(周天恩)工业上应用的无线电遥控装置会受到很强的工业用电干扰,如果这些装置的抗干扰能力较差,便不能正常工作。这里所介绍的单通道无线电遥控装置,抗干扰能力较强,适合于工业上应用。我们曾对这个装置进行了各种抗干扰性能的实验,证明效果良好。例如我们曾将接收机放在距35000伏高压电弧放电器半米远的地方,接收机仍能正常地被控制。这个装置的工作频率是26~30兆赫,遥控距离可达一公里。下面介绍该装置的工作原理和所采取的抗干扰措施。
接收机电路原理
接收机电路如图一所示。由电子管G\(_{1}\)、线圈L1和L\(_{2}\)、电容C2和C\(_{3}\)组成了超再生电路。从电路中可以看出,电子管的控制栅极经泄漏电阻R1后不是接到电子管的阴极,而是接到屏极电源的正极,从而造成了正反馈,建立了振荡条件。这时只要控制栅极上有一个微小的电压起伏,超再生级就能产生振荡。

当接收机没有收到控制信号时,超再生级的振荡是靠电子管和电阻本身的微弱的起伏电压建立起来的。随着这个振荡幅度的不断增大,在栅极电压正半周的峰值附近,电子管将出现栅流,这个栅流给电容器C\(_{3}\)充电的结果,就等于在栅极上加了一个负偏压,且这一负偏压随着振荡幅度的增大而增加,电子管工作点的互导也随之降低,到某一瞬间,自激振荡条件被破坏,振荡开始衰减直至停止。振荡衰减时,由于C3通过电阻R\(_{1}\)放电的结果,使C3两端的电压逐渐减小,这样栅负偏压随之减小,电子管工作点的互导随之增加,到某一瞬间将重新达到自激振荡条件,从而在起伏电压的影响下,又建立起下一个超再生振荡。这和一般超再生级的间歇振荡过程相同。
由于起伏电压具有不同的数值,因此由它们所建立起来的超再生振荡也具有不同的振幅,而且在这种情况下是没有规律的。这个高频振荡经电子管G\(_{1}\)的栅阴极电路检波以后,将通过L2和C\(_{5}\)输出一个杂乱无章的音频信号,这个信号我们把它叫做超噪声。
当接收机天线收到控制信号时,超再生级的振荡将在比较强的输入信号的影响下发生,而不是由弱的起伏电压产生。这个单通道装置的控制信号是等幅的高频振荡,因此超再生级经检波后输出的是不变化的直流信号,被隔直流电容器C\(_{5}\)阻隔,即无信号输出。
总之,当发射级发射控制信号时,超再生级即无输出;发射机不发射时,超再生级输出一个超噪声信号。
这个电路的特点是选择性较差,因而特别适合于接收没有频率稳定设备的、最简单的自激式发射机的信号。另外还有电路结构简单、工作稳定以及灵敏度较高等等优点。因为超再生级是在振荡状态下工作,所以有电磁能通过C\(_{1}\)辐射到周围空间,容易影响周围的无线电装置。若减小C1的电容值来削弱这种辐射,又会使接收机的灵敏度降低。为了解决这个问题,可以在超再生级前增加一级前置高频放大器。
L\(_{1}\)、C2组成了调谐回路。改变C\(_{2}\)的电容值即可调整接收频率。L2是高频扼流圈,阻止高频信号输出。
由G\(_{2}\)、C5、R\(_{3}\)、R4、R\(_{5}\)、C6、C\(_{7}\)组成了低频电压放大级,用来放大超再生级输出的信号。
G\(_{3}\)、C8、C\(_{9}\)、R6、R\(_{7}\)和负载(继电器线圈J)组成了零偏压的功率放大级,其工作原理见图2。当有信号ui输入且为正值时,电子管产生栅流。这个栅流将使电容器C充电。而当u\(_{i}\)为负时,栅流停止,这时电容器两端的电压将通过Rg放电。但是因为充电时间常数(R\(_{i}\)十rg)·C远大于放电时间常数(R\(_{i}\)十Rg)·C,因此在电容器两端将出现一个平均电压,其极性如图所示。这样就等于在栅极回路中加上了一个负栅偏压。

前面已经说明,当发射机不发射控制信号时,接收机超再生级就输出超噪声,并经电压放大后加到功率放大级的栅极。因此这时栅极就产生负偏压,这个负偏压使电子管的屏流(即流过继电器线圈的电流)降为6~7毫安。而当发射机发射控制信号时,接收机超再生级的超噪声被抑制,功率放大级的栅极无信号输入,因此也就没有负偏压产生。这时继电器线圈的电流就上升到近18毫安。当电流从7毫安上升到18毫安时继电器衔铁就被吸动,因而使执行机构动作。
这种末级控制电路的特点是:所产生的栅负偏压是由RC充放电得到的,而不是一般常用的将屏极信号经过整流后再反馈到栅极上去得到的。由于改变了栅负偏压的产生方式,我们就可以在继电器线圈的两端并联一个30微法的大电容C\(_{1}\)0,使C10和继电器线圈J组成一个阻尼环节。
这个阻尼环节怎么会抑制工业干扰呢?我们知道,一般的工业性干扰电波是呈脉冲状态的,接收机收到这种干扰电波以后,超再生级和低频电压放大级的正常工作状态就被破坏。但对于遥控装置来说,只要能保证末级输出不受干扰的破坏,前几级工作状态的破坏就可以不去考虑。因此必须采用一种方法,使前两级工作状态的破坏在末级输出电路中不起作用。对于短时间的干扰的抑制,最好的办法是阻尼。C\(_{1}\)0和继电器线圈J构成的阻尼环节就是起这样的阻尼作用的,它阻止了因脉冲干扰而引起的继电器线圈中电流的变化,从而保证了正常的控制作用。C10的另一作用是能够旁路线圈J中的交流分量。
末级电路的另一优点是输出功率较大,能够带动较大容量的继电器,从而可以省去中间继电器。
可变电阻R\(_{9}\)和继电器的一组常开触点是用来提高继电器的返回系数的。当继电器吸动以后R9就并联在线圈J的两端,因而起了分流作用,提高了继电器的释放灵敏度。
双刀双掷开关K\(_{2}\)是为了调整方便而设的,当开关打在②的位置时(如图),接收机被控制(继电器吸动)后仍不会接通被控制的外电路,而指示灯Л则熄灭,说明发射机与接收机工作正常。当开关打在①的位置时,指示灯Л不起作用,外电路就受到接收机的控制。这样就可以在不影响执行机构的同时,进行调整收发机的工作。
发射机电路原理
发射机是一个自耦变压器回授串联供电的三点振荡式振荡器,电路图见图3。它的原理和制作可参阅本刊1964年第一期“晶体管单通道模型遥控设备”一文。这个发射机的特点是: (1)采用小功率的高频三极管,所以耗电特别小,在工作时半导体管发射极电路的电流不超过4毫安,集电极电路电流近似等于发射极电路的电流,发射机的总输入功率不大于48毫瓦。(2)电源电压低,只需要一节9伏迭层电池和两节五号笔电池就可以作为全部电源。

本机在发射天线阻抗匹配时(用λ/4天线)可控制一公里左右。但在许多工业生产的场合下对控制距离的要求不是这样高,而且发射机往往是随操纵者移动的(接收机一般是固定的,这一点与航模的使用情况不同),所以要求发射机体积小,天线长度短。本装置在实际使用中采用了60厘米长的鞭状天线,而控制距离不少于600米,这对一般工业生产的控制情况来说是比较合适的。
元件的选择和制作数据
发射机部分:半导体管的选择对输出功率和频率稳定度的影响是很大的,半导体管是采用小功率的,但是截止频率要高。可采用3AGll或3AG12。C\(_{1}\)的要求不太高,可用半可调陶瓷电容器,也可用15微微法的瓷介电容器。C3的要求较高,最好用优质的空气可变电容器,它的最大容量为50微微法。振荡回路中L\(_{1}\)用16~22号镀银铜线间绕6圈,线圈直径为30毫米,也可用被银瓷管线圈效果更好。如果为了缩小发射机的体积,线圈直径也可缩小到10毫米,效果仍然不错。天线感应线圈L2用同号的铜线绕两圈,线圈直径大于振荡线圈4毫米左右,这样感应线圈套在振荡线圈外面可以减少漏磁损失。电阻R需根据半导体管的特性而进行调整,通常使用550欧姆左右。线圈L\(_{1}\)的抽头在电路图所示的线圈位置的下端1.5圈处。高频扼流圈L3选用4.5毫亨即可。
接收机部分:调谐线圈的绕制质量很重要,最好采用六角形的塑料或陶瓷的线圈架,用26号的镀银铜线绕12圈且中心抽头,线圈的直径为15毫米。C\(_{2}\)采用优质的空气可调电容器。L2采用4.5毫亨20毫安的高频扼流圈。所有的阻容元件除了R\(_{1}\)和C3外都可用普通收音用的一般元件,而R\(_{1}\)和C3最好选稳定性较高的元件。末级继电器采用双刀双掷电磁继电器。