本电路是专为遥控初级无线电模型飞机而设计的,是采用比例遥控方式,操纵模型飞机的一个舵面。当模型飞机飞行时,舵面需不停地左右摆动(约2秒摆动一次)。若舵面在左右两个位置上停留的时间相等,模型由于惯性而呈直线飞行状态。若左舵停留的时间长于右航,模型向左拐弯,这个时间相差越长,飞机的盘旋半径越小。执行机构采用常见的电磁铁操纵式,靠衔铁的吸合与释放,带动连杆使舵面呈左舵或右舵两种工作状态。此设备简单可靠,能够操纵模型飞机作出柔和、准确的动作。还能改装成多通道,完成单路多种遥控动作。
本设备包括接收、发射两部分,有效控制距离不小于1000米。本文先介绍发射机。
发射机电路的方框图见图1,具体电路见图2。晶体管BG\(_{1}\)和石英晶体谐振器等组成载频振荡电路,载频频率为28.465MHz。


载频信号经线圈耦合至BG\(_{2}\)、BG3。BG\(_{2}\)、BG3等接成推挽工作方式,以便得到较大的载频功率输出。
晶体管BG\(_{7}\)、BG8和电位器W\(_{2}\)等组成超低频自激多谐振荡器,产生约0.5Hz的比例信号。当改变W2的滑动触点位置时,就改变了触头两边的阻值之比,也就决定了BG\(_{7}\)所输出超低频比例信号波形的导通与截止时间之比。这个比例信号用来控制音频振荡器的工作。
晶体管BG\(_{5}\)、BG6等组成自激多谐音频振荡器,产生约1KHz的音频信号,以推动调制开关管BG\(_{4}\)的工作。
由天线耦合线圈L\(_{4}\)、加感线圈L5和天线等组成开放式发射回路。表头、二极管D\(_{2}\)等为指示回路,它有两种功能。当开关K2扳向右侧时,L\(_{6}\)、D2、R\(_{15}\)、C15等组成高频整流电路,指示出发射回路中谐振电流的大小。K\(_{2}\)置于左侧位置时,指示的是电源电压。
当操纵员在、右推拉比例遥控设备模拟方向舵的操纵杆时,经传动机构就改变了W\(_{2}\)的触点位置。这个位置变化的比例信号转化为BG7、BG\(_{8}\)导通、截止时间之比,控制了BG7、BG\(_{8}\)的工作状态。当BG7截止时,BG\(_{5}\)导通饱和,BG4工作,有调制载频信号输出;当BG7\(_{导}\)通饱和时,BG5截止,BG\(_{4}\)也截止,无调制载频信号输出。
元器件选择与安装
石英晶体谐振器选用超小型金属壳密封式的,如JA11、JA12等,它的标称频率应根据国家有关部门规定,选在业余频段。本机谐振回路是配合28~29.7MHz业余频段的,例如石英晶体谐振器的频率选为28.465MHz。
晶体管BG\(_{1}\)、BG2和BG\(_{3}\)需用fT>100MHz、P\(_{CM}\)≥700mW、BVCEO>30V的中功率硅管,如3DG12A~C、3DK4A~C等。BG\(_{1}\)的β在40~100之间,BG2、BG\(_{3}\)的β在10~50之间选取,两管要配对并加散热器。散热器用lmm厚的软铝片制成,形状见图3。BG4用低频小功率锗管,I\(_{CM}\)>200mA、BVCEO>15V的3AX81B或3AX61~63,ICEO要小、β值略高。BG\(_{5}\)~BG8为一般小功率硅管,其中BG\(_{5}\)、BG7的β必须大于50。其余管子的β值要大于20,不用配对。

线圈L\(_{1}\)、L2用市售品调感线圈LT-103A改制。改制时,将原线圈中用细线绕制的天线耦合线圈拆去,留下粗线绕制的谐振线圈作L\(_{1}\)。用φ0.5mm高强度漆包线在裹好薄蜡绸的L1线圈下端(白色点接地端)密绕2×3匝为L\(_{2}\),头和尾端分别焊在原天线耦合线圈引出端的两个焊片上,中心抽头绞合后直接引出。L3为空心线圈,用φ1.5mm的漆包线在5号电池上密绕10多匝,脱胎后外径约为17mm,取其10匝拉长到25mm作为L\(_{3}\),在L3的中心点用细砂纸打去漆皮,焊上软线,与电容C8和高扼圈GZL相连。在距中心抽头各3匝(距线圈外端2匝)处再引出两个抽头,分别与BG\(_{2}\)、BG3的集电极相连。L\(_{4}\)是绕在L3上的天线耦合线圈,用多股塑料皮线(φ0.15mm×16)在L\(_{3}\)中心处间绕3匝而成。L5、L\(_{6}\)绕在同一高频磁环(型号为NXD-20、规格为18×8×5mm\(^{3}\))上。L5用上述多股塑料皮线穿绕7~8匝,以配合1.5米左右的发射天线;L\(_{6}\)用单股塑料线在磁心上绕1匝即可。若无上述磁环,加感线圈用φlmm左右的漆包线,在直径为10mm的空心管上密绕15匝左右作为L5、在其上绕2~3匝作L6。高频扼流圈GZL是用φ0.2mm高强度漆包线,在1/4瓦、1MΩ以上的碳膜电阻上分3段乱绕70匝而成,始端与L\(_{3}\)的中心抽头相连。各线圈的形状见图4。

通常电位器旋转角度为270°,而比例操纵杆动作量要求±30°,还需要配一套复杂而精制的传动机构,业余条件下难以自制,为此W\(_{2}\)就用WX20A-X型直线式碳膜电位器代替,左右滑动进行操纵也很方便,效果也不错。高频旁路电容、调谐电容要用高频特性好的云母电容,低频电路中的电容可用涤纶或金属膜电容器,其它阻、容元件无特殊要求。天线用1.5米长的电视拉杆天线代用,电源为8节2号电池。
发射机的印制电路板见图5(1:1)。屏蔽外壳是用大号铝制饭盒代替或自制,上半部固定电路板,下半部装电池,中部装表头,方向舵操纵机构和W\(_{2}\)、开关K2等装在发射机面板上方,见图6。天线固定在有机玻璃板上。由壳顶上的洞口伸出。安装时,线圈不要过于靠近金属机壳。电路板上的A孔与机壳绝缘,B孔为接地端,用螺丝钉固定在机壳上。这样手持发射机时,相当于天线耦合线圈一端接地,增强了辐射能力和稳定性。


调试
1.主振器的调整:为避免失调时烧坏功放管,BG\(_{2}\)、BG3暂不焊上,在它们的基极之间焊上一个100Ω左右的电阻,作为L\(_{2}\)输出端的假负载。先不接石英晶体谐振器。用一电位器串一电阻作为R1,从小到大改变R\(_{1}\)的阻值,使串接在R4下端和地之间的电流表读数从几毫安变化到十几毫安,说明BG\(_{1}\)的直流工作状态正常。调电位器使电流表读数为5mA(作为判断电路起振的参考电流)。这时再接通石英晶体谐振器,电流表明显增加,说明电路起振。若用场强计调试,将场强计的调谐线圈平行地靠近L1,转动发射机的调谐电容器C\(_{2}\),使表头读数最大。若无抖动或周期性地摆动现象,说明振荡良好。否则需要调整C2,以满足振荡条件。微调电容器C\(_{2}\)的最佳位置可以用下面方法确定:将C2从最小调到最大,观察场强计的读数从零上升到最大,然后又跌到零(当L\(_{2}\)载频输出端负载较重时,这种变化较缓),记下场强读数最大时的C2的位置,再稍许增大C\(_{2}\)或将L1的高频磁心旋进1圈左右,增加其电感量,这时BG\(_{1}\)的发射极电流被控制在10~15mA之间,每次开机电路都能立即起振,调整就算完成。
场强计的电路附在本文后面。
2.功率放大器的调整:暂将L\(_{5}\)焊开,去掉刚接在BG2、BG\(_{3}\)基极间的100欧电阻。在L4两端接上两只2.5V、0.075A电珠串联而成的假负载,调试最好在音频调制工作正常后进行,以免功放管太热。调C\(_{6}\)时,使串接在BG4集电极电路中的电流表读数最小,此时负载灯泡最亮,说明功放级调谐回路与载频谐振。否则需增减C\(_{7}\)的容值,直到满足上述要求,并使C6有可调的余地。调整时,常见的问题是功放级的LC回路虽然调到谐振,但是集电极电流较大,造成功放管过热。为避免这一问题,先挑选特性好的功放管,β值不宜太高。其次是减少L\(_{2}\)匝数及增加R5的阻值,以确立合适的工作点并防止产生超高频寄生振荡。如果BG\(_{2}\)、BG3两管工作时负担不均,造成一管过热,可稍许减少与该管基极相连的L\(_{2}\)半边的匝数。最后再调R5,使灯泡最亮。这时的工作电流在有音频信号调制时,最好不超过150mA。根据我们的实验,有的发射机工作时总电流不超过50mA,小电珠已很亮,控制距离不小于1000米。
3.低频振荡器的调整:电路正常工作时,当W\(_{2}\)滑动触点置中间位置时,用电压表测量BG7的集电极与发射极极间电压,表针应在OV、12V处停留的时间相等,各约1秒。用高阻耳机串联一个0.01μ的电容器,接在BG\(_{5}\)的集电极与发射极之间,应能听到响亮而清晰的音频信号,并随W1阻值不同,发生音调高低的变化,还随W\(_{2}\)的触点位置不同、音频信号断续的时间长短不同,不应有变调或混有条音。如果L4两端接有小电珠,电珠应随比例信号闪亮。如振荡器不工作,可断开C\(_{1}\)0、C12、R\(_{7}\)、R8的一端及断开W\(_{2}\)的两个端,用电压表测量BG5、BG\(_{7}\)的饱和电压(约0.3V)、截止电压(约12V),如果这两个电压数值对,一般能起振,否则是电容漏电或D1接反。
4.发射回路的调整:手持发射机,随着天线的拉长,发射机上的电流表场强指示读数变大,若天线快全部拉出时,读数最大,说明L\(_{5}\)匝数合适。若过早出现最大值,需减少L5匝数,反之应增加L\(_{5}\)的匝数。以后每次发射时,只需调整发射天线的长度使表针指示最大即可。必要时再微调一下C6和C\(_{2}\),使载频功率最大和稳定。
附
场强计
电路见图。它是用一只晶体管将D\(_{1}\)检波后的微弱电流放大,再由微安表指示出场强的大小,具有较高的灵敏度。调谐回路由L1、C\(_{1}\)和C2组成,C\(_{1}\)为调谐电容器。偏流电阻R1和R\(_{2}\)除确定晶体管的静态工作点外,还使D1有一个微小的正向电压,以提高检波效率。表头接在晶体管的发射极,增加了输入阻抗,提高场强计的选择性及指示的过载能力。电路无抵消表头中起始的晶体管的静态工作电流的元件,而是靠反向调整表头游丝作简单的机械抵消。以后每次使用时,R\(_{1}\)便成为场强指示的调零电位器。

L\(_{1}\)采用φ2.3~2.8mm的铜丝(从截面为4mm\(^{2}\)或6mm2的铜电线剥得),在直径约20mm的圆棒上绕8匝,拉长到35mm,中心点用软线引出。L1安装在直立的铝制小菜盒顶端,引人端用有机玻璃与屏蔽机壳绝缘。使用时不用外加天线,靠机壳外面的L\(_{1}\)感应无线电波而产生谐振电流。C1选用小型空气可变电容器,如CW\(_{2}\)—33PF,与图上元件配合,接收频率27~40MHz。频率刻度用标准信号发生器校准。(孙心若)