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比例遥控电路
类别:电子综合  
 
所谓比4.7NF(Tan)例遥控,就是指受控设袭的动作幅度(或速度)与护纵者扳(转)动控制器操红杆的动作成比例关系。奋如扳动操纵舵的操纵杆至一半角度,那么受控玩具的方向也会转动到最大舵角的一半。比遥控玩具的可玩性大大优于一的开关型遥控玩具,后者只能对控对象的电源通断进行控制。即者的意愿动作并精确定位(例如控制航模的转弯角度)。一般一个双通道的遥控设备就可以表演一些比较复杂的组合动作。

比例遥控设备根据射频调制形式又分为调幅(AM)、调频(FM)和脉冲编码(PCM)等等,它们的抗干扰能力也不一样,AM型最差,但电路也最简单;FM型是用得比较多的一种;而PCM抗干扰能力最强。在此以一个双通道遥控系统为例来讨论相关技术细节。

我国相关部门给出的模型遥控器在27MHz公开频段内的使用频点如附表(括号里是FUTABA、JR等厂商所产设备配用的飘带颜色)。

图1是Epoch.公司生产的一款模型车的遥控编码图,日本FUTABA的nDR等系列二通道调幅机的波形也完全相同。由图1可知本电路设计为两个通道,可进行二路控制。本装置采用时分制脉冲调宽编码方式。其编码信号按帧传送。帧周期为巧-20ms。图2是该比例遥控调速电路的原理图。它由一块四运放集成电路LM2901组成,其中UID接成多谐振荡器,用来产生15--20毫秒的帧周期信号。UiC与UlA分别构成两级下降沿触发的单稳电路,用来产生两个通道的调宽脉冲。POT1、POT2是两个通道的脉宽调节器,它们直接与遥控操纵杆相连。当调节操纵杆时,这些脉宽调节器可使对应通道的控制脉冲宽度在 1.5mst0.5ms范围内变化,通过接收端译码及伺服电路可使被控对象产生与操纵杆同步成比例的动作。该电路在工作时,首先由UlD产生周期为15--20ms的帧同步方波,并由C4送人第一级单稳,其下降沿使第一级单稳被触发,从而产生第一路控制脉冲,第一级脉冲的下跳沿又触发第二级单稳以产生第二路控制脉冲。每路脉冲宽度取决于操纵杆的位置(实际上是POT1、POT2的阻值大小)。两路控制脉冲的下跳沿经D3、D5,D8等组成的或门依次加到UIB组成的整形定宽单稳电路,输出一列整齐的、周期变化而宽度固定为0.2ms的正脉冲,如图10VR3和VR4用于微调每对脉冲间间隔宽度,以补偿安装和零件差异等原因导致的POT1、POT2的位置和角度差别,每对脉冲之间的间隔反映了控制脉冲的宽度。也就是一帧脉冲包含了完整的两路控制信息。晶体管Ql构成放大及开关电路,用来调制Q6/Q5组成的27MHz R晰荡器形成AM输出。

本文所述的双通道系统也很容易增加两路成为四通道或更多通道的遥控系统,只要在UlA单元电路后面照样再串人两路或多路单稳电路即可。

对应图2双通道遥控系统的接收部分如图3所示,该系统采用专用解码驱动电路。因此采用了3节1/3AAA尺寸的可充电镍镐电池,通过一个DC-DC降压转换IC-U3转换为2.5V的稳定电压供系统使用。电路采用标准的超外差式接收电路,Q1混频,02本振,BPFI中频变换,U1,Q3中放并于Q3的集电极取出高放AGC控制讯号,经U2低放及整形后的调宽脉冲送人解码和驱动IC-U4。由U4解码出来相应的通道讯息驱动马达1和马达2,其中马达2用于驱动车体前进/后退,因所需驱动能力较强,故加人了U5进行前置放大,U5是两个封装在一起的PNP带阻晶体管。马达1用于驱动前轮左右转向,POTS与转向牙箱组装在一起并随之连动,用于检测左右转的角度并反馈给解码IC以锁定该角度。POT4用于调整静态中点,保证左右控制杆处于静止(中点)时车体准确直行。

该套遥控系统一般情况下接收灵敏度超过一95dBm。配合本文遥控器遥控距离可达3050米,加之接收部分采用超低耗电设计,适合于制造尺寸低达2英寸的车模、航模等。

唐黎明