Структура импульсной последовательности в каналах с синхронизацией паузой
Для передачи плавно изменяемых команд можно применить изменение частоты тональной посылки в определенных пределах в обе стороны от среднего значения, соответствующего нулевому значению команды. На среднюю частоту настраивают низкочастотный дискриминатор приемника. Выходное напряжение меняется от отрицательных до положительных значений пропорционально изменению частоты и отклонению рычага командодатчика. Усилитель постоянного тока усиливает эти перепады до значений, необходимых для работы электродвигателя рулевой машинки. Для того чтобы ее рычаг остановился в положении, пропорциональном постоянному напряжению на его входе, с выходной осью рулевой машинки связывают переменный резистор, включенный потенциометром. С него снимают напряжение, нейтрализующее действие входного напряжения при достижении рычагом требуемого положения, в результате чего он остановится. Отклонение рычага рулевой машинки будет тем точнее, чем больше коэффициент усиления усилителя рулевой машинки. Упомянутый метод применяют редко, так как приемная аппаратура при этом получается более тяжелой, имеет больший объем, регулировка ее сложнее, чем при других методах построения многоканальных линий с пропорциональным управлением.
Рис. 7. Структура импульсной последовательности в каналах с синхронизацией маркерным импульсом
В настоящее время в многоканальных радиолиниях пропорционального управления широко применяют метод импульсной передачи команд при временном разделении каналов. При этом в шифраторах и дешифраторах широко используют мультивибраторы, одновибраторы, дифференцирующие и интегрирующие цепи и т. п. В этих системах отклонение рычага рулевой машинки пропорционально длительности передаваемого импульса.
В импульсных системах каждому каналу отводится отрезок времени, а все эти отрезки периодически повторяются (рис. 5). Такое распределение каналов именуется многоканальной системой с временным уплотнением. При передаче команд в этой системе необходимо сохранять последовательность каналов, для чего синхронизируют их передачу.
Существует много способов синхронизации, но в аппаратуре для радиоуправления моделями используют лишь те, которые имеют наиболее простые схемно-конструктивные решения.
Зарубежная фирма «Симпроп эЛектроник» в аппаратуре «Супер Альфа 2007/5» для синхронизации использует паузу, расположенную между концом импульса последнего и началом импульса первого каналов (рис. 6). В дешифраторе приемника этой аппаратуры имеется узел, который при прохождении паузы с длительностью больше максимальной длительности одного канала установит счетчик каналов в исходное (нулевое) состояние, подготовив его для счета новой серии импульсов.
В аппаратуре «Вариопроп», выпускаемой фирмой «Граупнер Грундиг», использован другой способ синхронизации: в качестве маркера серии применяют импульс большой длительности (рис. 7). В этой системе синхронизирующие узлы помехоустойчивы. Они практически не реагируют на импульсную помеху, так как у нее в большинстве случаев длительность мала, а у синхронизирующего, (маркерного) импульса длительность значительно больше.
Рис. 8. Структура импульсной последовательности в каналах с синхронизацией маркерным пакетом импульсов
В аппаратуре ТХ/РХ-14 (этой же фирмы) серия импульсов синхронизируется тремя импульсами малой длительности, образующими своеобразный пакет импульсов (рис. 8). В дешифраторе приемника имеется счетчик, который подсчитывает импульсы и только после этого включит счетчик каналов. Такой способ синхронизации надежно защищает дешифратор от помех, так как очень мала вероятность того, что помеха будет иметь вид такого пакета импульсов малой длительности.
Рис. 9. Диаграммы передаваемого сигнала в системе «Двсороп»:
а — в шифраторе при передаче плавноиз-меняемой команды; б — в эфире только плавноизменяемая команда; в — в шифраторе при одновременной передаче плавно-изменяемой и дискретной команды; г — в эфире плавноизменяемая и дискретная команды одновременно
В импульсных многоканальных командных радиолиниях возможны следующие виды модуляции для передачи команд: амплитудно-импульсная (АИМ); широтно-импульсная (ШИМ); фазоимпульсная (ФИМ); кодоимпульсная (КИМ).
Из перечисленных видов модуляции наибольшее распространение в аппаратуре радиоуправления моделями для передачи пропорциональных команд управления получила ШИМ. Значение плавно изменяемой команды передается путем изменения длительности импульсов при постоянной их амплитуде. Модуляция может быть односторонней или двусторонней. В первом случае длительность изменяют перемещением фронта или спада импульса по времени, а во втором — одновременно смещают и фронт и спад.
Остальные виды модуляции в аппаратуре радиоуправления моделями практически не применяют, поскольку АИМ не обладает помехоустойчивостью, а ФИМ и КИМ хотя и имеют высокую помехоустойчивость, но сложны в реализации. Следует отметить, что при временном разделении каналов можно добиться полного исключения взаимовлияния каналов.
Существуют смешанные (частотно-временные) варианты построения радиолиний с пропорциональным управлением. Такие варианты могут быть реализованы для небольшого числа каналов (не более четырех). Эти же комбинированные методы находят применение при построении систем с дискретно-пропорциональным управлением («Диспроп»), в которых по одному или двум каналам передают плавно изменяемые команды пропорционального управления и одновременно по этим же или дополнительным каналам передают дискретные (разовые) команды, выделяемые в дешифраторе модели раздельно для управления различными исполнительными механизмами.
На рис. 9 показаны диаграммы, поясняющие метод передачи команд в аппаратуре «Диспроп», разработанной моделистом В. Дьячихиным. Эта аппаратура имеет один канал пропорционального управления и несколько (4 — 6) каналов для передачи дискретных команд. Для формирования и передачи плавно изменяемой команды используется ШИМ одного импульса, который передается с постоянной частотой повторения. Соотношение длительностей импульса и паузы определяет значение и знак плавно изменяемой команды (например, «вправо» или-«влево»).
Дискретные команды передают путем модуляции звуковой частотой высокочастотных колебаний во время передачи импульсов плавно изменяемых команд. Каждому дискретному каналу соответствует свое фиксированное значение звуковой частоты (свой тон).
Глубокая модуляция (метод ключевания) несущей высокой частоты низкочастотной поднесущей определяет эффект дробления общего высокочастотного импульса на более короткие импульсы, следующие с звуковой частотой. Период Т должен быть таким, чтобы за время самого короткого импульса плавно изменяемой команды уместилось не менее десяти периодов поднесущей звуковой частоты дискретной команды.
О том, как схемно и конструктивно решаются задачи в аппаратуре радиоуправления моделями при тех или иных принципах построения современной командной радиолинии и методе передачи команд, рассказано в последующих главах.
Какими соображениями нужно руководствоваться при выборе готовой аппаратуры или при самостоятельном ее изготовлении? Какими должны быть режим работы и мощность излучения передатчика? Каким техническим требованиям должны удовлетворять передающая и приемная части аппаратуры?
Эти и другие вопросы встают перед моделистами, работающими над радиоэлектронной оснасткой управляемой модели.
Прежде всего перед самостоятельной постройкой или приобретением аппаратуры заводского изготовления следует получить в Государственной Инспекции Электросвязи разрешение на право пользования передатчиком для управления моделями. На любительском передатчике индивидуального и коллективного пользования для радиоуправляемых моделей разрешается работать с мощностью излучения не более 1 Вт, типом излучения А-2 (амплитудномодулированные колебания) с шириной полосы излучаемых частот не более 25 кГц для передачи команд телеуправления в диапазонах 28 — 28,2 и 144 — 146 МГц и на частоте 27,12 МГц±0,6%.
Использование таких передатчиков для проведения радиосвязи категорически запрещается!
Следует заметить, что применение для целей радиоуправления передатчиков с мощностью излучения менее 10 мВт, приобретаемых в торговой сети, не требует разрешения, о котором шла речь выше.К числу таких передатчиков, например, относится передатчик командного радиокомплекса «Импульс». Изме-
вение схемного решения этих передатчиков я увеличение их мощности категорически запрещено.
Необходимую стабильность несущей частоты передатчика обеспечивают кварцевой стабилизацией задающего генератора. В ряде случаев после всесторонней проверки стабильности частоты при изменениях напряжения питания и температуры воздуха может быть применена - параметрическая стабилизация, если рабочая частота выбрана в середине диапазона, выделенного для радиоуправления.
