500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями

Это создает дополнительные сложности в процессе управления, так как именно в длительности зачастую и закодирована передаваемая команда. Манипуляция в выходном каскаде также не всегда оправдана, так как приходится коммутировать значительные мощности, требующие соответственно и повышенной мощности модулятора. Наиболее целесообразно реализовывать манипуляцию в промежуточных (буферных) каскадах.

Частотная модуляция может быть реализована только в задающем генераторе, поскольку именно он и определяет значение генерируемой частоты. Для изменения частоты необходимо менять значение параметра одного из реактивных элементов, входящих в состав генератора. Проще всего реализовать изменение емкости, применяя в составе колебательных систем генераторов варикапы.

В бескварцевых генераторах варикап включается в состав частотозадающего колебательного контура, а в кварцевых — последовательно с кварцевым резонатором, что позволяет перестраивать частоту в приемлемом диапазоне. Достоинствами частотной модуляции являются простота реализации и высокая помехозащищенность канала связи.

3.4.3. Модуляция

Основные положения

Одним из нормируемых параметров излучения передатчиков является активная ширина спектра излучаемого сигнала (Δf_с). Для аппаратуры радиоуправления, как отмечалось ранее, она не должна превышать 20–25 кГц. Активная ширина спектра зависит как от ширины спектра низкочастотного модулирующего сигнала (ΔF_с), так и от вида модуляции.

Для амплитудной манипуляции несущего колебания (u_вч

) прямоугольными импульсами (u_нч) график излучаемого сигнала (u_вых) и его спектр изображены на рис. 3.8. Расстояние по оси частот между соседними гармониками в спектре определяется периодом повторения прямоугольных импульсов, а координаты нулей огибающей — длительностью импульсов. Спектр симметричен относительно несущей частоты и хотя он теоретически бесконечен, амплитуда гармонических составляющих убывает по мере удаления от несущей частоты по закону sin(x)/x.

На практике за активную ширину спектра Δf_с принимают интервал частот, в пределах которого сосредоточены спектральные составляющие, переносящие 95 % энергии всего сигнала. Для прямоугольных импульсов ширина спектра связана с длительностью импульсов выражением Δf_с = 2ΔF_с

, где ΔF_с ~= 1,37/τ_и. Отбрасывание остальных спектральных составляющих приводит лишь к небольшому заваливанию фронтов прямоугольных импульсов.

Последние соотношения позволяют определить минимальную длительность, которую могут иметь импульсы командной посылки, чтобы ширина спектра излучаемого сигнала не превышала разрешенных 20–25 кГц. Действительно,

τ_и = 2∙1.37/Δf_с = 2,74/20 ~= 0,14 мс.

В случае узкополосной частотной модуляции, применяемой в радиоуправлении, активная ширина спектра связана с длительностью импульсов выражением [2]

Δf_с = 2∙(Δf

+ ΔF_с),

где Δf — девиация частоты, представляющая собой максимальное отклонение излучаемой частоты от среднего значения f₀. В аппаратуре радиоуправления эта величина обычно составляет 2—10 кГц в зависимости от применяемого диапазона частот. В диапазоне 27 МГц вполне достаточно 2 кГц, поэтому минимальная длительность импульсов командной посылки должна быть

τ_и = 2,74/(Δf_с — 2∙Δf) = 2.74/(20 — 4) ~= 0,2 мс.

Рис. 3.8.

Амплитудная манипуляция

У рассматриваемого вопроса есть и другая сторона. В качестве фильтров промежуточной частоты современных приемников используются пьезоэлектрические неперестраиваемые фильтры, полоса пропускания которых лежит в пределах 4—12 кГц. Эти фильтры определяют результирующую полосу пропускания приемника. Очевидно, активная ширина спектра сигнала не должна превышать полосу пропускания приемника во избежание неоправданных потерь энергии сигнала.

С учетом нестабильности частоты задающего генератора передатчика и гетеродина приемника, необходимо иметь небольшой запас по полосе, чтобы исключить выход части спектральных составляющих сигнала за пределы полосы пропускания приемника. Если ограничить по этим причинам активную ширину спектра десятью килогерцами, то минимальная длительность импульсов при ЧМ-модуляции составит, как легко убедиться, 0,46 мс. Во всех вариантах шифраторов, описанных выше, длительность импульсов командной посылки была выбрана равной 0,5 мс.

Принципиальная схема

На рис. 3.9 приведена наиболее распространенная схема амплитудного манипулятора, применяемого в радиоуправлении. Задающий генератор с кварцевой стабилизацией частоты собран на транзисторе VT1.

Рис. 3.9.Принципиальная схема амплитудного манипулятора