Читать «500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями» онлайн - страница 14

Глава 2

ФОРМИРОВАТЕЛИ КОМАНД

Глава посвящена шифраторам — устройствам формирования команд. Основное внимание уделено схемотехнике шифраторов (систем дискретного и пропорционального управления). Каждая схема сопровождается описанием, инструкцией по сборке, настройке и рисунком печатной платы.

2.1. Предварительные замечания

Шифраторы для аппаратуры с частотным кодированием изначально строились на базе генераторов гармонических колебаний [2]. В предыдущей главе отмечалось, что кодовые частоты должны иметь небольшие значения, а это требует применения в колебательных контурах катушек индуктивности значительной величины. В описываемом в [2] генераторе по схеме Колпитца, например для самого низкочастотного канала требуется индуктивность в 0,44 Гн.

Конструктивно ее можно реализовать либо на броневом, либо на кольцевом сердечнике из феррита. Катушка при этом должна содержать 450–500 витков; чтобы их можно было разместить на сердечнике, внешний диаметр кольца должен иметь минимум 16–20 мм. Даже четырехканальный шифратор будет иметь уже значительные размеры.

Кроме того, за счет разброса параметров сердечников невозможно точно реализовать расчетную индуктивность и приходится подбирать число витков для каждой катушки индивидуально, что весьма неудобно при изготовлении. С учетом этих особенностей оказалось более целесообразным выполнять генераторы колебаний прямоугольной формы (меандр) с последующим (при необходимости) сглаживанием фронтов импульсов для сужения ширины спектра. Частотозадающими элементами таких генераторов являются RC-цепи, что существенно снижает их габариты и упрощает подстройку частоты.

Таким образом, все формирователи или шифраторы, как их еще называют, по каким бы схемам они не строились, призваны формировать прямоугольные импульсы, длительность или расстояние между которыми изменяются в процессе управления.

В основе работы большинства устройств, генерирующих прямоугольные импульсы, лежат процессы заряда или разряда конденсатора через некоторое сопротивление. Познакомимся с этими процессами подробнее.

Известно, что если конденсатор емкостью С подключить к источнику напряжением U через резистор сопротивлением R в некоторый момент t₀, то напряжение на конденсаторе будет нарастать во времени u(t) по экспоненциальному закону u(t) = U(1 — е^-t/τ). График этой зависимости для τ = τ₁ изображен на рис. 2.1 (кривая 1).

Рис. 2.1. Кривые заряда конденсатора

Скорость нарастания экспоненты будет определяться так называемой постоянной времени цепи заряда τ = RC (в секундах). Считается, что конденсатор практически полностью зарядится до напряжения питания через время, равное 3τ.

Схемы генераторов импульсов строятся таким образом, что в момент t₀ с помощью электронного ключа к конденсатору подключается зарядная цепь. Этот момент соответствует началу формирования импульса. Полезно отметить, что ток заряда конденсатора в первый момент времени t₀ максимален и равен величине U/R, так как разряженный конденсатор для скачка тока не представляет никакого сопротивления (его можно считать короткозамкнутым). По мере заряда ток убывает по экспоненциальному закону. Нарастающее на конденсаторе напряжение сравнивают с некоторым пороговым напряжением U_пop. В момент их равенства специальная схема обрывает формируемый импульс.