500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями - [3]

Дешифратор на приемной стороне (рис. 1.1) должен содержать фильтры, настроенные на эти частоты, являющиеся достаточно низкими. Катушки индуктивности и конденсаторы фильтров в этом случае имеют значительные величины, а значит и геометрические размеры, что является существенным недостатком частотного способа кодирования команд. Несколько лучшие массогабаритные характеристики имеют активные фильтры на базе операционных усилителей.

С развитием цифровой техники появилась возможность модификации первого из рассмотренных способов кодирования.

Новый вариант получил название импульсного шифратора. При нажатии одной из кнопок на пульте управления такой шифратор автоматически формирует соответствующее количество импульсов. Отличительным признаком команды, позволяющим однозначно определить ее на приемной стороне, является количество импульсов, содержащихся в передаваемой посылке.

Наиболее совершенным способом кодирования дискретных команд является кодово-импульсное кодирование. Широко для этой цели используется двоичный код. При передаче конкретной команды ей в соответствие ставится двоичное число. В простейшем случае это число просто совпадает с номером команды.

Если максимальное количество команд, например не превышает 10 (двоичный код 1010), то для их передачи достаточно четырех разрядов. Процедура формирования кодовой посылки для этого случая поясняется графиками на рис. 1.2.

Для однозначной дешифрации двоичного числа необходимо знать, прием какого разряда производится в данный момент времени. Поэтому при формировании командного сигнала каждому разряду двоичного числа отводится фиксированный временной интервалτ_р. Границы соседних интервалов определяются тактовыми импульсами (рис. 1.2, а). Вся кодовая посылка при этом будет иметь длительность

T_к = n·τ_р

где n — количество разрядов двоичного числа.

Распознавание номера разряда на приемной стороне можно организовать двумя способами.

В первом случае в момент прихода начала кодовой посылки в дешифраторе запускается тактовый генератор, аналогичный генератору шифратора. Номер тактового импульса, подсчитываемый, например с помощью счетчика, и будет определять номер последующего разряда, подлежащего дешифрации. Разумеется, необходимо обеспечить одинаковую продолжительность разрядных интервалов в обоих генераторах. Для кодовых посылок значительной продолжительности эта задача достаточно сложна.

Во втором случае информацию о границах разрядных интервалов извлекают из самой кодовой посылки. Если в соседних разрядах кодовой посылки присутствуют разные цифры, то границу можно легко выделить как по положительному (между нулем и единицей), так и по отрицательному (между единицей и нулем) перепадам в командном сигнале.

На рис. 1.2, б командный сигнал отображает кодовую комбинацию 1100. В этом случае границу между разрядами на приемной стороне определить будет невозможно. В практических конструкциях используют модифицированный командный сигнал (рис. 1.2, в), получаемый путем смешивания исходного командного сигнала и тактовых импульсов.

Рис. 1.2. Структура командной посылки:

_{а — тактовые импульсы; б — командный сигнал; в — модифицированный командный сигнал}

Как видно из рисунка, граница между разрядами, содержащими нули, просто индицируется тактовым импульсом, а граница между соседними единицами — специальными врезками, представляющими инверсии тактовых импульсов. В главе 5 будет показано, что из модифицированного командного сигнала при помощи простых схемотехнических решений можно легко восстановить тактовые импульсы, необходимые для правильной дешифрации команды.

В качестве дешифраторов кодово-импульсных команд используются стандартные микросхемы цифровых дешифраторов.

1.2.2. Пропорциональное управление

Параметры, подлежащие регулировке

При использовании пропорционального управления моделью регулировке подлежат следующие параметры:

♦ скорость вращения электродвигателя (например тягового в модели автомобиля);

♦ угол отклонения рулевого устройства (передние колеса автомобиля, руль высоты у авиамодели и т. п.).

Принцип формирования команд управления здесь одинаков, однако исполнительные устройства существенно отличаются друг от друга. В первом случае такое устройство называется регулятором хода и, как правило, должно обеспечивать только плавное изменение величины и полярности напряжения, питающего двигатель. Во втором случае применяются рулевые машинки, двигатели которых работают кратковременно (только в период установки рулевого устройства в новое положение), обеспечивая пропорциональную зависимость между текущими положениями ручки управления на пульте передатчика и углом поворота рулевого устройства.

Определение.Управляющим сигналом называют отклонение ручки управления на пульте передатчика, а командным сигналом — соответствующую ему электрическую величину [как правило, напряжение u(t)]. Параметр движения модели, подлежащий управлению, — регулируемой величиной.

Принцип дискретной передачи непрерывного управляющего воздействия

Рассмотрим принцип дискретной передачи непрерывного управляющего воздействия. В случае пропорционального управления регулируемая величина может принимать любые значения в заданном интервале. Например угол поворота передних колес автомобиля должен иметь возможность плавно изменяться в пределах ±60°. Очевидно, управляющий сигнал должен вести себя аналогичным образом — последовательно принимая все возможные значения в определенном диапазоне.