе 1.2.2 отмечались недостатки двухканального шифратора, выполненного на базе автоколебательного мультивибратора. Однако в целом ряде случаев (например для простейших моделей-игрушек) взаимной связью между каналами можно пренебречь.

Принципиальная схема шифратора приведена на рис. 2.19.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.19.Принципиальная схема шифратора

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 передатчик с частотной модуляцией, то между точкой «1» и плюсом источника необходимо включить резистор сопротивлением 3–5 кОм. Импульсы с выхода VT3 в этом случае необходимо подавать на варикап задающего генератора ПРД. Транзистор VT3 помимо функции электронного ключа выполняет еще и роль развязывающего устройства, исключающего влияние подключаемого к его коллекторной цепи каскада на параметры вырабатываемых импульсов.

Детали и конструкция

Печатная плата шифратора выполняется из одностороннего стеклотекстолита и никаких особенностей не имеет. Ее чертеж со стороны печатных проводников приведен на рис. 2.20.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.20.Печатная плата шифратора

Потенциометры R2 и R6, механически связанные с ручками управления, располагаются за пределами платы и соединяются с ней шестью проводниками. Для обеспечения большого срока службы эти потенциометры желательно выбрать с высокой степенью износостойкости, например типа СП4-1, СПЗ-33-32 (25000 циклов) или еще лучше РП1-46д (100000 циклов).

Транзисторы подойдут КТ315 либо КТ3102 с любым буквенным индексом. Времязадающие конденсаторы С1 и С2 должны иметь низкий ТКЕ, лучше всего использовать пленочные типа К73-16 или аналогичные. Конденсатор С3 должен быть керамическим, например типа КМ6.

Постоянные резисторы — любого типа.

Настройка

Настройка сводится к установке требуемых исходных длительностей положительных и отрицательных импульсов на коллекторе транзистора VT2 и пределов их изменения при отклонении ручек управления. Без осциллографа здесь не обойтись. Его щуп подключается к коллектору транзистора VT2.

Выше отмечалось, что длительности импульсов определяются как величиной базовых резисторов R3, R4, так и текущими напряжениями на движках потенциометров. Существенной является еще и емкость конденсаторов С1 и С2, однако их номиналы процессе настройки менять нецелесообразно.

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. Рекомендуется затем повернуть его обратно на 5—72°, так как в крайних положениях контакт ползунка с токоведущим слоем не всегда надежен. Закрепить на оси потенциометра ручку управления таким образом, чтобы ее положение соответствовало 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.

С помощью потенциометра, замещающего резистор R1, установить длительность импульса равной 1 мс. Вернуть ручку управления в первоначальное положение. Если длительность импульса стала существенно отличаться от 2 мс, скорректировать ее потенциометром базовой цепи.

Необходимо добиться изменения длительности импульса в пределах 1–2 мс, неоднократно проделав вышеописанные манипуляции. Далее тестером измеряются текущие значения сопротивлений вспомогательных потенциометров, и на их место припаиваются ближайшие по номиналу постоянные резисторы.

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. Отсутствовать они могут только при неисправности транзистора VT3 или ошибках, допущенных во время монтажа.

В заключение можно отметить, что ток, потребляемый шифратором от стабилизатора напряжения, не превышает 3,5 мА.

2.3.2. Двухканальный формирователь на таймере КР1006ВИ1

Принцип действия

При рассмотрении общих принципов пропорционального управления отмечалось, что в простейших устройствах на базе мультивибраторов взаимное влияние каналов весьма существенно. Было показано, что введение асимметрии между канальными импульсами улучшает ситуацию.

Можно, кроме того, оставлять исходные длительности одинаковыми, но увеличивать их абсолютные значения. При этом будет расти период повторения (безболезненно его можно увеличивать до 20 мс) и уменьшаться относительное влияние каналов. Имеется в виду, что максимальное значение Δτ 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;

Δτ = ±0,5 мс.

Формирователь построен на базе таймера КР1006ВИ1 по схеме автоколебательного мультивибратора с раздельной регулировкой длительностей положительного и отрицательного импульсов.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.21.Асиметричные канальные импульсы

Принципиальная схема

Принципиальная схема формирователя приведена на рис. 2.22.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.22.Принципиальная схема формирователя

Длительность положительных импульсов определяется постоянной времени заряда конденсатора С1 через диод VD1 и регулируется в пределах τ1 = 1–2 мс переменным резистором R2, связанным механически с ручкой управления моделью. По окончании стадии формирования импульса конденсатор разряжается через открывающийся ключевой транзистор микросхемы, коллектор которого соединен с выводом 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 микросхемы является входом электронной регулировки длительностей импульсов, в данной схеме не используется и зашунтирован конденсатором С2 для исключения «дребезга» фронтов вырабатываемых импульсов. Микросхема питается через стабилизатор напряжения DA2 для устранения влияния разряда батареи на параметры вырабатываемых команд.

Командные импульсы (рис. 2.21) через развязывающий резистор R7 подаются в канал связи с управляемым объектом, их амплитуда (на выводе 3) практически равна напряжению источника питания. При необходимости импульсы можно сделать одинаковыми, уменьшив величину R3 до 1 кОм и превратив, тем самым, мультивибратор в симметричный.

Детали и конструкция

Печатная плата формирователя изображена на рис. 223.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.23.Фрагмент печатной платы передатчика

При практической реализации какого-либо варианта аппаратуры в целом, плату формирователя целесообразно выполнить фрагментом общей печатной платы передатчика. Переменные резисторы R2, R4 закрепляются на плате в горизонтальном положении с помощью хомутиков, охватывающих втулки, через которые выходят оси потенциометров, и проводников, соединяющих выводы резисторов с соответствующими отверстиями 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! Речь идет о потенциометрах отечественного производства: у импортных аналогичная характеристика обозначается литерой В. Более того, нередко встречаются китайские изделия, у которых реальная зависимость не соответствует заявленной!

Времязадающий конденсатор С1 должен быть обязательно пленочным, например К73-17. Диоды VD1, VD2 — типа КД521Б или аналогичные. Микросхема DA1 — типа КР1006ВИ1, может быть заменена импортным аналогом — таймером 555 производства любой фирмы (например LM555).

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). Регулировками осциллографа добиваются на экране изображения одного-двух периодов командных импульсов (рис. 2.21).

Поворотом оси потенциометра R2 необходимо установить длительность τ1о = 1.5 мс. Закрепить рычаг управления на оси потенциометра в вертикальном положении. Отклоняя его на ±30°, убедиться, что длительность меняется на ±0,5 мс. Если диапазон изменения меньше указанного, следует немного уменьшить номинал резистора R1, и потенциометром R2 вновь установить исходные 1,5 мс.

Аналогично устанавливаются параметры второго командного импульса, с тем лишь отличием, что исходная длительность должна быть равна τ2о = 8,5 мс (по-прежнему Δτ = ±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 шифратор на микросхеме К564АГ1

Принципиальная схема

Шифратор, полностью аналогичный предыдущему по характеристикам, можно собрать на микросхеме К561АГ1, содержащей в себе два ждущих мультивибратора с входами перезапуска [4]. Последнее обстоятельство позволяет реализовать автоколебательный мультивибратор с раздельной регулировкой длительностей положительных и отрицательных импульсов.

Принципиальная схема шифратора в этом случае будет иметь вид, приведенный на рис. 2.24. Схема отличается от предыдущей меньшим количеством деталей.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.24. Принципиальная схема шифратора на К564АГ1

Длительность положительных импульсов 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 заданную величину ее изменения Δτ = ±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. Подавать модулирующие импульсы на варикап следует через развязывающий резистор величиной 100–150 кОм. При желании, мультивибратор можно сделать симметричным, установив в обоих плечах одинаковые потенциометры.

Детали и конструкция

Печатная плата, как и в предыдущем случае, может быть общей с передатчиком. Для автономного варианта исполнения шифратора ее внешний вид изображен на рис. 2.25. Перемычка П1 устанавливается со стороны расположения деталей перед впаиванием микросхемы DD1.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.25.Печатная плата

Транзистор

VT1 может быть любого типа 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. Времязадающие конденсаторы С1 и С2, от стабильности которых зависит стабильность длительности вырабатываемых импульсов, лучше всего применить пленочные, типа К.73–17.

Настройка

Настройка шифратора полностью аналогична предыдущему варианту. Потенциометры R1, R3 после настройки можно заменить постоянными резисторами.

2.3.4. Шифратор на транзисторах со стабилизацией периода повторения

Принципиальная 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. 2.26 приведена схема, в которой реализованы упомянутые моменты. Пунктиром обведена часть схемы, обеспечивающая двухканальное управление.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.26.Принципиальная схема шифратора

Период повторения командной посылки Тп выбран равным 10 мс, длительности канальных импульсов в нейтральном положении ручек управления τ0 = 1,5 мс, диапазон изменения канальных импульсов Δτ = ± 0,5 мс.

Выходные импульсы имеют положительную полярность и амплитуду U = 5 В. При необходимости количество каналов можно увеличивать вплоть до восьми, подключая дополнительные секции к правой части схемы. Период повторения при этом необходимо увеличить до 20 мс.

Принцип действия

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 поступают на запуск ждущего мультивибратора первого канального импульса.

Тактовый генератор 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 поддержания транзистора в открытом состоянии, так как оно превышает Uбо (напряжение отпирания транзистора). Величина зарядного тока в первый момент равна Uпит/(R3  сопротивление участка «база-эмиттер») и достаточна для перевода транзистора в режим насыщения. Напряжение на его коллекторе, как следствие, 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 Uэ2, практически равно нулю (рис. 2.27, г).

Напряжение на конденсаторе С2 нарастает по экспоненте (рис. 2.27, а), так как постоянная времени заряда τ3 ~= R3C2 невелика. Ток заряда, наоборот, уменьшается, вызывая уменьшение напряжения на базе транзистора VT1 (рис. 2.27, б).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.27.Эпюры в характерных точках тактового генератора

Обратим внимание на то, что конденсатор С2 к этому моменту зарядился до напряжения, близкого к напряжению источника питания (в рассматриваемом примере это примерно 4,2 В, как видно из рис. 2.27, а) таким образом, что на его правой обкладке образовался положительный потенциал.

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.

Через транзистор протекает ток и создает на резисторе R4 напряжение порядка 3,3 В (рис. 2.27, г). Заметим, что его величина определяется соотношением сопротивлений резисторов R3 и R4. Можно считать, что правая обкладка конденсатора С2 через открытый VT2 подключена к верхнему выводу резистора R4.

Отрицательно заряженная левая обкладка конденсатора подключена к базе VT1. Таким образом между базой VT1 и корпусом оказываются последовательно включенными два напряжения: отрицательное с конденсатора С2 (4,2 В) и положительное с резистора R4 (3,3 В).

Результирующее напряжение на базе VT1 в момент t1 очевидно будет отрицательным и имеет величину 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).

Все это время через резистор R4 протекает ток, обеспечивая формирование на нем положительного импульса (рис. 2.27, г). Процесс прекратится, как только напряжение на базе VT1 достигнет величины 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. Произойдет лавинообразное опрокидывание схемы в исходное состояние, начнется заряд конденсатора С2, и все повториться сначала. Поскольку транзистор VT2 окажется запертым, станет равным нулю и напряжение на резисторе R4 (рис. 2.27, 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.

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. Длительность будет зависеть и от напряжения питания каскада, что, скорее, можно отнести к недостатку схемы.

Длительность положительной фазы, как это видно из рис. 2.27, б, зависит величины U1, и от скорости разряда конденсатора С2 через резистор R2. U1, в свою очередь, можно изменять, меняя соотношение сопротивлений R3 и R4, что, очевидно, будет влиять и на амплитуду выходных импульсов.

Импульсы с эмиттера VT2 подаются на дифференцирующую цепь С4—R6, на выходе которой формируются два коротких всплеска, соответствующих переднему и заднему фронтам положительного импульса (рис. 2.27, 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). Транзистор VT3 открыт и насыщен за счет подачи на его базу положительного смещения от источника питания через подстроечный резистор R7. Напряжение это несколько превышает напряжение отпирания Uбо (рис. 2.28, б).

Потенциал коллектора при этом очень невелик (рис. 2.28, в). Часть этого потенциала передается на базу транзистора VT4 через резистор R9 и она существенно ниже напряжения отпирания (рис. 2.28, д). Как следствие, транзистор заперт, и напряжение на его коллекторе равно напряжению 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 подключена к движку потенциометра, находящегося в джойстике, и ее потенциал определяется текущим положением движка.

В рассматриваемом примере это примерно 2,6 В. Таким образом, конденсатор во время предыдущего продолжительного промежутка 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 дифференцирующей цепи через диод VD3 поступает на базу VT4 (рис. 2.28, а). Начинается лавинообразный процесс опрокидывания схемы. Действительно, этот импульс, превысив порог Uбо, вызывает первоначальное отпирание VT4.

Увеличивающееся на коллекторе напряжение через резистор R9 попадает на базу VT4, открывая последний, и т. д. В результате транзистор VT4 оказывается открытым. Через малое сопротивление участка «коллектор-эмиттер» этого транзистора и диод VD2 левая обкладка (положительно заряженная)

конденсатора С5 подключается к корпусу. К базе VT3 по-прежнему остается подключенной отрицательно заряженная обкладка этого конденсатора, что надежно запирает транзистор (рис. 2.28, б), обеспечивая на его коллекторе высокий потенциал, часть которого, будучи приложенной к базе VT4, надежно удерживает его в открытом состоянии (рис. 2.28, д).

Напряжение на выходе схемы практически равно нулю (рис. 2.28, в). Далее начинается стадия формирования первого канального импульса. Конденсатор С5 перезаряжается по цепи: плюс источника питания, резистор R7, диод VD2 и открытый транзистор VT4.

Напряжение на нем уменьшается и, как следствие, повышается потенциал базы VT3 (интервал t1 — t2 на рис. 2.28, б). Когда конденсатор перезарядится до такой степени, что результирующее напряжение на базе достигнет величины Uбо (момент 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) напряжения на конденсаторе С5. Изменение постоянной времени с помощью R7 используется при установке среднего значения длительности командного импульса в процессе настройки, а изменение исходного напряжения на конденсаторе с помощью движка потенциометра джойстика — для регулировки длительности в процессе управления моделью.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.28.Эпюры в характерных точках ждущего мультивибратора

После дифференцирования отрицательного импульса цепью С7, R12, R13 короткий положительный импульс, соответствующий заднему фронту канального, подается через диод VD7 на запуск формирователя второго канального импульса, схема которого полностью аналогична только что рассмотренной, все последующие формирователи устроены одинаково.

Формирователь командной посылки обеспечивает создание на своем выходе прямоугольных положительных импульсов стандартной длительности 0,5–0,6 мс, временное положение которых должно совпадать с границами между канальными импульсами. Реализован он на трех инверторах микросхемы DD1.

Первый импульс должен соответствовать переднему фронту первого канального импульса. Для его формирования отрицательный командный импульс с коллектора VT4 инвертируется элементом DD1.1 и подается на дифференцирующую цепь С3, R5. Короткий положительный всплеск с ее выхода через развязывающий диод VD1 поступает на нормализатор длительности и амплитуды, собранный на остальных двух элементах микросхемы.

Сюда же подаются (через диод VD5) положительные всплески с выходов дифференцирующих цепей С7, R12, R13 и С11, R19, R20. Они, как нетрудно убедиться, соответствуют окончаниям первого и второго канальных и импульсов соответственно(рис. 2.29, а, б).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.29.Эпюры 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).

В результате на выводе 10 DD1 формируются короткие отрицательные импульсы отрицательной полярности (рис. 2.29, г). На время действия этих импульсов нижняя обкладка конденсатора С6 через диод VD4 подключается к корпусу, вызывая быстрый разряд конденсатора. Затем следует его заряд через большое сопротивление 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. Резистор R14 препятствует шунтирование этим конденсатором варикапа задающего генератора передатчика (при ЧМ).

Детали и конструкция

Вариант печатной платы для двухканальной аппаратуры изображен на рис. 2.30. Пунктирной линией на ней изображена перемычка, которую необходимо впаять со стороны расположения деталей. К используемым деталям никаких особых требований не предъявляется, за исключением конденсаторов, стоящих в цепях формирования временных интервалов (С2, С5 и С9).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.30. Печатная плата двухканального шифратора

Если использовать на их месте керамические конденсаторы типа КМ-6, то с низким температурным коэффициентом емкости (группа не ниже М1500). Вместо микросхемы К561ЛЕ5 можно применить К561ЛА7. Транзисторы — на КТ3102 с любой буквой, или им аналогичные. Диоды подойдут любые малогабаритные.

Если вместо джойстика будут использоваться ручки управления другой конструкции, то в них можно установить по одному потенциометру на 33 кОм, исключив дополнительные постоянные. Поскольку эти потенциометры будут эксплуатироваться в интенсивном режиме, целесообразно применять СП4-1.

Подстроечные резисторы — типа СШ-38, но можно использовать любые малогабаритные, изменив соответственно установочные размеры на плате. С целью экономии места последние можно заменить постоянными резисторами, предварительно (в процессе настройки) подобрав требуемые номиналы.

Настройка

Настройка сводится к установке требуемых временных параметров. Подключив осциллограф к эмиттеру транзистора VT2 и включив питание, необходимо потенциометром R2 установить период следования наблюдаемых импульсов равным 10 мс (для двухканального варианта)

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 меньше 0,5 мс, удерживая ручку управления в нейтральном положении, необходимо повернуть ось потенциометра (либо его корпус) на небольшой угол. Поворачивать необходимо таким образом, чтобы часть сопротивления, включенная между контактами 2 и 3 разъема X1.

Манипуляции производятся до тех пор, пока методом последовательного приближения не будут удовлетворены одновременно и требования к исходной длительности, и к величине Δτ. Если Δτ больше 0,5 мс, процедуры аналогичны, но корпус потенциометра нужно поворачивать в обратную сторону.

Если длительность выходных импульсов командной посылки (вывод 11 DD1) существенно отличается от 0,5 мс, ее корректируют подбором либо конденсатора С6, либо резистора R10.

2.3.5. Транзисторный шифратор на базе электронных ключей

Принципиальная 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.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.31.Принципиальная схема шифратора на ключах

Основные характеристики те же самые, что и у предыдущей схемы. Тактовый генератор, определяющий период следования командных посылок, собран на транзисторах VT1, VT2 по схеме, полностью аналогичной предыдущему варианту. Несколько увеличено только сопротивление резистора R1, влияющее на длительность отрицательного импульса на коллекторе VT2.

Формирователь первого канального импульса реализован на транзисторе VT3. В исходном состоянии транзистор открыт за счет протекания базового тока через резисторы R5, R6. Напряжение на его коллекторе близко к нулю. Времязадающий конденсатор С2 на предыдущем этапе работы схемы заряжен практически до напряжения питания через верхнюю часть резистора R4 и базовый переход транзистора VT3 (рис. 2.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.32. Эпюры в характерных точках формирователя

С появлением на коллекторе VT2 отрицательного импульса (рис. 2.32, a, момент t1) нижний вывод резистора R4 подключается через открывшийся VT2 к корпусу. Напряжение на базе транзистора VT3 теперь определяется алгебраической суммой отрицательного напряжения на С2 и положительного напряжения с движка потенциометра R4.

Его вполне достаточно для надежного запирания VT3 (рис. 2.32, в). Напряжение на коллекторе этого транзистора скачком возрастает (рис. 2.32, г), и начинается формирование канального импульса. Его окончание наступит в момент времени 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

τ = C2(R5 R6)

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. 232, 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.

Отрицательные импульсы нормированной длительности, соответствующие границам между канальными (рис. 2.33, вывод 11 микросхемы DD1), формируются элементом DD1.4 из продифференцированных импульсов с выводов 3, 4, 10. Их длительностью можно управлять, меняя 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 опрокидывания элемента DD1.4 (приблизительно 2,5 В). Каскад на транзисторе VT5 инвертирует указанные импульсы и используется в случае применения шифратора совместно с ЧМ-передатчиком.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.33.Эпюры напряжений в нормирователе

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.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.34. Печатная плата

Как видно, потенциометры, связанные с ручками управления, закрепляются непосредственно на плате с помощью хомутиков и проводников, соединяющих выводы потенциометров с отверстиями в плате. Ручки управления пропускаются сквозь прямоугольные вырезы в плате.

Разводка сделана в расчете на применение в конструкции потенциометров типа СП4-1. Их износостойкость составляет не менее 25000 циклов. Если потенциометры располагать не на печатной плате, то можно использовать практически любые, важно лишь, чтобы их характеристика была типа А (линейная зависимость сопротивления от угла поворота).

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.

Настройка

Настройка периода повторения и длительностей канальных импульсов полностью повторяет аналогичные операции в предыдущем варианте шифратора. Требуемая длительность импульсов командной посылки (0,5 мс) на 11 выводе DD1 устанавливается потенциометром R13.

2.3.6. Многоканальный шифратор на таймерах КР1006ВИ1

Принципиальная 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 1/3Uп и 2/3Uп, два операционных усилителя, RS-триггер, два транзисторных ключа и инвертор U1.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

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 его 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 (1/3Uп). Как известно, в этом случае напряжение на выходе ОУ близко к напряжению питания (логическая 1).

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 1/3Uп напряжение на выходе ОУ2 скачкообразно обращается в нуль.

Теперь на обоих входах триггера логические нули, но состояние его выхода не меняется, так как для этого должны поменяться на противоположные состояния обоих входов. В момент t1 напряжение на конденсаторе достигает второго опорного уровня, и нуль на выходе ОУ1 сменяется единицей.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.36. Эпюры 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).

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». К опрокидыванию триггера это не приводит, так как меняется состояние только одного входа «R». Триггер как бы подготавливается к опрокидыванию.

Когда же напряжение на конденсаторе уменьшится до величины 1/3Uп (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. Очевидно, период следования вырабатываемых импульсов будет равен сумме длительностей положительного и отрицательного импульсов. В свою очередь, длительность положительного импульса определяется постоянной времени C1(R1 R2) и может быть приближенно вычислена по формуле τ = 0,685∙(R1 R2)∙C1; длительность отрицательного определяется постоянной времени разряда конденсатора и вычисляется по формуле τ- = 0,685∙R2C1.

Из рис. 2.36, а видно, что если с помощью внешних цепей принудительно менять напряжение на выводе 5 микросхемы, то будут меняться опорные уровни и, как следствие, длительность обоих импульсов. Этот факт используется для электронного управления длительностями. Работа схемы в режиме ждущего мультивибратора во многом аналогична рассмотренной ранее, поэтому здесь не приводится.

Следует только упомянуть, что формирование выходного положительного импульса в этом случае может быть в любой момент прервано подачей короткого отрицательного импульса на вход 4, который должен быть подключен к плюсу источника через резистор величиной 1–3 кОм.

Отрицательный импульс вызовет отпирание ключа VT2, что в свою очередь — отпирание VT1 и быстрый разряд накопительного конденсатора. Схема подключения конденсатора в режиме ждущего мультивибратора отличается от рассмотренной (см. рис. 2.37, например канал № 1).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.37.Принципиальная схема многоканального шифратора

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) дифференцируются цепью C4R3, на выходе которой формируются короткие всплески, соответствующие фронтам (рис. 2.38, б).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.38.Эпюры напряжений в различных точках шифратора

Отрицательные всплески, следующие с периодом Тп, запускают ждущий мультивибратор, собранный на таймере DA2. Исходная 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). После его дифференцирования цепью C7R8 отрицательный всплеск, соответствующий заднему фронту, запускает полностью аналогичную схему формирователя второго канального импульса (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. Расстояние между передними фронтами соседних пар равно длительностям соответствующих канальных импульсов.

Детали и конструкция

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

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.39. Печатная плата двухканального варианта

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.40.Печатная плата восьмиканального варианта

Перед установкой микросхем DA1 необходимо впаять перемычку со стороны расположения деталей, на рисунках она изображена пунктирной линией. Микросхемы таймеров можно заменить импортным аналогом, например LM555. Оптимально использовать микросхемы типа 556, содержащие в одном корпусе по два таймера.

Разводку платы, естественно, придется изменить. Наилучший выбор — микросхемы типа 7555 и 7556, выполненные по технологии КМОП и имеющие существенно меньшие токи потребления. Все времязадающие конденсаторы (С2, С5, С8, C11) должны быть пленочными. Диоды — любые малогабаритные.

Стабилизатор, используемый в схеме, допускает повышение входного напряжения вплоть до 20 В. Потенциометры R6, R11 должны обладать повышенной износостойкостью, их характеристика регулирования — типа А (линейная).

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 шифратор на триггерах К561ТВ1

Принципиальная 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.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.41.Принципиальная схема четырехканального шифратора

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. Прежде всего отметим, что каждый корпус микросхемы содержит по два одинаковых триггера.

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, когда на входы «S» всегда принудительно подключен корпус (логический 0), подача высокого уровня на вход «R», вне зависимости от комбинации сигналов на других входах, приведет к установлению низкого уровня на выходе «Q».

Смотрите про коптеры:  Радиоуправляемые модели автомобилей Honda. Honda. Хонда. Russian page. Русские страницы. Все об автомобилях ХОНДА

Когда же на входе «R» низкий потенциал, состояние триггера будет определяться только сигналами входов «J» и «К». Вход «J» в схеме постоянно подключен к плюсу источника, а вход «К» — к корпусу. В таком состоянии до прихода тактового импульса на вход «С» на выходе «Q» будет низкий потенциал, а по положительному перепаду на входе он скачком изменится на высокий.

Принцип действия

Перейдем к рассмотрению процедуры формирования канальных импульсов на примере первого ждущего мультивибратора, собранного на DD2.2. В исходном состоянии (после окончания предыдущей командной посылки) напряжение на тактовом входе «С2» (рис. 2.42, а) низкое.

Поскольку на входе «J2» высокий потенциал, а «К2» соединен с корпусом, на выходе «Q2» логический О (рис. 2.42, б). Наличие диода VD2 обеспечивает низкий потенциал и на входе «R2» (рис. 2.42, г). На инверсном выходе «Q-2» потенциал всегда противоположен потенциалу прямого выхода (рис. 2.

С приходом положительного перепада на вход «С2» (момент времени t1) напряжение на выходе «Q2» скачком меняется на высокое. Конденсатор С5 начинает от этого напряжения перезаряжаться через резистор R3, напряжение на его нижней обкладке (а значит и на входе «R2») растет практически линейно (рис. 2.

При достижении этого уровня на входе «R2» (момент времени t2) в соответствии с ранее рассмотренной логикой работы триггера происходит обнуление выхода «Q2». Таким образом, на этом выходе формируется положительный прямоугольный импульс, длительность которого определяется положением движка потенциометра R3.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.42.Эпюры напряжений в характерных 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 DD1.3 (примерно 2,5 В), формирует на его выходе короткие отрицательные импульсы. Эти импульсы быстро разряжают конденсатор С13 через открывающийся диод VD10. Конденсатор затем медленно заряжается через резистор R12.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 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 четырехканального варианта приведена на рис. 2.44. При монтаже деталей необходимо обратить внимание на наличие перемычек П1—П5, которые следует впаять в первую очередь. Требования к используемым деталям обычные. Времязадающие конденсаторы С3-С5, С8, С9 и С13 — пленочные.

Потенциометры регулировки длительностей канальных импульсов должны иметь как можно большую износостойкость и характеристику типа «А». Вместо триггеров К561ТВ1 можно установить их зарубежный аналог CD4027. Поскольку элементы DD1 используются в качестве инверторов, допустима их замена на K561ЛA7. Стабилизатор напряжения DA1 — любого типа на напряжение 5 В. Все диоды типа КД521(522) с любым буквенным индексом.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.44.Печатная плата четырехканального шифратора

Настройка

В процессе настройки путем подбора величины резистора R1 период повторения импульсов задающего генератора устанавливается равным 20 мс. Исходная длительность и диапазон изменения канальных импульсов при установке требуют внимания. Корпус потенциометра необходимо зафиксировать в таком положении, при котором отклонение ручки управления из одного крайнего состояния в другое вызывает изменение его сопротивления в два раза. Тем самым будет обеспечен соответствующий диапазон перестройки длительности.

Затем, установив ручку управления в среднее положение, убедиться, что исходная длительность канального импульса (на выводе 15 DD2 для первого канала, например) равна 1,5 мс. При необходимости ее коррекции, например в сторону увеличения, придется либо припаять дополнительную емкость параллельно конденсатору С5, 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 DD1 примерно равной 0,5 мс.

2.3.8. Многоканальный шифратор на триггерах Шмидта К561ТЛ1

Принципиальная схема

Микросхема представляет собой четверку двухвходовых элементов «И» с инверсией, передаточная характеристика которых имеет петлю гистерезиса. Опыт показывает, что использование в генераторах (вместо К561ЛА7) этой микросхемы обеспечивает формирование импульсов прямоугольной формы более высокого качества.

На рис. 2.45 представлена принципиальная схема восьмиканального формирователя, обеспечивающего стандартные параметры импульсов командной посылки.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.45.Принципиальная схема восьмиканального шифратора

Тактовый генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2. Он вырабатывает прямоугольные импульсы, период повторения которых определяется, в основном, постоянной времени цепи R1C2. Для восьмиканального варианта аппаратуры период повторения должен быть равен 20 мс.

Принцип действия

Мультивибратор работает следующим образом. В исходном состоянии к выводу 12 DD2.1 подключено напряжение питания через резистор R4, что соответствует логической 1. На выводе 13 так же 1 с выхода инвертора DD2.2, так как его вход заземлен через потенциометр R5.

Состояние схемы устойчиво. Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи, подаваемый на вывод 12, эквивалентен логическому 0. Как следствие, на выводе 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, надежно удерживает этот элемент в новом состоянии даже после окончания запускающего импульса на выводе 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 и 13 установится логическая 1, и схема вернется в исходное состояние. Конденсатор С4 разрядится через обнуленный вывод 11 микросхемы и резистор R5.

Длительность вырабатываемого на выводе 11 положительного импульса определяется сопротивлением потенциометра R5, ось которого связана с ручкой управления первого канала, и емкостью конденсатора С4. Своим задним фронтом этот импульс, через дифференцирующую цепь C6R7, запускает ждущий мультивибратор второго канального импульса, собранный на элементах DD2.3, 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 элемента DD1.3 устанавливается уровень логической единицы. Затем напряжение на конденсаторе начинает расти в результате его заряда через резистор R10. При достижении напряжения опрокидывания, на выходе DD1.3 устанавливается напряжение логического нуля. 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.

Пульты должны соединятся двухпроводными кабелями с командоаппаратом, в котором размещается передатчик (один на всех) и собственно формирователь. Принцип выделения на каждой из моделей своих командных импульсов из общей командной посылки будет изложен при рассмотрении дешифраторов команд.

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 С2, С4, С7, С9, участвующие в формировании временных интервалов, должны быть пленочными. С10 — любой электролитический. Остальные конденсаторы могут быть керамическими (например КМ6). Микросхемы К561ТЛ1 можно заменить на К561ЛА7, но при этом необходимо повысить питающее напряжение с 3 до 5 В.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.46. Фрагмент печатной платы передатчика с шифратором

Настройка

Настройка формирователя сводится к установке периода повторения командной посылки (потенциометр R1) и исходных длительностей канальных импульсов. Операции при этом полностью аналогичны описанным в предыдущем параграфе. При использовании формирователя в двухканальном варианте период повторения целесообразно уменьшить до 10 мс, что позволит уменьшить емкости конденсаторов в удлинителях импульсов приемной части аппаратуры. Для этой цели емкость конденсатора С2 необходимо снизить до 0,068 мкФ.

2.3.9. Многоканальный шифратор на мультивибраторах К564АГ1

Принципиальная схема

Шифратор, собранный по схеме, приведенной на рис. 2.47, содержит минимальное количество деталей. Тактовый генератор, реализованный на микросхеме DD1 (К561АГ1), полностью аналогичен описанному в разделе 2.3.3. Период повторения тактовых импульсов определяется выражением

Тп = 0,5∙(R1C1 R2C2).

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.

Поскольку запуск осуществляется по положительному перепаду этих импульсов, начало канального импульса каждого последующего канала совпадает с окончанием импульса на прямом выходе предыдущего, т. е. таким же образом, как и во всех предыдущих схемах.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.47.Принципиальная схема шифратора

Для формирования коротких импульсов командной посылки (временное положение которых должно совпадать с границами промежутков между импульсами соседних каналов), все канальные импульсы с инверсных выходов мультивибраторов (выводы 7 и 9 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 D6.1, который и формирует требуемые выходные импульсы.

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

Двухканальный вариант 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.

Настройка

Настройка шифратора сводится к установке требуемого периода повторения путем подбора величины R1. Осциллограф при этом можно подключить либо к выводу 6, либо выводу 7 микросхемы DD1. Установка исходной длительности канальных импульсов равной 1,5 мс и диапазона ее изменения при отклонениях ручки управления (±0,5 мс) производится в соответствии с рекомендациями раздела 2.8.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.48.Печатная плата

2.3.10. Комбинированный многоканальный шифратор

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 по традиционной схеме. Период следования импульсов регулируется подстроечным резистором R1. Дифференцирующая цепочка C1,R3 совместно с диодом VD1 формирует короткий положительный импульс начала командной посылки.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.49.Принципиальная схема шифратора

Принцип действия

В исходном состоянии транзистор VT1 открыт за счет подачи положительного смещения в базу через резисторы R5, R6 (рис. 2.50, а). Конденсатор С4 заряжен практически до напряжения питания, так как оба крайних вывода потенциометра подключены к плюсу источника (на выводе 10 DD1.

Положительной при этом является верхняя по схеме обкладка конденсатора. В момент отрицательного перепада напряжения на выводе 10 DD1.3 нижний по схеме вывод потенциометра R4 оказывается подключенным к корпусу. Начинается перезаряд конденсатора С4 по цепи: «плюс» источника питания — резисторы R5, R6 — конденсатор С4 — нижняя часть потенциометра R4 — корпус.

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). Транзистор запирается, и на его коллекторе формируется положительный импульс напряжения, а на выходах инверторов DD1.2, DD1.3 — отрицательные импульсы (рис. 2.50, б).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.50.Эпюры напряжений в характерных точках

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

Так как перезаряд происходит практически от удвоенного напряжения питания, а рабочим является начальный участок экспоненты, напряжение на базе меняется по линейному закону (рис. 2.50, 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.

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 DD2.3 равно нулю. Каждый из входных импульсов инвертируется элементом DD2.4 и быстро разряжает до нуля конденсатор С9, вызывая скачкообразное нарастание выходного напряжения на выводе 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 конструкция

Печатная плата приведена на рис. 2.51. Помимо рассматриваемого шифратора, на ней размещен также вариант ЧМ-передатчика из 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. С2, С4, С6, С9 — обязательно пленочные, например К73-17. Остальные конденсаторы — керамические КМ-6 или им аналогичные. Диоды КД522Б можно заменить на любые кремниевые малогабаритные.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 2.51.Печатная плата

Настройка

Движки подстроечных и переменных резисторов следует установить в среднее положение. После подключения источника питания необходимо убедиться в наличии 3 В на выходе стабилизатора DA1. Подключив осциллограф к выводу 10 DD1.3, проконтролировать наличие положительных импульсов.

Потенциометром R1 установить период следования Тп = 10 мс (при количестве 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) равной 1 В. Зафиксировать ручку управления на оси потенциометра. Потенциометром R6 установить длительность отрицательных импульсов на выводе 3 DD1.

1 τк.1 = 1,5 мс (рис. 2.50, б). Отклоняя ручку управления в крайние положения (±30°) убедиться, что Δτ = ±0,5 мс. Если Δτ < ±0,5 мс, уменьшить амплитуду пилы на базе VT1 с помощью R4, зафиксировав новое положение ручки управления как нейтральное, и вновь установить потенциометром R6 τ1 = 1,5мс.

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 DD2.4 и убедиться в наличии коротких треугольных импульсов амплитудой не менее 2 В. В противном случае увеличить емкость конденсаторов С1, С5, С7 до 1500–2200 пФ. Подбором емкости конденсатора С9 установить длительность положительных импульсов на выводе 10 DD2.3 приблизительно равной 0,5 мс.

2. Сверхрегенеративные приемники АМ-колебаний

5.2.1. Принципы сверхрегенеративного приема

Общие положения

Сверхрегенеративные приемники издавна являются одной из самых распространенных радиолюбительских схем. Объясняется это, прежде всего, их способностью обеспечивать высокую чувствительность при минимуме схемотехнических затрат. Классический сверхрегенератор, содержащий 12–14 деталей, может обеспечить коэффициент усиления в несколько сотен тысяч, при чувствительности 3–5 мкВ.

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. Как правило, эти публикации содержали самые общие соображения по поводу процессов, происходящих в схеме, и рекомендации по настройке сверхрегенератора, основанные на практических экспериментах с приемником.

Трудности качественной настройки связаны с тем, что сверхрегенеративный каскад является многофункциональным. На одном транзисторе собран и усилитель высокой частоты, и генератор вспомогательных колебаний (генератор суперизации), и детектор, выделяющий полезный низкочастотный сигнал.

Если бы выполнение перечисленных функций было «поручено» разным каскадам, то каждый из них в отдельности легко можно было бы настроить на оптимальный режим работы. Поскольку качественное выполнение каждой из функций предъявляет к режиму работы свои, часто противоречивые требования, то в сверхрегенераторе приходится идти на компромисс, учитывая «пожелания» каждой из функций. 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. Решению данной задачи и посвящен материал этого раздела, тем более что «прозрачное» и полное описание принципа работы сверхрегенератора отыскать в имеющейся литературе не так то просто.

Явление умножения добротности колебательного контура

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. С увеличением расстояния от антенны мощность электромагнитных волн уменьшается, в простейшем случае, обратно пропорционально квадрату расстояния:

ρ = P/4πR2 (5.1)

где Р — излучаемая мощность;

R — расстояние до точки приема;

ρ — плотность потока мощности (мощность, проходящая через квадратную площадку в 1 м2, находящуюся на расстоянии R от передатчика).

Очевидно, каким бы ни было большим расстояние R, плотность потока мощности никогда не обратится в нуль. Это означает, что в любой точке пространства присутствует излучение абсолютно всех радиостанций, работающих на земном шаре, что само по себе достаточно интересно.

Электромагнитная волна представляет собой чередующиеся во времени и пространстве переменные электрические и магнитные поля. В любом проводнике, ориентированном параллельно силовым линиям напряженности электрического поля (Е) наводится ЭДС (ε) в соответствии с правилом

ε = E∙hд, (5.2)

где hд — 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? Все дело в том, что помимо полезного сигнала, в точке приема обязательно присутствуют помеховые сигналы. Кроме того, в любом приемнике существуют собственные хаотические токи и напряжения, вызванные тепловым движением электронов и называемые внутренними шумами приемника.

Полезная информация из принимаемого сигнала может быть извлечена только в том случае, если уровень полезного сигнала, наведенного в антенне, в заданное число раз превышает суммарный уровень помех и внутренних шумов приемника, приведенных к входу. 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. Если к проводнику, в котором наводятся электрические сигналы, являющемуся фактически приемной антенной, подключить настроенный на частоту какой-либо радиостанции колебательный контур так, как это показано на рис. 5.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.1.Входная цепь приемника

Для простоты будем полагать, что соотношение числа витков в катушках L1, L2 и связь между ними таковы, что ЭДС взаимной индукции, наводимая в катушке L2, будет равна ЭДС, наведенной в антенне (формула 5.2). Под действием этой ЭДС ток в контуре будет протекать последовательно через катушку L2 и конденсатор С1.

Эквивалентную схему колебательного контура при этом можно представить в виде, изображенном на рис. 5.2. ЭДС, наводимая в контуре, учтена источником ε, а резистор rп учитывает активные потери в контуре. Потери обусловлены расходами энергии на нагревание проводника катушки и переизлучением части энергии элементами контура.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.2.Эквивалентная схема входного контура

Подробнее об этих процессах можно прочитать, например в [6]. Из рисунка видно, что по отношению к эквивалентному источнику с колебательный контур теперь является последовательным. В таком контуре, как известно, существует резонанс напряжений, при котором напряжения на реактивных элементах контура в Q раз больше ЭДС, введенной в контур. На основании этого можно записать

Uк = Q∙ε, (5.3)

где Q = ρ/rп — добротность контура; (5.4)

ρ = √(L1/C1) = 1/ω0C1 — характеристическое сопротивление контура,

ω0 =1/√(L1∙C1) — резонансная частота контура.

Формула (5.3) показывает, что увеличением Q можно теоретически получить сколь угодно большое значение напряжения Uк, доведя тем самым принятый сигнал до величины, необходимой для нормальной работы последующих каскадов.

К сожалению, на практике сложно достичь значения добротности контура выше 200–350. Кроме того, в реальных схемах к контуру, параллельно конденсатору С1, подключается остальная часть приемника, которую можно учесть ее входным сопротивлением Rвх.

Очевидно, на этом сопротивлении будет рассеиваться часть принятой мощности. Возникающие дополнительные потери принято учитывать эквивалентным увеличением сопротивления потерь в контуре на величину rдоп. Формула для пересчета имеет вид

rдоп = ρ2/Rвх

Результирующая добротность контура, называемая эквивалентной (Qэ) или нагруженной, уменьшается:

Qэ = ρ/(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.

Существует давно известный способ повышения (умножения) добротности, подробно описанный, например в [6]. Суть его заключается в том, что потери в контуре компенсируются за счет энергии источника питания. Механизм компенсации понятен из рис. 5.3.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.3.Механизм компенсации потерь в контуре

К конденсатору контура подключен транзистор VT1. Напряжение Uк с конденсатора приложено к участку «база-эмиттер» транзистора, что вызывает изменение тока, протекающего в коллекторной цепи за счет источника питания V1. Амплитуда изменений определяется выражением Iк = Uк∙S, где S — крутизна транзистора в рабочей точке.

Протекая по катушке L2, этот ток наводит в катушке L1. ЭДС взаимной индукции Uoc = ω0∙M∙Iк, где М — взаимоиндуктивность катушек L1 и L2.

Фазировка катушек выбирается таким образом, чтобы напряжение Uос было синфазно с колебаниями, происходящими в контуре, что характерно для положительной обратной связи. Ток I в контуре теперь течет под действием суммы двух напряжений ε Uос, 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 ε Uос = ε  ω0∙M∙Iк = I∙(rп rдоп).

Напряжение на конденсаторе теперь можно записать в виде Uк = I/ω0C1 = I∙ρ. Откуда I = Uк/ρ. Подставив правые части выражений для I и Iк предыдущую формулу, получим:

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Выражение (5.3) справедливо и для рассматриваемого случая, с той лишь разницей, что добротность теперь имеется ввиду эквивалентная (Qэ), учитывающая компенсацию потерь в контуре за счет положительной обратной связи. Воспользовавшись (5.3), предыдущее выражение перепишем в виде

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Сократив обе части равенства на, выразим в явном виде эквивалентную добротность:

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Пользуясь тем, что при резонансе ρ = 1/ω0C1 окончательно запишем:

Система радиоуправления моделями Радиопроп

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 M∙S/C1, имеющее размерность сопротивления;

♦ знак этого сопротивления отрицательный, что уменьшает общее сопротивление потерь контура;

♦ манипулируя величиной М или 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.

Физический смысл отрицательного сопротивления, уменьшающего общее сопротивление потерь, заключается в том, что в контур за счет положительной обратной связи, вносится из коллекторной цепи энергия источника питания, компенсирующая потери энергии сигнала в контуре. 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 сверхрегенерации

При всей привлекательности рассмотренного метода, он обладает существенным недостатком. Параметры, определяющие величину отрицательного вносимого сопротивления rвн = M∙S/C1 не стабильны во времени, из-за чего нестабильным получается и 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 (Δfпр). Последняя, как известно, определяется выражением Δfпр = f0/QЭ и не должна быть меньше активной ширины спектра принимаемого сигнала.

Классическим примером обращения недостатка в достоинство является идея сверхрегенеративного усиления. Нетрудно согласиться с утверждением, что наибольший коэффициент усиления в регенераторе можно получить, находясь на границе самовозбуждения, когда знаменатель формулы (5.6) близок к нулю.

Однако это положение и наименее устойчиво именно из-за близости к режиму самовозбуждения. Идея сверхрегенеративного приема заключается в периодическом изменении вносимого отрицательного сопротивления таким образом, чтобы усилитель на определенную часть этого периода превращался в генератор, проходя через область максимального усиления. Рассмотрим эту идею подробнее.

Как было отмечено выше, величиной вносимого сопротивления можно варьировать, изменяя либо взаимоиндуктивность М, либо крутизну транзистора S. При рассмотрении принципов сверхрегенерации удобнее использовать S. Для начала выясним смысл этого параметра.

На рис. 5.4, а изображена входная характеристика транзистора, представляющая собой зависимость тока базы (iб) от напряжения между базой и эмиттером (uб). К базе обычно подключено напряжение смещения (u0), задающее положение рабочей точки (РТ1) на входной характеристике.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.4. Зависимость крутизны от положения рабочей точки

При постоянной амплитуде напряжения, приложенного к базе, амплитуда тока, как это хорошо видно из рис. 5.4, будет зависеть от угла наклона входной характеристики в окрестностях рабочей точки. Количественно этот угол характеризуется крутизной входной характеристики Sб.

Изменяя положение рабочей точки с помощью u0, можно менять Sб. Амплитуда коллекторного тока (/к) может быть определена по формуле Iк = Iб∙h21э, где h21э — коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером. Величину S = Iк/Uб и будем называть крутизной транзистора.

Обратите внимание на то, что крутизна транзистора, как и величина Sб, зависит от положения рабочей точки транзистора на входной характеристике. Конкретная форма зависимости крутизны от напряжения смещения для разных транзисторов различна.

Существенным же является тот факт, что крутизна тем больше, чем больше постоянное напряжение смещения U0, что хорошо видно из рисунка. При дальнейших рассуждениях для простоты будем полагать, что зависимость крутизны от напряжения смещения прямо пропорциональная (рис. 5.5, а).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.5.Прерывистая генерация в сверхрегенераторе

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. Для получения этого значения на базу транзистора необходимо подать напряжение Uкр (рис. 5.

5, а). В исходном состоянии на базу подают постоянное напряжение смещения U0, обеспечивающее 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 будет переходить в область, где крутизна транзистора становится больше критической.

Этой ситуации на рис. 5.5, б соответствует интервал времени t1 — t2. 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, то колебания в контуре начнут нарастать, начиная с этого значения, по экспоненциальному закону, описываемому формулой [6]:

Uк(t) = Uc∙e-δt, (5.7)

где δ = rэ/2L1 — коэффициент затухания колебаний в контуре;

L1 — индуктивность контура;

rэ = rп rдоп — MS/C1 — эквивалентное сопротивление потерь контура,

При S > Sкр, что имеет место на интервале t1 — t2, величина rэ имеет отрицательное значение, показатель экспоненты в (5.7) — соответственно положительное, что и обеспечивает нарастание амплитуды колебаний до некоторого значения Um (рис. 5.

5, в). После момента 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) значение начальной амплитуды Uc будет отличаться от предыдущего (станет, например больше), соответственно изменится и амплитуда вспышки, что явствует из формулы (5.7) и рис. 5.

Надлежащим выбором параметров контура и величины S можно обеспечить такую скорость нарастания напряжения в контуре на интервале t1 — t2, при которой амплитуда вспышек Um будет достигать единиц вольт, при всего нескольких микровольтах, наведенных в антенне.

Необходимо отметить, что частота вспомогательных колебаний (Fсуп) должна быть такой, чтобы восстановление огибающей принимаемого сигнала происходило без потерь. Как известно, для этого должно быть выполнено условие Котельникова Fсуп >= 2Fв. Здесь Fв — верхняя частота в спектре модулирующего сигнала.

В практических схемах Fсуп лежит в пределах 30—100 кГц. Форма напряжения суперизации, как это ясно из рис. 5.5, принципиального значения не имеет. Важно лишь обеспечить на интервале t1 — t2 условие S > Sкр.

Предельно достижимая амплитуда вспышек на контуре Uпр ограничена параметрами схемы и напряжением питания. Если в процессе усиления сигналов амплитуда вспышек напряжения на контуре все время остается меньше Uпр, то зависимость амплитуды Um от Uc 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 достигает значения Uпр на интервале t1 — t2, то амплитуда вспышек уже не зависит от амплитуды входного сигнала, и режим называется нелинейным.

В этом режиме при изменении амплитуды входного сигнала будет изменяться площадь вспышек (рис. 5.6, а). Величина продетектированного напряжения изменяется в зависимости от входного сигнала по логарифмическому закону (рис. 5.6, б).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.6. Нелинейный режим сверхрегенератора

Такая зависимость выходного сигнала от входного аналогична действию АРУ в приемнике и расширяет его динамический диапазон. К недостаткам нелинейного режима относятся сильные нелинейные искажения, высокий уровень выходных шумов при отсутствии полезного сигнала и низкая избирательность по соседнему каналу.

По способу получения вспомогательных колебаний напряжения суперизации сверхрегенераторы подразделяются на две группы. Сверхрегенераторы с внешней суперизацией используют вспомогательные колебания, вырабатываемые специальными генераторами.

В сверхрегенераторах с автосуперизаиией 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. Поэтому в радиотехнике принято при анализе заменять сигналы их спектрами. Из математики известно, что практически любую функцию можно представить в виде суммы других, более простых функций.

Наиболее широко применяется разложение в тригонометрический ряд Фурье. При этом сигнал представляется в виде суммы гармонических колебаний, т. е. колебаний синусоидальной или косинусоидальной формы. Выбор обусловлен тем, что только эти колебания при прохождении через линейную цепь (а большинство радиотехнических цепей могут считаться линейными) не изменяют своей формы.

У гармонического колебания может измениться только амплитуда и начальная фаза. Таким образом, анализ прохождения гармонического колебания через любое устройство сводится только к оценке изменения этих двух величин, а в большинстве практических задач — только к оценке изменения амплитуды.

Гармонические колебания, в виде суммы которых можно представить исследуемый сигнал, называются его составляющими, а их совокупность и есть спектр сигнала. Выяснив, какие изменения претерпевает каждая из спектральных составляющих при прохождении через исследуемую цепь, достаточно сложить их на выходе, чтобы получить форму выходного сигнала.

При дальнейшем изложении будет использоваться спектр синусоидальных импульсов. Известно, что импульсы тока, представляющие собой отрезки синусоиды (рис. 5.7), содержат в своем составе постоянную составляющую I0 = a0(θ)

∙Im и гармоники на частотах, кратных частоте следования синусоидальных импульсов ω. Так называемые коэффициенты Берга a0(θ) зависят от угла отсечки импульсов θ и номера гармоники n.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.7. Спектр синусоидальных импульсов

Принцип действия «классического» сверхрегенератора

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 LкC5, настраиваемый на частоту сигнала, принимаемого антенной (А).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.8.Принципиальная схема классического сверхрегенератора

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 С2, сопротивление которого на частоте сигнала пренебрежимо мало, высокочастотное напряжение Uк, существующее на нем, фактически действует между коллектором транзистора и корпусом (см. рис. 5.8).

Это напряжение приложено к делителю, состоящему из конденсатора обратной связи С6 и дросселя Др1. Нижний вывод дросселя соединен с корпусом через малое сопротивление конденсатора С4. Поскольку база транзистора также соединена с корпусом через конденсатор большой емкости C1, то высокочастотное напряжение обратной связи Uoc приложено фактически между эмиттером и базой транзистора.

Режим транзистора по постоянному току, как известно, определяется напряжением Uб-э. Так как сопротивлением дросселя Др1 постоянному току можно пренебречь, то это напряжение будет представлять собой разность Uб-э = UR2 — Uс. Оно и определяет положение рабочей точки на характеристиках транзистора.

Напряжение UR2 снимается с нижнего плеча делителя R1R2 и может регулироваться переменным резистором R1. Элементы R4C7 являются фильтром нижних частот и предназначены для выделения полезного сигнала.

Смотрите про коптеры:  Обзор неоднозначного боевого квадрокоптера Byrobot Drone Fighter - Root Nation

В правильно собранной схеме при отсутствии входного сигнала существует режим прерывистых колебаний. Форма напряжений на контуре Uк и конденсаторе С4, полученные в результате включения схемы в системе схемотехнического моделирования Micro-Cap 6, приведена на рис. 5.9.

Пилообразное напряжение, приведенное на втором графике, и является напряжением автосуперизации в рассматриваемой схеме. Для анализа процессов, происходящих в схеме, выделим одну вспышку высокочастотных колебаний и рассмотрим подробно механизм ее формирования.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.9.Эпюры напряжений в сверхрегенераторе

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

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.10.Проходная характеристика транзистора

две характерные точки. Точка (1) соответствует напряжению на участке «база-эмиттер», при котором начинает протекать коллекторный ток. Из графика видно, что оно равно Uб_э = 0,45 В.

Точка (2) соответствует критической крутизне проходной характеристики Sкp, при которой в схеме выполняются условия самовозбуждения. Происходит это при Uб_э = 0,521 В. Коллекторный ток, соответствующий моменту самовозбуждения, равен 145 мкА.

С помощью переменного резистора R1 устанавливается такое исходное напряжение Uб-э = UR2 — Uс при котором исходная крутизна Sи > 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.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.11.Графики, поясняющие принцип действия сверхрегенератора

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.11.Графики, поясняющие принцип действия сверхрегенератора (продолжение)

Поскольку процесс в схеме периодический, рассмотрение можно начать с любого момента времени. Пусть в момент t = 0 напряжение на конденсаторе С4, обусловленное предыдущими процессами в схеме, таково, что текущее значение Uб-э = UR2 — Uс < 0,45 В (рис. 5.

11, а, б). Транзистор в этой ситуации заперт, коллекторный ток его равен нулю (рис. 5.11, в, г), высокочастотное напряжение на контуре отсутствует (рис. 5.11, д). Происходит разряд конденсатора С4 через резистор R3. Напряжение на конденсаторе уменьшается по экспоненциальному закону

Система радиоуправления моделями Радиопроп

где Uсо — напряжение на конденсаторе в момент запирания транзистора в предыдущем цикле (момент, аналогичный точке 5 на графиках);

τр = R3C4 — постоянная времени цепи разряда конденсатора.

Как только напряжение Uб-э станет равным 0,45 В (точка 1), транзистор начнет открываться. Появится коллекторный ток, нарастающий во времени (интервал 1–2 на рис. 5.11, в, г). Хотя открывшийся транзистор обеспечивает протекание зарядного тока через конденсатор С4, напряжение на нем по-прежнему убывает (рис. 5.11, а) пока величина тока разряда конденсатора через резистор R3 больше зарядного тока.

Поскольку первый из них убывает, а второй нарастает, результирующая скорость роста напряжения Uб-э замедляется. Тем не менее, в точке 2 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 С4 сравняются прежде, чем напряжение Uб-э достигнет Uкр (в нашем случае 521 мВ), то самовозбуждение каскада не произойдет и сверхрегенератор работать не будет.

Скорость же нарастания зарядного тока через открывающийся транзистор определяется крутизной транзистора в исходной рабочей точке Sи, что в свою очередь зависит от соотношения сопротивлений резисторов R1, R2 и R3 и параметра h21э транзистора.

Напряжение Uб-э, соответствующее Sи, при желании можно измерить, преднамеренно устранив условия самовозбуждения в каскаде, например временным отключением конденсатора обратной связи С6. Как видно, резистор R3 влияет и на τр, и на Sи, что усложняет процедуру настройки.

На практике целесообразно выбрать величину R3, исходя из требуемого значения частоты суперизации, а затем подстройкой R1 получить прерывистую генерацию. Для полноты картины следует отметить, что величиной R, можно в небольших пределах управлять и частотой суперизации.

Вернемся к процессам, происходящим в схеме. Часть напряжения, возникшего на контуре, в виде сигнала обратной связи Uoc начинает суммироваться с медленно меняющимся напряжением на участке «база-эмиттер». Результирующее напряжение теперь представляет собой алгебраическую сумму трех напряжений (рис. 5.11, б) и описывается выражением:

Uб-э = UR2 — (Uc Uос).

Коллекторный ток в результате начинает изменяться по синусоидальному закону (интервал 2–3 на рис. 5.11, в). Поскольку транзистор при этом работает в режиме класса А, постоянная составляющая коллекторного тока на этом участке практически не меняется (рис. 5.

11, г). Суммарное напряжение Uб-э на этом интервале тек же содержит синусоидальную составляющую, нарастающую во времени. В момент времени, соответствующий точке 3 на графиках, происходит существенное изменение режима.

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 заряд конденсатора С4, напряжение с которого уменьшает результирующую разность UR2 — Uc (рис. 5.11, б).

В итоге уменьшается угол отсечки импульсов коллекторного тока, что должно препятствовать росту напряжения на контуре. Результат зависит от того, что больше: скорость нарастания амплитуды напряжения обратной связи, являющегося частью напряжения на контуре, или скорость нарастания 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 растут. Последняя обеспечивает увеличение напряжения на конденсаторе Uс, более того, увеличивается и скорость роста этого напряжения, что хорошо видно на графике (рис. 5.

Выполнение этого условия принципиально необходимо для нарастания амплитуды вспышки. Для его обеспечения в реальной схеме необходимо помнить, что Uос является частью напряжения на контуре Uк, и скорость его нарастания можно регулировать двумя способами: коэффициентом затухания δ через параметры, в него входящие (формула 5.7), и изменением коэффициента обратной связи, определяющимся соотношением реактивных сопротивлений конденсатора обратной связи С6 и дросселя Др1. Уменьшать скорость нарастания Uc можно, в частности, увеличением емкости С4.

В точке 4 рост амплитуды импульсов коллекторного тока полностью компенсируется уменьшением их угла отсечки. Как следствие, постоянная составляющая Iк0 перестает изменяться, достигнув своего максимального значения.

Само же напряжение продолжает нарастать, смещая рабочую точку транзистора вниз по характеристике, что приводит к уменьшению ее крутизны. Из-за этого начинает уменьшаться амплитуда коллекторных импульсов, что увеличивает скорость спада постоянной составляющей Iк0.

Уменьшается и напряжение на контуре. В точке максимума 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 контуре уменьшается до такой величины, при которой напряжение обратной связи перестает превышать пороговый уровень в 450 мВ (рис. 5.11, б). Транзистор закрывается. Импульсы коллекторного тока исчезают, становятся равными нулю амплитуды первой гармоники и постоянной составляющей коллекторного тока.

Конденсатор С4, отсеченный от источника питания закрывшимся транзистором, разряжается через резистор R3 по экспоненте (5.8). Формирование вспышки закончено. Когда напряжение Uб-э за счет разряда конденсатора С4, 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, импульсы напряжения обратной связи будут продолжать превышать пороговый уровень и срыва колебаний не произойдет.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

До сих пор мы считали, что в контуре отсутствует напряжение сигнала. В этом случае процесс формирования всех вспышек абсолютно одинаков, и в результате их амплитуда, длительность и период следования постоянны. Соответственно постоянны эти параметры и у импульсов постоянной составляющей коллекторного тока (рис. 5.

При поступлении из антенны в контур напряжения сигнала картина меняется. В момент времени, соответствующий критическому значению крутизны транзистора (точка 2), напряжение в контуре начнет нарастать не с нулевого значения, а с величины, равной амплитуде сигнала в контуре.

В свою очередь, это приведет к увеличению напряжения на выходе ФНЧ. Если сигнал, поступающий в контур, модулирован по амплитуде, то, в конечном счете, окажутся модулированными и импульсы постоянной составляющей коллекторного тока, а значит, сигнал на выходе ФНЧ будет повторять по форме огибающую входного сигнала.

Поскольку в контуре всегда существует собственное напряжение шумов, то при отсутствии входного сигнала напряжение, с которого будут начинаться высокочастотные вспышки, будет определяться значением шумового напряжения в момент, соответствующий точке 2 на графиках.

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 С4, в котором принимает участие постоянная составляющая коллекторного тока 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 R4 и конденсатора С7, подается пилообразное напряжение суперизации с конденсатора С4.

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 отпирания 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 можно использовать при оптимизации режима работы сверхрегенератора. Подключив осциллограф через конденсатор емкостью 5—15 пФ к коллектору транзистора, можно наблюдать вспышки колебаний на контуре.

В процессе настройки необходимо добиваться как можно большей амплитуды этих «дрожаний», что будет свидетельствовать о максимальном коэффициенте усиления приемника. Вместо высокочастотных вспышек можно наблюдать пилообразное напряжение суперизации, подключив осциллограф к конденсатору С4.

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

5.2.2. Классический сверхрегенератор

Принципиальная схема

Практическая схема сверхрегенеративного приемника, первый каскад которого ничем, по-существу, не отличается от рассмотренного в предыдущем параграфе, приведена на рис. 5.12. Подстроечный резистор R2 обеспечивает установку желаемой рабочей точки при настройке приемника.

Ограничительный резистор R1 препятствует выходу из строя транзистора VT1 при случайной установке движка R2 в процессе настройки в крайнее верхнее положение. С выхода фильтра нижних частот R5C7 продетектированный сигнал поступает на вход УНЧ, собранного на транзисторах VT2 и VT3.

Непосредственное включение транзисторов с охватом схемы глубокой отрицательной связью по постоянному току через резистор R7 обеспечивает хорошую термостабилизацию положения рабочей точки. Общий коэффициент усиления УНЧ в такой схеме может достигать 1000–3000. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT4 обеспечивает развязку приемника с последующими каскадами.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.12.Принципиальная схема классического сверхрегенератора

Детали и конструкция

Печатная плата изображена на рис. 5.13 и никаких комментариев не требует. Все конденсаторы, кроме электролитических С8 и С10, должны быть керамическими. Подстроечный резистор R2 может быть либо СПЗ-38б, либо РG1-6ЗМг. Все транзисторы — либо КТ315, либо КТ3102 с любыми буквенными индексами.

Контурная катушка имеет 7 витков провода диаметром 0,5 мм на каркасе с подстроечным сердечником из карбонильного железа. Диаметр каркаса может быть в диапазоне 5–9 мм. Дроссель L1 — стандартный на 20–68 мкГн. В качестве антенны используется штырь либо гибкий провод длиной 20–40 см.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.13.Печатная плата

Настройка

Настройка заключается в установке оптимального режима сверхрегенерации с помощью R2 и настройке контура L2C5 в резонанс по сигналу своего передатчика. Конденсатор С6 должен иметь начальную емкость 15 пФ. Его значение уточняется в процессе настройки до получения максимума колебаний, наблюдаемых осциллографом в точке соединения конденсаторов С7 и С9.

Соединительные провода должны при этом быть как можно короче во избежание наводок на базу VT2. При отсутствии осциллографа к выходу приемника можно подключить высокоомные наушники (например ТОН-2) и подобрать положение движка R2 и величину С6 по максимальной громкости прослушиваемых шумов при выключенном передатчике.

5.2.3. Сверхрегенератор с УРЧ

Основные положения

Поскольку сверхрегенератор представляет собой каскад, работающий в режиме прерывистой генерации, часть мощности колебаний, возникающих в контуре, через конденсатор связи попадает в антенну и излучается. Величина излучаемой мощности может достигать нескольких милливатт, что оказывает нежелательное воздействие на работающую поблизости радиоаппаратуру.

Одновременное управление несколькими моделями, например становится практически невозможным. Для развязки между антенной и сверхрегенеративным каскадом устанавливают усилитель радиочастоты. Проблема таким образом разрешается, поскольку сигнал в усилителе может распространяться только от входа к выходу.

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 сверхрегенератора равна 10 мкВ при отношении «сигнал/шум», равном 5. Это означает, что средний уровень собственных шумов, приведенных к входу, равен 10/5 = 2 мкВ. Теперь установим на входе УРЧ 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 сверхрегенератора стало равным 100/22 = 4,54, что меньше первоначального.

Для того чтобы оно осталось прежним, на вход необходимо подавать уже 11 мкВ вместо 10. Как видим, УРЧ даже ухудшил чувствительность. Если же собственные шумы транзистора УРЧ составляют 1 мкВ, то нетрудно посчитать, что теперь будет достаточно сигнала величиной всего 6 мкВ.

Принципиальная схема

Принципиальная схема приемника изображена на рис. 5.14. УРЧ собран на транзисторе VT1 по схеме с общей базой. Такое включение транзистора обеспечивает каскаду малое входное сопротивление, что делает его малочувствительным к разбросу параметров антенн.

Нагрузкой каскада по переменному току является колебательный контур L1C7, одновременно входящий в состав сверхрегенератора, реализованного на транзисторе VT2. В отличие от предыдущей схемы, в нем, как и в УРЧ, применен высокочастотный кремниевый транзистор прямой проводимости, позволивший реализовать достаточно экономичный вариант приемника. 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.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.14.Принципиальная схема сверхрегенератора с УРЧ

Детали и конструкция

Печатная плата изображена на рис. 5.15 и никаких особенностей не имеет. Транзисторы КТ3127А можно заменить на КТ3128. Катушка индуктивности L1 содержит 9 витков провода диаметром 0,35 мм на каркасе с резьбовым (М4) подстроечным сердечником из карбонильного железа.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.15.Печатная плата

Настройка

Настройка сводится к подбору величины резистора R1 до получения на базе транзистора VT1 напряжения 4,2 В. Затем, по сигналам собственного передатчика, вращением сердечника катушки настраивается колебательный контур сверхрегенератора, а ротором конденсатора С8 — режим сверхрегенерации, до получения на выходе приемника максимальной амплитуды сигнала.

5.2.4. Сверхрегенератор на транзисторе в барьерном режиме

Принципиальная схема

Сверхрегенеративный каскад собран на транзисторе VT1 (рис. 5.16). Особенностью каскада является работа транзистора в барьерном режиме. Его база по постоянному току соединена с коллектором через катушку L1. Такой режим, как известно, очень экономичен [8,9]. Ток, потребляемый каскадом, не превышает 70 мкА, и для его питания достаточно напряжения 2–3 В (контрольная точка Кт1).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.16.Принципиальная схема приемника

Для организации положительной обратной связи от части витков катушки L1 сделан отвод, соединенный по переменному току (через С4) с эмиттером транзистора. Глубина обратной связи выбрана такой, чтобы исходная рабочая точка транзистора находилась на участке характеристики с крутизной S >

Sкр. В результате в каскаде возникают колебания на частоте настройки контура (рис. 5.17, а). По мере роста их амплитуды ток, потребляемый каскадом, увеличивается (увеличивая падение напряжения на резисторе R1) и, как следствие, уменьшается напряжение, питающее транзистор (рис. 5.

17, б). Рабочая точка перемещается на участок с меньшей крутизной, и колебания срываются, что резко уменьшает ток через транзистор. Падение напряжения на R1 уменьшается, а в Кт2 растет по экспоненциальному закону, так как происходит заряд конденсатора С4, подключенного к этой точке.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.17.Эпюры в характерных точках

При поступлении в контур сигнала из антенны, амплитуда и частота экспоненциальных импульсов в Кт2 оказываются промодулированными огибающей входного сигнала. В спектре импульсов появляются гармоники огибающей. Выделенные фильтром нижних частот R3C6, они поступают на усилитель нижних частот, выполненный на первых трех элементах цифровой схемы DD1.

Резисторы цепи обратной связи R4, R5 обеспечивают работу микросхемы в линейном режиме. От их величины зависит коэффициент усиления УНЧ. На элементе DD1.4 реализован компаратор напряжения, порог которого регулируется потенциометром R6 таким образом, чтобы шумы с выхода УНЧ не вызывали его срабатывания.

Приемник имеет достаточно высокие характеристики. При напряжении питания 5 ±0,3 В ток потребления не превышает 1,8 мА. Чувствительность при отношении «сигнал/шум» в контрольной точке Кт3, равном четырем, не хуже 0,7 мкВ. При установлении порога компаратора, исключающего ложные срабатывания от шумов, чувствительность снижается до 1,5 мкВ.

Выходной сигнал приемника представляет собой отрицательные импульсы амплитудой, практически равной напряжению питания. Диапазон перестройки приемника сердечником катушки L1 лежит в пределах 26–32 МГц. При использовании устройства для приема речевой информации, элементы схемы DD1.4, R7, R6, С11 необходимо исключить, а к нижнему (по схеме) выводу С9 подсоединить УНЧ.

Детали и конструкция

Печатная плата выполняется из одностороннего фольгированного стеклотекстолита или гетинакса в соответствии с рис. 5.18. Установочные размеры катушки L1 зависят от диаметра выбранного каркаса (5–7 мм) и могут быть изменены.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.18.Печатная плата

Катушка содержит 2 8 витков провода диаметром 0,5 мм. Подстроечный резистор R6 может быть любой, но на плате предусмотрено место для СПЗ-38б. Микросхема может быть заменена K176ЛE5. Не стоит пытаться устанавливать K561ЛA7, в активном режиме она работать не будет.

Конденсаторы C1—С4 должны быть керамические, остальные — любого типа. На месте VT1 успешно будут работать транзисторы КТ3127А, КТ3128А. Отличные результаты получаются при использовании транзисторов типа КТ368А и КТ399А, но так как они n-р-n структуры, схему первого каскада нужно изменить согласно рис. 5.19.

Питать приемник необходимо либо от внешнего стабилизированного источника, либо установить стабилизатор напряжения на плату, место для него предусмотрено (DA1). Подойдет любой маломощный стабилизатор, например КР1170ЕН5.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.19. Замена транзистора

Настройка

После проверки правильности монтажа подать питающее напряжение на плату. Сердечник катушки L1 ввернуть полностью. Проверить постоянное напряжение в Кт1. Оно должно находиться в пределах 2–2,5 В, в противном случае ввести его в эти пределы подбором R2.

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.

В первую очередь следует вращением сердечника попробовать добиться возникновения колебаний. При этом нужно иметь ввиду, что емкость конденсатора С2 на схеме указана для каркаса диаметром 5 мм. Если используется больший диаметр, индуктивность катушки растет, и емкость конденсатора нужно снижать.

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. Установить максимальную чувствительность осциллографа и длительность развертки 10 мкс/дел.

Форма высокочастотных вспышек должна быть примерно такая, как на рис. 5.17, а. Импульсы должны быть остроконечные и короткие (4–5 мкс). Если импульсы длиннее, о чем будет свидетельствовать наличие примерно плоской вершины, чувствительность приемника будет занижена. В этом случае полезно подобрать число витков катушки до отвода, изменяя их небольшими шагами (по 0,25—0,5 витка).

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. Вращая движок потенциометра R6 из нижнего по схеме положения, добиться появления на выходе приемника отрицательных прямоугольных импульсов. Для обеспечения максимальной чувствительности продолжать вращение до тех пор, пока на экране не начнут проскакивать короткие импульсы, вызванные срабатыванием компаратора от шумов. 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. Сверхрегенератор на полевом транзисторе

Принципиальная схема

Чувствительность сверхрегенеративных приемников в значительной степени определяется собственными шумами используемого транзистора. В этом смысле целесообразно применение полевых транзисторов, как менее шумящих. На рис. 5.20 приведена схема одной из возможных реализаций такого приемника.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.20. Принципиальная схема приемника с УНЧ на транзисторах

Наиболее интересные параметры схемы сведены в табл. 5.1.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Результаты получены при напряжении питания 5 В, глубине модуляции испытательного сигнала m = 0,9 и частоте модуляции 1 кГц. Приемник предназначен для работы с импульсными сигналами, поэтому выбран нелинейный режим, обеспечивающий эффективную АРУ.

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. Во-вторых, снизило мощность колебаний в контуре и, как следствие, паразитное излучение через антенну.

Величина резистора R1, постоянное падение напряжения на котором определяет исходное положение рабочей точки, выбрано такой, чтобы крутизна в этой точке превышала критическое значение. Совместно с конденсатором С5 этот резистор образует цепь формирования вспомогательных колебаний суперизации.

Форму и параметры колебаний можно проконтролировать осциллографом в контрольной точке Кт1. Они должны соответствовать рис. 5.21, б. Двузвенный фильтр нижних частот R2, С6, R4, С7 выделяет постоянную составляющую этих колебаний, изменяющуюся, как известно, по закону огибающей принимаемого сигнала, и подавляет колебания на частоте суперизации.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.21.Эпюры в характерных точках

Для того чтобы коэффициент передачи фильтра был близок к единице, он должен быть нагружен на сопротивление, существенно превышающее сумму R2 и R4. С этой целью далее установлен истоковый повторитель на полевом транзисторе VT2. Усилитель низкой частоты реализован на транзисторе V3 и никаких особенностей не имеет.

Конденсатор С9 дополнительно подавляет просочившееся напряжение суперизации. На выходе усилителя выделяется смесь полезного сигнала и шума, отношение амплитуд которых зависит от уровня входного сигнала (см. табл. 5.1). Каскад на транзисторе VT4 представляет собой, по сути, усилитель-ограничитель «снизу».

Его рабочая точка выбрана таким образом, что, в отсутствие сигнала, амплитуды шумов недостаточно для отпирания транзистора и выходное напряжение равно нулю. Полезный сигнал, имеющий в точке Кт2 отрицательную полярность и превышающий уровень шумов минимум в четыре раза, открывает последний транзистор, и на его выходе формируются положительные импульсы амплитудой 5 В. Конденсатор С13 очищает фронты импульсов от остатков напряжения суперизации.

Детали и конструкция

Печатная плата приемника выполнена из одностороннего стеклотекстолита. Ее чертеж со стороны проводников приведен на рис. 5.22. Поскольку заявленные характеристики обеспечиваются в достаточно узком диапазоне питающих напряжений 5±0,5 В, источник питания должен быть стабилизирован.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.22. Печатная плата

Транзистор VT1 может быть заменен на КП303А (Б, В, Ж), при этом может потребоваться подбор величины резистора R1 по указанной ниже методике. Можно использовать и КП303Г (Д, Е), КП302 с любой буквой, но напряжение питания обязательно придется повысить до 9 В из-за того, что у них значительно больше напряжение отсечки. 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. Конденсаторы С2, С3 — керамические с хорошим ТКЕ (группы МЗЗ, ПЗЗ, МП0). Остальные могут быть любыми керамическими. Электролитические конденсаторы С8, С12 — любого типа на напряжение не менее 6,3 В.

Никаких особых требований не предъявляется и к постоянным резисторам. В качестве антенны приемника используется отрезок провода длиной 25–50 см. Понятно, что чем больше длина антенны, тем больше будет дальность действия аппаратуры. Выход приемника рассчитан на подключение цифровой части, собранной на микросхемах серии КМОП.

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. Подать на плату питающее напряжение. Вращением ротора потенциометра добиться появления на экране пилообразных импульсов (рис. 5.21, 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. Амплитуда их должна быть равной 0,7–0,8 В. Подключив осциллограф к затвору первого транзистора через конденсатор емкостью 3–5 пФ, можно наблюдать вспышки высокочастотных колебаний на контуре (рис. 5.

21, а). Измерить тестером сопротивление потенциометра, предварительно отключив его от схемы, и впаять постоянный резистор ближайшего номинала. Если требуемая частота и амплитуда импульсов одновременно не устанавливается, то подбором сопротивления потенциометра устанавливается нужная амплитуда импульсов, а затем подбором емкости конденсатора С5 — требуемая частота.

При отсутствии осциллографа можно поступить следующим, образом. Временно соединить затвор первого транзистора с корпусом небольшим отрезком провода, обеспечив срыв колебаний. Контролируя вольтметром постоянного тока напряжение в Кт1, вращением оси потенциометра установить его равным 0,6–0,65 В.

Для дальнейшей настройки потребуется либо генератор стандартных сигналов, либо передатчик, совместно с которым планируется использование приемника. Генератор подключается непосредственно к антенному входу и настраивается на требуемую частоту, его выходное напряжение устанавливается равным 100 мкВ, а глубина внутренней модуляции — 90 %. Если используется передатчик, его предварительно настраивают и располагают на расстоянии 2–3 м от приемника.

Осциллограф подключается к точке Кт2. Затвор транзистора VT2 временно соединяется с корпусом, а резистор R7 заменяется подстроечным, сопротивлением 47 кОм. Вращением ротора потенциометра необходимо установить постоянное напряжение в контрольной точке равным 3,15 В.

Отпаять перемычку от затвора VT2. На экране осциллографа должны наблюдаться синусоидальные колебания частотой 1 кГц при использовании генератора или примерно прямоугольные импульсы, когда источником контрольного сигнала служит передатчик. Наличие только шумовой дорожки говорит о том, что входной контур приемника сильно расстроен.

Вращением сердечника катушки контура необходимо добиться максимальной амплитуды наблюдаемого сигнала, что будет свидетельствовать о настройке в резонанс. Для обеспечения высокой точности настройки сигнал генератора необходимо постепенно уменьшать до границы чувствительности (передатчик относить на большее расстояние), о чем будет свидетельствовать появление на экране шумов заметной амплитуды.

Переключить осциллограф на выход приемника. На экране должны наблюдаться положительные импульсы, размахом 5 В. Подбором R10 добиться, чтобы амплитуда шумовых всплесков в их основании не превышала 0,5 В; уменьшать их до нуля не следует, так как снижается чувствительность. На этом настройка приемника закончена.

В заключение следует отметить, что сверхрегенеративный каскад устойчиво работает в интервале питающих напряжений от 3 до 9 В, потребляя ток соответственно 120–650 мкА. Для каждого питающего напряжения необходимо тщательно подбирать величину резистора R1 и конденсатора С4 по приведенной выше методике.

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. Суммарный ток потребления приемника возрастет при этом до 1–1,2 мА.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.23.Приемник с УНЧ на операционном усилителе

Настройка выходного каскада сводится к следующему.

Ротор потенциометра R10 устанавливается в нижнее (по схеме) положение. Потенциал на выводе 2 микросхемы DA1 оказывается ниже, чем на выводе 3, и контролируемое осциллографом напряжение на выходе каскада должно быть равно нулю.

Поскольку амплитуда сигнала с выхода истокового повторителя лежит в пределах 2—15 мВ, разность потенциалов на выводах 3 и 2 должна быть 1—15 мВ, что требует тщательной установки порога. От величины последнего (разности потенциалов между выводах 3 и 2) зависит чувствительность приемника в целом.

Необходимо иметь в виду, что такая настройка будет вызывать беспорядочное срабатывание исполнительных устройств аппаратуры при отсутствии входного сигнала. Если это недопустимо, то необходимо в отсутствие входного сигнала плавно повышать порог уменьшением сопротивления R10 до того момента, когда шумовые выбросы на экране осциллографа пропадут. Чувствительность приемника при этом снизится до 4–5 мкВ.

Детали и конструкция второго варианта приемника

Печатная плата второго варианта приемника приведена на рис. 5.24. Для того чтобы настройки сохранялись в процессе эксплуатации, напряжение питания приемника должно быть стабилизировано. Стабилизатор может быть общий на все оборудование модели или предусмотренный только для приемника.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.24.Печатная плата второго варианта

5.2.6. Сверхрегенератор на полевом транзисторе с внешней суперизацией

Ранее отмечалось, что многофункциональность сверхрегенеративного каскада усложняет его настройку и уменьшает устойчивость работы в процессе эксплуатации. В значительной степени эти недостатки устраняются применением внешней суперизации в каскаде. Вариант схемы такого приемника приведен на рис. 5.25.

При напряжении питания 5 В приемник потребляет ток 1,6 мА. Его чувствительность при отношении «сигнал/шум» = 4 и глубине модуляции m = 90 % составляет 1–2 мкВ. Частота настройки— 27,12 МГц (28–28,2 МГц). Приемник предназначен для работы с импульсными сигналами.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.25. Приемник с внешней суперизацией

Первый каскад отличается от рассмотренного в предыдущем параграфе отсутствием RC-цепи, обеспечивавшей режим прерывистой генерации. Теперь такой режим реализован за счет того, что питание на каскад подается через электронный ключ, собранный на транзисторе VT3.

Форма вырабатываемых колебаний в контрольной точке Кт2 изображена на рис. 5.26, а. Частота суперизации устанавливается подбором величины R6. Интегрирующая цепочка R2C2 преобразует прямоугольные импульсы в экспоненциальные, форма которых в Кт1 приведена на рис. 5.26, б.

Параметры положительной обратной связи в каскаде подобраны таким образом, что условия самовозбуждения выполняются при напряжении на стоке транзистора, примерно равном Uс. кр = 1 В (горизонтальная линия на рис. 5.26, б).

На интервале времени, в течение которого напряжение на стоке превышает критическое значение, в контуре возникают нарастающие по амплитуде высокочастотные колебания. На это же время напряжение на стоке транзистора получает дополнительный прирост. При внимательном рассмотрении графика 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 является тот факт, что величина прироста напряжения на стоке, а точнее площадь треугольной области стоковых импульсов, находящейся над уровнем Uс. кр, зависит от амплитуды высокочастотных вспышек.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.26. Эпюры напряжений в характерных точках

При наличии в контуре напряжения полезного сигнала, амплитуда и площадь высокочастотных вспышек будет изменяться во времени по закону изменения огибающей этого сигнала, аналогично будут меняться и площади упомянутых треугольных областей. Это означает, что в спектре стоковых импульсов содержатся гармоники огибающей принимаемого сигнала.

Выделить их можно с помощью фильтра нижних частот, роль которого в схеме играют элементы R1, С6, R3, С7. Конденсатор С5 предотвращает попадание постоянной составляющей стокового напряжения на базу транзистора VT2. На этом транзисторе собран усилитель низкой частоты, доводящий уровень выходного сигнала до 0,15—0,2 В.

К нагрузке усилителя (резистор R9) непосредственно подключен логический элемент DD1.3, выполняющий функции компаратора. Графики на рис. 5.27 поясняют работу этого устройства.

Напряжение в контрольной точке КтЗ (рис. 5.27, а) представляет собой сумму постоянного напряжения UКт3, принятого сигнала в виде отрицательных импульсов и напряжения шумов. Известно, что входное напряжение Uпор, при котором происходит переключение логического элемента, для микросхем 561-й серии составляет величину, примерно равную половине напряжения питания.

С помощью потенциометра R5 устанавливается такое исходное напряжение в КтЗ, при котором пороговый уровень пересекается только отрицательными сигнальными импульсами (рис. 5.27, а). На выходе приемника при этом формируются положительные импульсы стандартной амплитуды 5 В (рис. 5.27, б).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.27. Работа компаратора

Детали 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. Микросхема DD1 может быть либо K561ЛA7, либо К561ЛЕ5. Подстроечный резистор R5 марки СПЗ-38Б либо любой другой (при изменении рисунка печатной платы).

Настройка приемника. После проверки правильности монтажа подать на схему напряжение 5±0,2 В. Подключить осциллограф к контрольной точке Кт2 и подбором величины резистора R6 установить частоту наблюдаемых прямоугольных импульсов (рис. 5.26, а)

в пределах 40–44 кГц. Убедится, что форма импульсов в Кт1 соответствует рис. 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) и, с учетом разброса параметров транзисторов, их амплитуды может оказаться недостаточно для самовозбуждения каскада.

Полезно иметь в виду, что чувствительность приемника зависит от длительности интервала времени, в течение которого выполняются условия самовозбуждения (рис. 5.26, б). Чем меньше эта длительность, тем выше чувствительность, поэтому необходимо тщательно подобрать величину резистора R2, чтобы амплитуда импульсов на стоке транзистора превышала порог Uск. р на небольшую величину.

Заключительный этап настройки лучше проводить по сигналам передатчика, совместно с которым планируется использовать приемник. Включив передатчик, расположенный на расстоянии 3–4 м от приемника, необходимо, контролируя сигнал в КтЗ, уточнить положение сердечника катушки L1, добиваясь настройки в резонанс.

Затем необходимо уменьшить уровень выходного сигнала в КтЗ до величины, при которой он будет превышать уровень шумов в 4–5 раз (рис. 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. Чрезмерно большая величина зазора UКт3 — Uпор. приведет к снижению чувствительности приемника, так как сигнал небольшой амплитуды не будет вызывать срабатывания компаратора.

В заключение отметим, что при отсутствии входного сигнала (передатчик выключен) амплитуда шумов в Кт3 возрастает и на выходе приемника появляются хаотические импульсы. Если это недопустимо, то порог нужно устанавливать именно в таком положении, добиваясь пропадания ложных срабатываний. Величину его при этом приходится увеличивать, и чувствительность приемника падает до 4–5 мкВ.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.28.Печатная плата

5.2.7. Сверхрегенератор с внешней суперизацией на двухзатворном транзисторе

Принципиальная схема

Основное достоинство этой схемы заключается в разделении функций, выполняемых различными частями схемы, что существенно упрощает настройку приемника. При напряжении питания 9 В и отношении «сигнал/шум» на выходе равном четырем, чувствительность приемника составляет величину 0,8–1 мкВ.

Смотрите про коптеры:  6 Axis Gyro Quadcopter | Р/У квадрокоптеры | Gearbest

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 L1C4 из антенны через конденсатор С1 небольшой емкости. Положительная обратная связь реализована через элементы С2 и Др1, не требующие тщательного подбора.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.29. Принципиальная схема приемника на двухзатворном транзисторе

Последнее объясняется тем, что крутизна транзистора по первому затвору, от величины которой зависит наличие или отсутствие самовозбуждения в каскаде, управляется напряжением суперизации, продаваемым на второй затвор транзистора. Это напряжение вырабатывается автономным генератором прямоугольных импульсов, собранным на элементах DD1.1, DD1.

Резисторы R1, R2 обеспечивают требуемый режим транзистора по постоянному току, а конденсаторы С5 и С8 шунтируют их как на высокой частоте принимаемого сигнала, так и на сравнительно низкой частоте суперизации.

Она, совместно с резистором R3, образует интегрирующую цепочку, превращающую прямоугольные импульсы генератора суперизации в треугольные. Регулируя амплитуду этих импульсов потенциометром R3, можно изменять продолжительность промежутков времени, в течение которых крутизна транзистора превышает критическое значение.

Как говорилось выше, полезная информация заключается в постоянной составляющей коллекторного (в нашем случае стокового) тока, меняющейся по закону амплитудной модуляции принимаемого сигнала. Для ее выделения используется фильтр нижних частот, состоящий из резистора R4 и конденсатора С6.

Выделенный сигнал через конденсатор С9 поступает далее на У114, собранный на экономичном операционном усилителе DA1 по стандартной схеме включения. Манипулируя величиной R10, можно уменьшать ток потребления микросхемы. Необходимо иметь в виду, что коэффициент усиления при этом тоже будет уменьшаться.

Детали и конструкция

Конденсаторы С1—С8— керамические. С11 — либо пленочный, либо керамический с малым ТКЕ. С13 — 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.

Печатная плата выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита и никаких особенностей не имеет. Ее чертеж приведен на рис. 5.30.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.30. Печатная плата

Настройка

Для настройки желательно воспользоваться осциллографом. После проверки правильности монтажа и подключения питания, убедиться в наличии прямоугольных импульсов на выводе 4 микросхемы DD1. Подбором величины резистора R5 установить частоту следования этих импульсов равной 50–55 кГц.

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. Вращая движок потенциометра R3, добиться появления вспышек высокочастотного напряжения на экране (осциллограф должен быть с полосой пропускания не ниже 10 МГц). Если этого достичь не удается, причина заключается в сильной расстройке колебательного контура.

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. Сверхрегенератор с внешней суперизацией и УНЧ на цифровой микросхеме

Основные положения

В приводимой ниже схеме применен двухзатворный полевой транзистор BF964, имеющий коэффициент шума всего 1,2 дБ. Этот фактор совместно с режимом внешней суперизации и использованием цифровой микросхемы в качестве усилителя низкой частоты, позволил получить достаточно высокие характеристики (табл. 5.2 и табл. 5.3) приемника при относительной простоте его конструкции.

Устройство можно использовать как для приема речевой, так и импульсной информации (радиоуправление, охранные системы). В последнем случае к выходу приемника необходимо подключить какое-либо пороговое устройство (компаратор).

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Принципиальная схема

Принципиальная схема приемника изображена на рис. 5.31. Сверхрегенеративный детектор собран на малошумящем транзисторе VT1. Каскад представляет собой автогенератор с автотрансформаторной обратной связью. Частота генерации определяется параметрами колебательного контура L1C2, настроенного на 27,12 МГц.

Использование двухзатворного транзистора значительно упрощает реализацию режима внешней суперизации. Известно, что значение крутизны характеристики по первому затвору у таких транзисторов зависит от напряжения на втором затворе. Когда это напряжение равно нулю, крутизна меньше критической и генерация отсутствует.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.31. Принципиальная схема

На второй затвор через потенциометр R3 подается напряжение суперизации частотой 60–70 кГц от генератора, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2. Конденсатор С5 соединяет второй затвор с корпусом по переменному току и, кроме того, придает импульсам суперизации треугольную форму.

Регулировка амплитуды треугольных импульсов с помощью потенциометра R3 позволяет плавно изменять время, в течение которого крутизна превышает критическое значение, а значит и длительность высокочастотных вспышек в контуре L1C2. Тем самым можно изменять режим работы сверхрегенератора, устанавливая либо линейный, при котором достигается максимальная чувствительность, либо нелинейный, при котором наиболее эффективно реализуется АРУ.

Нагрузкой сверхрегенеративного детектора является низкочастотный фильтр R6C6. Полезный сигнал амплитудой порядка 1–3 мВ с этого фильтра через конденсатор С9 подается на УНЧ, в качестве которого использованы два оставшихся элемента микросхемы DD1. 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. Весьма существенна вторая функция этого резистора. Его величина определяет исходное значение постоянной составляющей тока через транзистор, а значит и уровень собственных шумов.

Конденсатор С3 выбран значительной величины, поскольку должен шунтировать резистор R1 как на несущей частоте, так и на частотах суперизации и огибающей принятого сигнала.

Детали и конструкция

Печатная плата приемника изображена на рис. 5.32 и никаких особенностей не имеет. С незначительным ухудшением характеристик приемника в качестве транзистора VT1 можно применить отечественные КП306, КП350, КП327, КП346А9, принимая меры по 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.

Поскольку нагрузочная способность микросхемы К561ЛЕ5 невелика, устройство, подключаемое к выходу приемника, должно иметь входное сопротивление не менее 30 кОм. В качестве усилителя низкой частоты вместо элементов DD1.3, DD1.4 можно использовать УНЧ любой конструкции с коэффициентом усиления не менее 1000.

При напряжениях питания более 5 В хорошие результаты дает, например экономичный ОУ К140УД1208. Суммарный ток потребления при напряжении питания 9 В не превышает в этом случае 1,5 мА. Мультивибратор вспомогательных колебаний может быть собран и на транзисторах по любой известной схеме. Важно лишь выдержать требуемую частоту.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 5.32. Печатная плата

Настройка

После проверки правильности монтажа приемника установить движок потенциометра R3 в левое по схеме положение. Включить питание (номинальным является 4 В) и убедиться, что постоянное напряжение на резисторе R1 лежит в пределах 0,6–0,7 В. В противном случае транзистор неисправен и требует замены. Подключить 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. Вернуть движок потенциометра R3 в исходное положение (колебания на выходе приемника при этом исчезнут). Плавным вращением движка восстановить эти колебания и найти такое его положение, при котором амплитуда напряжения на выходе приемника перестанет нарастать.

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.

2. Регуляторы хода

7.2.1. Первый вариант регулятора хода

Основные положения

Логика работы регуляторов хода любого типа одинакова и была рассмотрена по структурной схеме в разделе 1.2.2. Ниже будут рассматриваться только конкретные схемотехнические решения, рассчитанные на входные сигналы со стандартными параметрами, а именно:

♦ амплитуда канальных импульсов — 5 В;

♦ исходная длительность импульса — 1,5 мс;

♦ диапазон изменения длительности командного импульса — 1–2 мс.

Принципиальная схема

На рис. 7.6 приведен вариант схемы регулятора хода, реализованного в основном на транзисторах.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.6.Регулятор хода. Вариант № 1

Устройство предназначено для использования на моделях с низковольтным питанием (5–7 В). Выходные каскады рассчитаны на применение двигателя мощностью до 15–20 Вт.

Канальный импульс положительной полярности, информация о величине команды в котором содержится в длительности Δτ, подается на один из входов временного дискриминатора, собранного на элементах DD1.3, DD1.4, и на вход инвертора DD1.2. Отрицательный импульс с вывода 4 инвертора также подается на дискриминатор и на дифференцирующую цепь C5R4.

В исходном состоянии транзистор открыт за счет подачи на его базу положительного потенциала (примерно 0,6 В) через резистор R3 (рис. 7.7, в). На коллекторе, а значит и на входах инвертора DD1.1 низкий потенциал (логический 0), а на выходе — 1. Конденсатор С4 заряжен до напряжения Uc, определяемого положением движка потенциометра R1.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.7.Формирование опорного импульса

Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи (рис. 7.7, б), соответствующий переднему фронту канального импульса, запирает транзистор. Потенциал коллектора скачком возрастает до уровня питающего напряжения (рис. 7.7, г)

, инвертор DD1.1 опрокидывается, на его выходе устанавливается нулевой потенциал, и левая обкладка конденсатора С4 через диод VD1 оказывается подключенной к корпусу. Отрицательное напряжение с правой обкладки прикладывается к базе транзистора, удерживая его в запертом состоянии (рис. 7.7, в).

Конденсатор С4 начинает перезаряжаться по экспоненциальному закону по цепи: плюс источника питания — подстроечный резистор R3 — конденсатор С4. Когда напряжение на нем достигнет напряжения отпирания транзистора (примерно 0,6 В), произойдет обратное опрокидывание схемы, и на коллекторе транзистора будет сформирован положительный импульс, длительность которого τ0 определяется как исходным напряжением на конденсаторе С4, так и постоянной времени заряда цепи С4-R3.

Читателю будет легко самостоятельно убедиться, что импульс разностной длительности Δτ появится на выводе 10 дискриминатора — если длительность пришедшего канального импульса τк меньше длительности ждущего мультивибратора τ0, и на выводе 11 — в противном случае. Полярность разностных импульсов в обоих случаях положительна.

На транзисторах VT2, VT3 собраны удлинители импульсов с коэффициентом удлинения 40. Необходимость удлинения импульсов пояснялась в разделе 1.2.2. Механизм удлинения рассмотрим на примере верхнего канала. Короткий разностный импульс с вывода 10 через резистор R8 заряжает конденсатор С7 до некоторого напряжения Uc, пропорционального длительности разностного импульса, а в конечном счете — величине передаваемой команды.

По окончании разностного импульса напряжение с конденсатора прикладывается к базе транзистора VT2 отрицательной полярностью, так как левая обкладка конденсатора через резистор R8 и вывод 10 DD1.3 соединяется с корпусом. Конденсатор начинает перезаряжаться, формируя на коллекторе положительный импульс, длительность которого определяется неизменной величиной — постоянной времени C7R10 и напряжением Uc.

Силовая часть схемы, обеспечивающая питание двигателя, полностью аналогична изображенной на рис. 7.3.

Детали и конструкция

Печатная плата изготавливается из одностороннего стеклотекстолита в соответствие с рис. 7.8.

Перед распайкой деталей необходимо установить две перемычки: под микросхемой DD1 и у транзистора VT9. Конденсаторы С4, С7 и С9 должны быть обязательно пленочные, например К73-17. Потенциометр R1 —типа СПЗ-386.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.8.Печатная плата

Настройка

Настройка регулятора хода производится в следующей последовательности. Движок потенциометра R1 устанавливается в среднее положение, двигатель временно отключается. После подачи напряжения питания проверить наличие 3 В на выходе стабилизатора.

Подключить осциллограф к выводу 3 DD1 и подать на вход схемы импульсы длительностью 1,5 мс с периодом повторения 20 мс и амплитудой 3–5 В. Вращением оси R1 установить длительность импульсов на экране осциллографа равной 1,5 мс. Подключая осциллограф поочередно к коллекторам VT2, VT3, убедиться, что длительность положительных импульсов изменяется от нуля до 20 мс при отклонении ручки управления от нейтрального до крайнего положения. В противном случае подобрать величину конденсаторов С7, С9.

Иногда может понадобиться увеличение стабилизированного напряжения с трех до пяти вольт. Подключить двигатель и убедиться в плавности регулировки оборотов при отклонении ручки управления. При напряжении питания 6 В в крайнем положении ручки управления напряжение на двигателе должно быть не менее 5,2 В при «висячих» колесах модели.

7.2.2. Второй вариант регулятора хода

Принципиальная схема

Устройство рассчитано на работу с двигателями постоянного тока мощностью до 50 Вт при напряжении питания выходного каскада 7—27 В. Суммарное падение напряжения на выходных транзисторах при полной нагрузке не превышает 1,3–1,5 В.

Принципиальная схема этого варианта приведена на рис. 7.9.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.9.Регулятор хода. Вариант № 2

Канальный импульс положительной полярности поступает на инвертор DD1.2. К его выходу подключена дифференцирующая цепь R5C4, обеспечивающая формирование короткого отрицательного импульса, соответствующего переднему фронту канального.

Этим импульсом запускается ждущий мультивибратор, собранный на базе таймера DA1. Длительность получаемых на выводе 3 положительных импульсов определяется постоянной времени цепи R1R2C1 и устанавливается равной 1,5 мс. Временной дискриминатор аналогичен рассмотренному выше с одним отличием: разностные импульсы на его выходах имеют отрицательную полярность.

Разностные сигналы с вывода 10 или 11 DD1 поступают на удлинители импульсов, включающие интегрирующие цепочки с различными постоянными времени заряда и разряда. Рассмотрим принцип действия остальной части схемы для случая появления разностного импульса на выводе 10 микросхемы.

В исходном состоянии конденсатор С7 заряжен до напряжения, равного половине напряжения питания (Uс = 2,5 В). Этот потенциал приложен к прямому входу компаратора DA3.1. На инверсном входе (вывод 4 компаратора) с помощью потенциометра R14 установлено несколько меньшее опорное напряжение Uоп. В результате на выходе компаратора (вывод 2) потенциал примерно равен напряжению питания выходных каскадов.

Такая же величина и на базе транзистора VT1. Транзистор заперт. Высокое напряжение с вывода 2 приложено и к инверсному входу компаратора DA3.4 (вывод 8). Поскольку опорное напряжение на прямом входе (вывод 9) значительно меньше, на выходе компаратора устанавливается низкий потенциал, практически равный нулю.

Транзистор VT4 в результате заперт. Легко убедится, что заперты и транзисторы VT2 и VT3. Разностный импульс с вывода 10 быстро разряжает конденсатор С7 через резистор R7 на величину, пропорциональную значению команды управления. Восстановление напряжения производится через резистор R9 по гораздо более пологой экспоненте.

До тех пор, пока напряжение на конденсаторе ниже опорного, на выходе компаратора DA3.1 присутствует отрицательный импульс, отпирающий транзистор VT1. На выходе компаратора DA3.4 импульс будет наоборот положительным, что в свою очередь приведет к отпиранию транзистора VT4. Двигатель начнет вращаться.

Потенциометром R14 выбирается порог, при котором коэффициент удлинения разностных импульсов равен сорока. В этом случае, при изменении разностного импульса в пределах 0–0,5 мс, постоянная составляющая напряжения на двигателе будет меняться от нуля до напряжения питания, пропорционально меняя скорость вращения двигателя.

Конденсаторы С9 и С11 предназначены для гашения помех, возникающих в коллекторном узле двигателя. Стабилизатор напряжения DA2 на 5 В исключает уход параметров импульсов ждущего мультивибратора и компараторов при снижении напряжения питающей батареи.

Детали и конструкция

Печатная плата регулятора хода изображена на рис. 7.10. Она выполнена из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Электролитические конденсаторы С5 и С10 рассчитаны на рабочее напряжение 6,3 и 25 В соответственно, устанавливаются на плату горизонтально.

Выходные транзисторы — вертикально. Их выводы формуются таким образом, чтобы транзисторы расположились в шахматном порядке, не касаясь друг друга коллекторными пластинами. Радиаторы на транзисторы устанавливаются, если рабочий ток двигателя превышает 1,5 А.

Времязадающие конденсаторы С1, С6, С7 должны быть пленочного типа (например К73-17), остальные— керамические. Микросхему таймера КР1006ВИ1 можно заменить импортными аналогами LM555, NE555. Счетверенный компаратор КР1401СА1— на импортную микросхему LM339N.

Выходные транзисторы можно менять на любые мощные, соответствующих проводимостей, но потери мощности на них в этом случае увеличатся, что крайне нежелательно при батарейном питании модели. Диоды — любые маломощные кремниевые. Подстроечные потенциометры — типа СПЗ-38 или РП-1.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.10. Печатная плата регулятора хода

Настройка

Настройка регулятора хода сводится к установке опорной длительности импульсов ждущего мультивибратора и установке порога срабатывания компараторов, обеспечивающего коэффициент удлинения равный 40.

Временно отключают двигатель. На вход устройства подают канальные импульсы от формирователя команд собственного передатчика или прямоугольные импульсы с выхода генератора сигналов. Импульсы должны быть положительной полярности и иметь амплитуду 4–5 В. Их длительность устанавливается равной 2 мс, а период следования — 20 мс.

Контролируя на выводе 3 микросхемы DA1 наличие положительного импульса, установить его длительность равной 1,5 мс с помощью потенциометра R2. Длительность отрицательного разностного импульса на выходе временного дискриминатора (выводе 10 DD1.3) должна быть равна 0,5 мс.

Переключить осциллограф на выход компаратора (вывод 2 DA3) и потенциометром R14 установить длительность отрицательного импульса равной 19–19,5 мс.

Подключить двигатель и убедится, что его скорость вращения плавно меняется при изменении длительности входного импульса в пределах 1–2 мс от максимальной до нуля, а после смены направления движения — опять до максимальной.

Для лучшего подавления помех от искрящего коллектора полезно соединить выводы двигателя с его корпусом через конденсаторы емкостью 0,1 мкФ, расположив их непосредственно на двигателе. В цепи питания двигателя желательно также включить дроссели на 20–50 мкГн.

При отсутствии таймера КР1006ВИ1 ждущий мультивибратор можно собрать по схеме, приведенной на рис. 7.11. Печатную плату при этом придется, естественно, переделать. Микросхема DD2 соответствует микросхеме DD1 на рис. 7.9. Требуемая длительность опорного импульса устанавливается потенциометром R2. Диод VD1 может быть типа КД521, КД522.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.11.Вариант ждущего мультивибратора

7.2.3. Третий вариант регулятора хода

Принципиальная схема

Компактная схема регулятора хода приведена на рис. 7.12. Здесь ждущий мультивибратор и временной дискриминатор выполнены всего на одной микросхеме DD1. Удлинители импульсов реализованы на компараторах DA1.1 и DA1.2. Элементы DA1.3 и DA1.4 выполняют функции инверторов. Использование полевых транзисторов в мостовой схеме управления двигателем существенно повышает КПД выходного каскада.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.12. Регулятор хода. Вариант № 3

В качестве транзисторов VT1—VT4 можно подобрать большое количество комплементарных пар, ориентируясь на имеющееся напряжение питания и мощность исполнительного двигателя. Печатная плата (рис. 7.13) разведена под использование в выходном каскаде двух транзисторных сборок типа IRF7105, упоминавшихся выше.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.13.Печатная плата

Транзисторные сборки обозначены на плате как DA3 и DA4 и монтируются со стороны печатных проводников, так как они выполнены в корпусах, предусматривающих поверхностный монтаж. Конденсаторы С2, С4 и С5 должны быть пленочными (К73-17). Подстроечный резистор R10 — типа СПЗ-19 или аналогичный по размерам импортный прямоугольной формы. Стабилизатор DA2 — малогабаритный 1170ЕН5 или его импортный аналог.

Настройка

В процессе настройки после проверки правильности монтажа подают питание на плату и убеждаются в наличии 5 В на выходе стабилизатора напряжения DA2. Двигатель при этом должен быть отключен. Затем на вход регулятора следует подать прямоугольные импульсы амплитудой 4–5 В, длительностью 2 мс и с периодом повторения 20 мс.

Подключив осциллограф к выводу 3 DD1, установить длительность наблюдаемого положительного импульса равной 1,5 мс. Установка производится подбором величины резистора R1, для чего на его место можно временно подключить последовательно соединенные резистор номиналом 33 кОм и потенциометр— 100 кОм. Далее на выводе 11 контролируется наличие разностного положительного импульса длительностью 0,5 мс.

Переключив осциллограф на вывод 2 DA1, настраивают порог срабатывания компаратора удлинителя импульсов. Движок потенциометра R10 устанавливается в верхнее (по схеме) положение и затем медленно вращается до появления на экране осциллографа отрицательных импульсов.

Настройку можно считать законченной, когда длительность отрицательных импульсов станет примерно равной 19 мс, т. е. они практически сольются. Присоединив двигатель, необходимо убедиться, что направление его вращения соответствует направлению отклонения ручки управления. В противном случае выводы двигателя необходимо поменять местами.

При отсутствии полевых транзисторов, силовую часть и удлинители импульсов можно выполнить на биполярных транзисторах, по схеме, приведенной на рис. 7.6. Стыковка производится по выводам 10 и 11 микросхемы DD1. Плата при этом разводится заново.

7.2.4. Четвертый вариант регулятора хода

Принципиальная схема

В разделе 7.1 уже упоминались специализированные микросхемы (драйверы) для управления двигателями постоянного тока. Их с успехом можно применять и в регуляторах хода. На рис. 7.14 приведен вариант такой схемы. Ждущий мультивибратор и временной дискриминатор здесь ничем не отличаются от использованных в варианте 2 (рис. 7.9). Удлинитель импульсов реализован на сдвоенном операционном усилителе DA2.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.14. Регулятор хода. Вариант № 4

Двигателем управляет драйвер ВА6209, что позволяет использовать двигатели с током потребления до 1,6 А и питающим напряжением 12 В. Контактные площадки Х4, Х5 служат для подключения двигателя, Х2, Х3 — для подключения питания, а X1 — для подачи канального импульса с выхода приемника.

Детали и конструкция

Конденсаторы С1, С5, С7 регулятора хода должны быть пленочными (К73-17). Микросхему DA2 можно заменить на К157УД2, DA4 — на ВА6219 (8—18 В; 2,2 А), ВА6222 (5—15 В; 2,2 А), ВА6229 (8—23 В; 1,2 А), ТА7291Р (18 В; 1,2 А) без изменения рисунка печатной платы.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.15.Печатная плата

Настройка

Настройка ждущего мультивибратора аналогична рассмотренной в разделе 7.2.2, а удлинителя импульсов аналогична предыдущему варианту. Необходимо учитывать, что падение напряжения на внутренних транзисторах микросхем при работающем двигателе может достигать 1,5–2 В. При желании, ждущий мультивибратор можно реализовать по схеме, приведенной на рис. 7.11.

7.2.5. Пятый вариант регулятора хода

Принципиальная схема

Удлинитель импульсов в предыдущей схеме можно выполнить на транзисторах. Поскольку он требует подачи на вход положительных разностных импульсов, необходимо изменить и схему временного дискриминатора. Такой вариант регулятора хода приведен на рис. 7.16.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.16. Регулятор хода. Вариант № 5

Детали и конструкция

Поскольку схема состоит из фрагментов, входивших составными частями в предыдущие регуляторы хода, порядок настройки и выбор деталей можно позаимствовать в соответствующих вариантах. Печатная плата изображена на рис. 7.17. Перед установкой микросхемы DD1 необходимо впаять перемычку П1.

При отсутствии таймера КР1006ВИ1 ждущий мультивибратор и временной дискриминатор можно выполнить по схеме, изображенной на рис. 7.6.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.17.Печатная плата

7.2.6. Шестой вариант регулятора хода

Принципиальная схема

Регулятор хода можно существенно упростить, используя схему, приведенную на рис. 7.18.

Ждущий мультивибратор и схема формирования разностных импульсов выполнены на элементах DD1.1—DD1.4. Далее следуют удлинители импульсов на транзисторах VT1, VT2 и специализированная микросхема управления двигателями DA2.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.18. Регулятор хода. Вариант № 6

Детали и конструкция

Печатная плата регулятора хода приведена на рис. 7.19. Между выводами 10 и 11 микросхемы DD1 и корпусом при необходимости можно включить конденсаторы емкостью 0,01 мкФ, место на плате для них предусмотрены.

Необходимость в этих конденсаторах может возникнуть при использовании мощного (сильно искрящего) двигателя. Для этой же цели предусмотрена установка конденсаторов емкостью по 0,1 мкФ между выводами 2 и 10 DA2 и корпусом. Микросхема ТА7291Р рассчитана на подключение двигателей с максимальным током, не превышающим 1,2 А.

Конденсаторы C1, С3 и С4 являются времязадающими и должны быть обязательно пленочными (например К73-17). Длительность импульсов ждущего мультивибратора, равная 1,5 мс, определяется величиной резистора R1 и устанавливается его подбором.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.19.Печатная плата

7.2.7. Седьмой вариант регулятора хода

Принципиальная схема

Лучшую пропорциональность между входными и выходными импульсами обеспечивает цифровой удлинитель. Вариант регулятора хода с таким удлинителем приведен на рис. 7.20. Ждущий мультивибратор, временной дискриминатор и удлинитель импульсов существенно отличаются от примененных в предыдущих вариантах, поэтому рассмотрим их принцип действия подробнее.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.20.Регулятор хода с цифровым удлинителем

В исходном состоянии на прямом выходе триггера DD1.1 (вывод 1) — уровень логического нуля. Достигается это заземлением асинхронного входа «S1» (вывод 7). Конденсатор С1 разряжен через открытый диод VD1 практически до нуля. На синхронный вход «J1» (вывод 6) подан высокий потенциал, что в соответствии с логикой работы триггера вызывает его опрокидывание по переднему фронту положительного канального импульса τк.

На выходе триггера устанавливается высокий логический уровень, диод VD1 запирается, начинается заряд конденсатора С1 через большое сопротивление резисторов R1 и R2. Напряжение на асинхронном входе «R1» (вывод 4) нарастает. При достижении этим напряжением уровня логической единицы происходит обратное опрокидывание триггера.

Конденсатор быстро разряжается через открывающийся диод VD1. Таким образом, на выходе формируется положительный импульс, длительность которого τоп можно регулировать потенциометром R2. Временной различитель реализован на микросхеме DD2.

Легко убедиться, что если τк > τоп, то разностный импульс Δτ положительной полярности образуется на выводе 10 этой микросхемы, а в противном случае — на выводе 4. Эти выходы подключены к асинхронным входам второго триггера микросхемы DD1.

В первом случае высокий потенциал появится на выводе 15 триггера, диод VD2 запрется и разблокирует базовую цепь транзистора VT4. При наличии положительных импульсов на выводе 7 микросхемы DD4 (их происхождение выясним позже) транзистор будет открываться сам и отпирать выходные ключи VT2, VT6, обеспечивая вращение двигателя.

Во втором случае полностью аналогично будет обеспечено вращение двигателя в противоположную сторону. Полезно обратить внимание на то, что теперь управляющие импульсы поступают в обоих случаях с одного и того же выхода удлинителя импульсов (выводе 7 DD4).

Теперь собственно об удлинителе. Разностные импульсы, при любом соотношении τк и появляются на одном и том же выходе временного различителя (вывод 11 DD3.4). Они имеют отрицательную полярность. Инвертированные вторым элементом микросхемы DD3, эти импульсы (пропорциональные величине переданной команды), поступая на вывод 6 DD3.3, разрешают работу тактового генератора, собранного на этом элементе.

Период тактовых импульсов (Т1) с помощью потенциометра R8 выбирается таким образом, чтобы при максимальной величине команды (Δτ = 0,5 мс) на выходе генератора успели сформироваться ровно 15 импульсов (рис. 7.21, а, б). Их полярность отрицательная, поэтому они инвертируются элементом DD3.4, что необходимо для нормальной работы реверсивного счетчика DD4.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.21.Графики, поясняющие работу цифрового удлинителя

Через развязывающий диод VD5 положительные импульсы поступают на счетный вход микросхемы (вывод 15). В течение времени Δτ на переключающем входе микросхемы (вывод 10) присутствует высокий потенциал с вывода 3 DD3.2, что обеспечивает счет на увеличение. Счет ведется по переднему фронту тактовых импульсов.

В первый же момент, в соответствии с логикой работы счетчика, на выходе переноса (вывод 7) появляется высокий уровень, сохраняющийся там все время, пока содержимое счетчика не равно нулю (рис. 7.21, в). Именно этот импульс и управляет выходными транзисторами. Покажем, что его длительность пропорциональна длительности разностного импульса Δτ.

Выходной импульс, помимо прочего, подается на вывод 12 второго тактового генератора, собранного на элементе DD3.1, разрешая его работу. Период следования этих импульсов (Т2) устанавливается потенциометром R5 в соответствии с равенством Т2 = 40∙T1 (рис. 7.

К моменту прихода первого из них высокий потенциал на переключающем входе (вывод 10) уже отсутствует, и счетчик работает на вычитание. Процесс продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика не обратиться в нуль. В этот момент заканчивается положительный импульс на выводе 7 счетчика, и работа второго тактового генератора прекращается.

Из графиков видно, что длительность выходного импульса будет составлять величину, в сорок раз большую длительности Δτ. Хотя длительность будет изменяться дискретно, шаг дискретизации настолько мал, что на плавности регулировки скорости вращения двигателя практически не сказывается.

При изменении Δτ в пределах 0–0,5 мс, количество импульсов, генерируемых обоими тактовыми генераторами, будет пропорционально изменяться в пределах 0—15 с сохранением коэффициента удлинения выходного импульса (в нашем случае — 40).

Схема выходного ключевого усилителя никаких особенностей не имеет.

Детали и конструкция

Печатная плата изображена на рис. 7.22 и никаких комментариев не требует. Перед монтажом деталей необходимо впаять перемычки П1—П6. Конденсаторы С10 и СИ устанавливаются непосредственно на двигателе. Требования к деталям такие же, как и в предыдущем варианте. Напомним, что времязадающие конденсаторы C1, С4 и С7 должны быть пленочными.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.22.Печатная плата

Настройка

Ждущий мультивибратор настраивается по вышеописанной методике на опорную длительность τоп = 1,5 мс. Далее, обеспечив разность Δτ = 0,5 мс, потенциометром R8 необходимо добиться, чтобы на выводе 10 DD3.

4 вырабатывалось 15 импульсов. Аналогичное количество импульсов, но гораздо большей длительности, устанавливается на выводе 11 DD3.1 с помощью потенциометра R5. При исправных деталях и правильном монтаже остальная часть схемы в проверке не нуждается. Настройки производятся при отключенном двигателе.

7.2.8. Восьмой вариант регулятора хода

Принципиальная схема

Мостовые схемы управления двигателями имеют несомненные достоинства, однако при любом направлении вращения двигателя, последовательно с ним, включаются коллекторные переходы двух транзисторов, на которых создается падение напряжения порядка 0,5–2,5 В, что снижает КПД устройства.

Для экономии энергии бортовых источников питания можно с успехом применять регуляторы хода с релейным реверсом. В этом случае используется один ключевой транзистор, и потери можно существенно уменьшить. Так, у транзистора КТ863А сопротивление насыщенного коллекторного перехода составляет всего лишь 0,06 Ом.

Даже при токе нагрузки в 2 А на нем будет падать всего 0,12 В и рассеиваться мощность не более 240 мВт. Наилучший же выбор — современные полевые транзисторы с изолированным затвором. На рис. 7.23 приведена схема регулятора хода с релейным реверсом и аналоговым удлинителем импульсов.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.23.Принципиальная схема регулятора хода с релейным реверсом

Ждущий мультивибратор реализован на первом триггере DD1. Длительность опорных импульсов определяется постоянной времени R2C2. Временной дискриминатор DD2 обеспечивает формирование разностных импульсов отрицательной полярности на выводе 4 DD2.

Если длительность канального импульса превышает длительность опорного (движение модели вперед), то разностные положительные импульсы формируются на выводе 10 DD2, а на выводе 11 присутствует нулевой потенциал. RS-триггер DD1.

2 устанавливается в единичное состояние, на его инверсном выходе (вывод 14) — нулевое напряжение, и транзисторный ключ VT1 закрыт. Реле К1 обесточено, и его нормальнозамкнутые контакты коммутируют обмотку двигателя для вращения вперед. Если есть импульсы с выхода удлинителя, двигатель вращается.

При обратной ситуации с длительностями импульсов, что соответствует движению назад, положительные разностные импульсы появятся на выводе 11 DD2, и RS-триггер установится в нулевое состояние. Единичный уровень с инверсного выхода откроет транзистор VT1, реле сработает, переключив выводы двигателя на вращение в обратную сторону.

Поскольку модель движется в обратном направлении значительно меньшее время, чем вперед, расход энергии на удержание реле в сработанном состоянии при данной логике работы минимизируется. Для еще большей экономии релейный каскад можно сделать по схеме, изображенной на рис. 7.1, б.

Напряжение питания Uп можно выбирать в пределах 7—27 В, в зависимости от используемого двигателя. Под выбранное напряжение и ток нагрузки необходимо подбирать и реле К1. Если верхний вывод этого реле переключить на левый вывод стабилизатора напряжения DA2, то можно установить реле с напряжением срабатывания 3–5 В при любых значениях Uп.

Они достаточно малогабаритны, и их надежность измеряется сотнями тысяч срабатываний. При унифицированном исполнении их выпускают на напряжение срабатывания 3, 5, 6, 9, 12, 24, 48 В. Основные характеристики таких реле приведены в приложении 1.

Вместо транзисторов VT2, VT3 можно установить один составной типа КТ829 при токе через двигатель не более 8 А, однако у него сопротивление насыщения практически в десять раз больше, чем у рекомендованного в схеме.

Детали и конструкция

Печатная плата изображена на рис. 7.24.

Для реле на плате зарезервировано только место, поскольку конкретный тип его будет зависеть от выбора напряжения питания и ходового двигателя.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.24.Печатная плата

Настройка

Настройка сводится к установке длительности опорных импульсов и требуемого коэффициента удлинения. После проверки правильности монтажа к плате подключается питание, и контролируются наличие и величина стабилизированного напряжения на выходе DA2.

На место резистора R2 временно впаивается с помощью коротких проводников последовательно соединенные резистор номиналом 33 кОм и любого типа потенциометр — 100–150 кОм. На вход схемы необходимо подать прямоугольные импульсы амплитудой 4–5 В и длительностью 2 мс, следующие с периодом повторения 20 мс.

По экрану осциллографа, подключенного к выводу 1 DD1, потенциометром устанавливается длительность положительных импульсов, равная 1,5 мс. Отключив временную цепочку от схемы, измеряют ее сопротивление, и на плату устанавливается ближайший по номиналу постоянный резистор.

Отрицательный разностный импульс на выводе 4 DD2 в этом случае будет иметь длительность 0,5 мс. Переключив осциллограф на вывод 7 компаратора DA1, потенциометром R8 устанавливают длительность наблюдаемых положительных импульсов равной 18–19 мс.

Если при переходе ручки управления через нейтральное положение наблюдается задержка в смене направления вращения двигателя, необходимо подобрать емкость конденсатора С5 в сторону уменьшения.

7.2.9. Девятый вариант регулятора хода

Принципиальная схема

На рис. 7.25 изображена схема регулятора хода с релейным реверсом и цифровым удлинителем разностных импульсов. Силовая часть полностью аналогична предыдущему варианту, удлинитель импульсов такой же, как в варианте 7, только на его входе отсутствует инвертор, поскольку разностные импульсы на выводе 3 DD2 уже положительной полярности.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.25. Регулятор хода. Вариант № 9

Детали и конструкция

Ждущий мультивибратор и временной дискриминатор реализованы на микросхеме DD1 и элементах DD2.1 и DD2.2. RS-триггер, управляющий электромеханическим реле, собран на элементах DD2.3 и DD2.4. Печатная плата изображена на рис. 7.26. На плате устанавливаются две перемычки — П1 и П2.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.26.Печатная плата

Настройка

Настройка традиционная. Длительность опорного импульса устанавливается равной 1,5 мс с помощью временно подпаянной цепочки R4, R5. Затем на плату впаивается эквивалентный постоянный резистор (R4 на рис. 7.26). Частота работы генераторов DD3.1 и DD3.2 устанавливается по технологии, описанной в разделе 7.2.7, после чего на плату впаиваются постоянные резисторы R7 R9, подобранные только что упомянутым способом.

При напряжении питания 15–24 В можно рекомендовать реле типа РЭС9 с паспортом РС4.524.200П2.

7.2.10. Десятый вариант регулятора хода

Принципиальная схема

Компактный регулятор хода можно собрать по схеме, представленной на рис. 7.27. Подробное описание находится в [18].

Элементы DD1.1 и DD2.1 здесь образуют ждущий мультивибратор и временной различитель, a DD1.2 — устройство определения направления вращения двигателя. При условии, что длительность канального импульса больше опорного, высокий потенциал формируется на вывод 13 DD1, в противном случае — на вывод 12.

Разностные импульсы с вывода 3 DD2 поступают на удлинитель, реализованный на элементах VD1, R4, R5, R6, R7 и DD2.2. Через буферные элементы DD2.3, DD2.4 удлиненные импульсы управляют электронным ключом VT2. Длительность опорных импульсов устанавливается потенциометром R1, а коэффициент удлинения — потенциометром R7.Технология настройки неоднократно излагалась выше.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.27. Регулятор хода. Вариант № 10

Детали и конструкция

Печатная плата этого варианта приведена на рис. 7.28. Диод VD2 на плате отсутствует, поскольку для маломощных реле можно обойтись и без демпфирования.

Система радиоуправления моделями Радиопроп

Рис. 7.28.Печатная плата

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector