两路八通道模型遥控发射机

🏠 首页 《无线电》杂志 1963年 🔗 第1期 🔗 第6页 分类:新产品 🔗 陶考德 🔗

这一套模型遥控设备是为无线电操纵航空和航海模型而设计的,它的体积小、重量轻、耗电省,而且线路结构比较简单。其可靠性已为历届全国遥控航空模型竞赛所证实。

无线电载频频率为国家所规定的28—29.7兆赫;发射机输入功率只有2.25瓦,远低于输入功率不得超过5瓦的国家规定。遥控有效半径大于2公里。

本设备的程式:在发送端是音频调幅式;在接收端是机械谐振式。以8个音频信号分别代表8项指令,对载频进行调幅后发射出去。模型上的接收机接到信号后,经过检波、放大,利用谐振继电器簧片的自然谐振频率进行机械选频,从而达到多通道遥控的目的。

本设备设有8条通道,分成两组,可以在两组中各任选一个通道同时发出,因此叫做两路八通道(简称两路八道)模型遥控设备。本期先将发射机部分作一介绍。

发射机电路结构

发射机电路见封底,可简化成图1所示的方块图,就更便于明了。

图1
图1 🔍原图 (806×390)

所采用的两个音频信号发生器是由多谐振荡电路演变而成。每一振荡器,由两个2P2(2Π2Π)电子管(V\(_{1}\)、V2或V\(_{3}\)、V4)组成推挽电路。如果两个电子管的栅极上(例如V\(_{1}\)、V2),只是R\(_{1}\)和R4两个电阻而没有T\(_{1}\)C9等LC电路,那么,这就是多谐振荡器,所产生的是对称的短形波。这样的音频信号,对于我们的要求而言,有两个严重的缺点。第一是频率不稳定,而接收端鉴频元件谐振继电器却需要稳定的音频信号,否则容易因离谐引起失灵;第二是波形不好。将两路信号合起来,调制载频后同时发送出去,这时要求各路信号波形是正弦波,而矩形波就很难体现出两路的特性。

在多谐振荡器两个电子管的栅极上,另外接上一个LC振荡电路,就可以起到稳定频率和改善波形的作用。它的道理可以这样来解释:多谐振荡器由电路元件所决定的重复频率,比栅极上LC电路的固有频率低,因此多谐振荡器的“翻转”,是由LC所“触发”的,而LC电路维持等幅振荡所需要的能量,又取自多谐振荡器的激励。这样,振荡器的振荡频率就决定于LC的谐振频率,于是LC电路就起了“稳频”的作用。另外,多谐振荡器栅极上的电压波形原来是变化剧烈的短形波,现在接上LC振荡回路后,就依照LC电路的特性产生正弦波振荡,这样就改善了波形。

这里的LC电路是这样组成的:T\(_{1}\)的初级线圈I的电感和基本电容C9组成基本LC电路。另由K\(_{1}\)、K2、K\(_{3}\)和K4等操纵开关选择不同数值的通道电容C\(_{1}\)、C2、C\(_{3}\)和C4等,并接在基本电容C\(_{9}\)的两端,从而达到选择通道发送不同指令信号的目的。C1和C\(_{2}\)等通道电容的选择,应使振荡器的频率与接收端谐振继电器各簧片的自然谐振频率一一对应相等。为了能够微调,在C1、C\(_{2}\)等通道电容的两端,又并有R11、C\(_{11}\)和R12、C\(_{12}\)等元件,可变电阻R11可改变C\(_{11}\)并连在C1两端的等效电容量,因此R\(_{11}\)等电位器就起了微调音频的作用。

我们希望,当操纵开关K\(_{1}\)、K2、K\(_{3}\)和K4全部开启时,振荡器完全停止工作。因此在振荡器的高压电源电路内接有开关K\(_{1}\)′、K2′、K\(_{3}\)′和K4′,它们分别与K\(_{1}\)、K2、K\(_{3}\)和K4对应连动。

信号电压的输出,可以在任意一个电子管的屏极上取出。但是为了保持推挽电路的对称性,在两管的栅极上利用变压器T\(_{1}\)、T2的次级取出信号电压。这样可以得到较好的波形。

要进行两路并发,就必须有两部独立的音频振荡器。所谓两路八道是这样安排的:在低频一路内安排有250赫、277赫、304赫和331赫等四个通道;在高频一路内安排有385赫、412赫、439赫和466赫等四个通道。可以在低频一路内任取一通道和高频一路内任取一通道同时并发,也就是将两个音频混合起来发送。这样就实现了两路的独立性。实际上是用四个双刀双掷开关来实现操纵的。其中K\(_{1}\)、K1′、K\(_{2}\)、K2′共用一个开关,K\(_{1}\)、K1′在开关的一方,K\(_{2}\)、K2′在开关的另一方,扳动这个开关,举例说,来操纵飞机的升降。另外,K\(_{3}\)、K3′、K\(_{4}\)、K4′共用一个开关;K\(_{5}\)、K5′、K\(_{6}\)、K6′共用一个开关;K\(_{7}\)、K7′、K\(_{8}\)、K8′共用一个开关,以操纵飞机的快慢、左右转等。

混频方法十分简单,两部振荡器的变压器T\(_{1}\)、T2的次级线圈串连起来,两路的音频电压就同时降落在电阻R\(_{1}\)0两端,R10上的电压就是两路混频后的信号电压。

照理,两个2P2推挽振荡所输出的功率已足够使载频得到100%的调幅。但是,为了避免载频级影响音频级,以保证信号频率的稳定度,因此在载频和音频级之间加装了一级功率放大(V\(_{5}\)),作为“缓冲”级。R10是一个电位器,它只取出振荡器输出功率的一小部分去推动功率放大管2P2。改变R\(_{1}\)0的滑臂就可改变放大级的输出,从而改变载频的调制深度。

功率放大级和载频级(V\(_{6}\),V7)公用了一组偏压电池。2P2在7伏负偏压的作用下,可以得到满意的输出功率和波形。

载频级的高频振荡电路还是选用一般习惯使用的两管推挽振荡电路,这种电路的载频稳定度和输出功率都是比较满意的。这里虽然还是采用栅极调制,但是栅路在固定偏压的作用下,使振荡器处于“硬自激”状态,在没有音频信号刺激的情况下,由于电子管工作点接近于截止偏正,振荡器可能是停止工作的。这样,音频信号的有无,就成了载频振荡器的电子开关。同时,振荡管得到固定栅偏压的保护,不致由于停止振荡而烧毁。

变压器T\(_{3}\)是功率放大管V3的负荷。由于载频级栅路有较大的栅流,而且对低频讲,两栅是并连的,因此载频振荡器的栅极调制是低阻抗输入。T\(_{3}\)以2:1降压达到匹配。

发射机的制作

图2
图2 🔍原图 (737×485)

1.音频振荡线圈T\(_{1}\)、T2:磁心材料是外径为25毫米的盒形磁心,可采用华北无线电器材厂生产的DK-25型M\(_{5}\)铁淦氧。DK-25型每套共四个零件(图2a),组成后的断面如图2b。心柱和磁环的高度应该相等,否则磁路内将有较大空气隙存在。线圈就在心柱外磁环内的空间,应该先用卡片纸或赛璐璐做一个如图2c的线圈框,用直径0.1毫米的漆包线绕初次级各1100匝,绕好后套在心柱上,四个线头从磁环缺口处引出。装好后用线绑紧,还要扭一个角度如图2d,使上下盖之间十分紧密而没有空气隙,否则工作时将因振动而产生叫声,振荡频率也就不全稳定。制好的T1、T\(_{2}\)共同安装在图e所示的支架上,用螺钉夹紧。八根引出线分别焊在夹布胶板上的空心铆钉孔内。角铝是用来安装到底板上去的。

2.调幅变压器T\(_{3}\):铁心材料是硅钢片,可用断面12×12平方毫米铁心的收音机用输出变压器改制。变压比是2:1,初级用直径0.07毫米线绕4000匝,次级用直径0.1毫米线绕2000匝。

3.高频振荡器:L\(_{1}\)、L2均用直径1.5—2毫米的漆包线或裸铜线绕成空心线圈,直径均为25毫米,L\(_{1}\)共8匝,间绕;L2为1匝;C\(_{26}\)是3—26微微法的瓷介微调电容器。

4.偏压电池:当载频级工作时,此电池经常处于充电状态,因此这电池可作为一个固定零件装在底板下面,而不必经常更换。可用小型积层干电池五片改制而成。

5.操纵盒及发射机箱

整个发射机在结构上分成两个部分:放置在地面的发射机机箱和拿在手里的操纵盒(电路图中虚线框内表示的部分)。操纵开关K\(_{1}\)—K8和K\(_{1}\)′—K8′、通道电容C\(_{1}\)—C8、补偿电容C\(_{11}\)— C18以及微调电位器R\(_{11}\)—R18等元件都装在操纵盒内。操纵盒用一束七根塑料细软线绞合成的电缆和机箱连接起来,可用一个小七脚管座改成的小插子(图3)和装在发射机箱上的七脚插座连接。在电路图上注有x符号的地方就是插子和插口连接处。

图3
图3 🔍原图 (748×494)

发射机底板和面板由四块铝板组成,可参考封底图样。电源开关SW\(_{1}\)、SW2、电流表、调制深度控制电位器R\(_{1}\)0和操纵盒插座都装在面板上。

图4
图4 🔍原图 (1944×2792)

机箱内的布置可参看封底上的机箱背面图,上层装机件,下层放电池,右下角留一空间放置操纵盒。机箱前后都需有箱盖。如果机箱为木制,底部需钉上一大块金属片接地,以便放置地面时代替接地线。天线可采用多节鞭状天线,长约2.5米,自箱顶插入底板上的天线架内。

操纵盒内的零件很多,但又要求操纵员手持方便,体积不宜太大。图3构造供参考。所有零件全部安装在铝板上,下部套一木匣。微调电位器安装在铝板上,电位器下面是所有的电容器,可安装在一块绝缘板上。图3所示操纵开关的安排是按照航空模型的要求设计的。操纵开关是自动中立双刀双掷式,很难找到售品,现提供图4示意图,可以自己制作。将八片磷钢片接点,分成四对,用棉线及胶水固定在刻有长方形导轨的夹布胶板上。一块铆有四个银铆钉的滑块放在长方形导轨内,利用操纵手柄的杠杆,可使滑块左右移动。当银铆钉嵌入相对两片接点之间时,这个开关就被接通了。下部装有弹簧,可使操纵杆自动中立。

图5
图5 🔍原图 (832×577)

发射机的测试和调整

1.音频信号发生器:

音频振荡器要求能产生250、277、304、331、385、412、439和466赫等八个固定音频。这决定于T\(_{1}\)、T2的初级线圈的电感量和C\(_{9}\)、C10以及操纵盒内的电容量。我们采取的步骤是先决定电感量,然后再配上不同的电容C\(_{1}\)、C2、…C\(_{8}\)等,使产生的各音频符合于原定设计。

按照所介绍的数据,绕就的T\(_{1}\)、T2的初级线圈电感量约1.9—2亨,可利用阻抗电桥来测量。出入不大时可以容许;误差太大时,可增减线圈匝数来修正。因此次级线圈必须在初级电感肯定以后再绕上去。有时也可以加工DK—25的尺寸来改变电感量。在油石上将心柱一端磨去少许。则电感量减少。但装配时应该在心柱两端加两小片薄纸,使不致有空隙。

C\(_{1}\)、C2等通道电容往往是由几个电容并接起来,因为不可能找到一个恰如我们所需要容量的电容。例如277赫通道,是由L=1.9亨和C=C\(_{9}\)+C2+ΔC=0.05+(0.1+0.01+O.006)+ΔC=0.166微法+ΔC所决定。这里,C\(_{9}\)0.05微法是基本电容;而通道电容C2则由0.1、0.01和0.006微法三个电容组成;另外还有一项零头ΔC,则取自微调电路R\(_{12}\)C12的等效电容。

音频的频率,可用标准音频信号发生器和示波器组成的李沙育图测量。这里介绍一个简单的方法,用两只单耳机,一只接至待测振荡器,另一只接至标准音频信号发生器。利用人耳比较两个信号之间的差别并寻找和谐点(即同频率或整倍数),就可在标准音频信号发生器刻度上找到待测信号的频率,测量误差不大于2赫。

如果根本没有任何电子仪器,那么就不必按照所推荐的八个固定音频调整。可根据已制就的谐振继电器各频率逐路调配发射机操纵盒内各电容量,直到各通道能收发相呼应为止。

有条件的话,可以用示波器观察各级波形。在每个音频振荡器变压器T\(_{1}\)、T2的次级可以看到正弦波。交流电压约25伏(用电子管电压表或万用表交流档都可测量)。

2.混频放大级:

利用示波器,在混频电位器R\(_{1}\)0两端可以看到本刊1962年9期6页所示的两路混合波形,电压约30伏。这样的电压输入到放大级嫌太大,会引起失真,因此用电位器R10取其分压,R\(_{1}\)0滑臂大概旋在中间位置。放大之后,在变压器T3初级应有大于60伏的不失真电压(基本上保持输入信号的波形)。但是当载频级工作的情况下,由于T\(_{3}\)的次级出现了周期性的栅流,因此就破坏了音频信号波形的完整,但是基本上还保持着两路信号的特征,能够实现两路遥控的目的。

3、调制深度的调整:

被调制后的载频包络线波形,最好有宽频带示波器观察,但按照下述方法利用普通示波器也可以观察调制情况。用一个几十匝的线圈(如收音机广播段线圈)和高频线圈L\(_{1}\)耦合拾电,直接输入到示波器的YY偏转板上。使用时将Y轴增益旋到最小。

接收机采用的超再生检波器要求高频信号是100%的调幅波,但是自激振器的栅极调幅不可能得到完善的100%的调幅。调节R\(_{1}\)0使音频信号由小到大,观察调幅波波形,可发现调制深度由浅而深。但是当调制深度大于70%时,调幅波将突变到超调幅状态,这时,载频的幅度不再完全按照音频的起伏而变化,而在小幅度(音频的波谷)时,将因停止振荡而引起断续的脉冲振荡。这样,信号的质量就会受到一些影响。可是由于前面所述的,超再生接收所需要的信号,并不是70%的调深,而是突变到超调幅的100%调深,因此我们为了照顾接收机有足够的灵敏度,还宁愿采用100%的调幅,而容许波形受到一些破坏。

不利用示波器来调整调制深度的办法也很简单:将拾电圈电珠插入振荡线圈L\(_{1}\),调节R10由小到大,将发现电珠的光度在某一点由亮突变到暗,这说明调深由70%左右突变到100%,这时可以把音频电压控制R\(_{1}\)0稍微增大一些(不能太大,否则将更引起失真),并固定下来。注意以上调整必须在有天线负荷的情况下进行。

4.各级电流的测试:

各级电流的数据如下:音频振荡器(当操纵开关闭合时)每级屏流为4毫安。放大级为8毫安。载频级电流当R\(_{2}\)0选为10K时约12毫安。如果要求遥控半径较大时,可适当减小R20,载频级电流也相应增大。当R\(_{2}\)0=10K时,V6、V\(_{7}\)两管的平均栅流约3毫安;减小R20,将使振荡栅流增大,波形更趋恶劣。(陶考德)