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遥控电路基础知识

类别:行业知识  

电动遥控玩具也就是在电动玩具里增加了遥控电路。常见的遥控电路一般有如下几种类型:声控、光控、无线电遥控等等。

遥控电路的控制原理

声控就是用声音去控制对象动作,一般采用驻极体话筒或压电陶瓷片作为传感元件来拾取声音,通过电路放大驱动后级电子开关动作。为防止外界音频干扰,可以采用超声波控制,但也有故意选用声频来进行控制的,比如用小孩发出的声音频率去控制声控玩具娃娃的哭笑动作等。

简单的单通道光控电路是利用光敏管受光以后内阻发生变化使电子开关的状态发生变化,传感器有光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻、光敏电池等等(早期生产的玻璃壳封制晶体管,刮掉外面黑色遮光油漆后就是一个不错的光敏管。)。这个光源既可以是可见光,也可以是红外线等不可见光源,不同的光敏元件有着不同的光谱。复杂一些的光控电路则能够完成多通道开关或模拟量变化控制,应用极其广泛,可以说家家都有。因为带遥控的电视机、功放音响、VCD录像机等家用电器的遥控器都是利用红外线光源进行遥控的典例。上海现在有许多居民楼的走廊照明灯都采用了光控与声控相结合的电路,利用路过的人发出的脚步声、谈话声或其他声音去触发照明灯的声控电子开关,用光控电路使得照明灯在白天自动关闭停止响应。

无线电遥控电路比起声控或光控电路复杂多了,但控制距离也更远是它的主要特点,光控、声控电路一般仅有几米到十几米的作用距离,而无线电遥控视不同的应用场合近可以是零点几米,远则可以超越地球到达太空!它由发射电路和接收电路2部分组成,当接收机收到发射机发出的无线电波以后驱动电子开关电路工作。所以它的发射频率与接收频率必须是完全相同的。根据其发射的高频波形有等幅、调幅、调频、数字脉冲发射机,根据其控制的开关数目有单通道遥控和多通道遥控等。

无线电遥控原理和特点

等幅发射只能用于单通道控制,线路简单发射效率高但是抗干扰性极差。用固定的音频频率[/b]去调制高频发射波的[b]幅度(所谓调制,就是使发射的高频电波随着音频频率的变化而产生相应变化的过程。),使发射的高频电波幅度随着音频频率的变化而产生相应变化,这就是调幅发射。它可以用不同的音频频率去控制不同的开关通道,所以可以做成遥控多通道控制电路。由于调幅波的高频发射功率不能被全部利用,所以高频发射效率比较低,但是因为它采用了音频调制的方法,所以大大提高了抗干扰的能力。

如果用固定频率的音频去调制高频发射波的频率,使得高频发射频率随着音频频率产生相应的频率偏移,这就是调频发射。因为调频发射发送的是高频等幅波(高频全功率发射),充分利用了高频发射功率,所以在发射机的高频发射功率相同的情况下,控制距离比调幅波远得多。由于自然界里的干扰电波多数是调幅波,所以调频波的抗干扰性能也远远优于调幅波,缺点是调频接收电路相对调幅接收电路来说比较复杂一些。

如果用于调制的音频不是固定频率,而是直接用人的话音频率去调制高频发射波,那就是无线电对讲机了,发送接收的基本道理都一样。所以我在农场工作的那段时间经常喜欢把相关杂志介绍的无线电遥控电路改成单工无线电对讲机(当时对无线电对讲机的有关电路介绍比较少。)玩得不亦乐乎,因为我有时对无线电通讯似乎更感兴趣。如果用数字信号去调制高频发射电波,那发射的就是高频脉冲波了。接收电镀虽然更复杂,但是各项技术指标均有提高,工作的可靠性、稳定性都是其他调制方式望尘莫及的。

由于发射功率过大会干扰和影响其他电子设备的正常工作(飞机上不允许乘客使用手机,就是怕手机的高频发射电波会干扰驾驶舱电子仪器的正常运行而产生事故。),所以每个国家都有专门的无线电管理委员会进行监督管理,对在不同场合、不同工作性质下使用的无线电波发射功率、发射频率均有严格的限制和规定。对于业余无线电爱好者,开辟有专门的业余波段提供使用。所以你在做业余无线电发射实验的时候,千万别忘记这些基本常识,以免引起不必要的麻烦(有兴趣可以看看我附在文后的参考资料,了解一下有关政策法规。)。

遥控有效距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。但由于上述发射功率、工作频率受到各种限制,一般可以从提高接收灵敏度、改善接收电路的抗干扰性能等方面入手去改进接收电路。

最初级的无线电遥控电路,接收采用简单的超再生电路,会产生“沙沙……”的电路特有噪声,当接收到发射机发出的与接收频率相同的高频等幅波时,噪声立刻被抑制,使后级的低频放大电路的输入状态改变而驱动电子开关动作。由于它只有在打开或关闭发射机时产生对应的开关信号,所以只能工作在单通道遥控方式。而且当遥控距离拉长后,由于接收到的高频电波减弱,电路噪声将不能被完全抑制,此时的电子开关就处于极不稳定的临界状态,或开或关,这可是遥控电路的大忌!所以此遥控电路应用范围很小。

调幅接收机接收到经过音频调制的高频调幅信号以后,通过检波级将音频信号截下送往后级放大电路。如果是多通道的接收机,一般用磁罐制作精密电感组成多级不同谐振频率的LC音频滤波电路,每级只允许与该级谐振频率相同的音频频率通过,经过处理转换成直流电平驱动后面的电子开关。接收机视遥控场合的不同要求可以是直放式、高放式、外差式等电路组合,抗干扰要求高的重要场所还可以增加二次变频电路加强安全系数。

无线电遥控电路的重点就是抗干扰和稳定性问题,所以电路里为了安全可能会设置了许多的附加电路。毕竟无线电遥控电路与无线电对讲机在安全要求方面大不一样,对讲机一句话没听清楚可以要求对方再说一遍,说错了还可以纠正,用于重要场合的遥控器要是开关动作错了,也许就是人命关天的后果!

数字接收电路的接收过程以及原理这里限于篇幅我就不做详细介绍了(彩电的遥控器就是用IC内部编制的数字信号去调制红外线发射管的输出,实现了多路控制。),由于数字接收电路里没有了笨重的磁罐电感等元件,就可以通过集成化做得体积更小。现在的玩具遥控车的接收电路已有采用IC集成元件的,大大提高了遥控性能,同时也降低了生产、调试、元件的成本。