Йота

Назначение регулировки и условия эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и приборов.

Выполнение регулировочных работ связано с большой ответственностью, так как ими завершается изготовление изделия. Поэтому важно, чтобы регулировщик заранее продумывал свои действия перед выполнением любых операций, необходимость которых возникает в процессе регулировки. К таким операциям относится, в частности, замена отдельных сборочных единиц и деталей. Объем демонтажных, сборочных и монтажных работ обычно невелик, однако обеспечение высокого качества их выполнения является непреложным законом. Особое внимание следует обращать на демонтажные работы, в процессе которых производится освобождение паяных выводов элементов, имеющих дополнительные механические крепления. Эти операции требуют особого внимания и тщательного выполнения, в противном случае могут происходить отслаивание печатных проводников, выход из строя микросхем, поджигание изоляции навесных проводников, обламывание выводов.

Работы, связанные непосредственно с регулировкой изделия, в условиях серийного и массового производства определяются технической документацией - технологическими картами или инструкциями по регулировке. На этапах разработки опытных образцов и опытных серий регулировщик должен производить отбраковку технической документации на регулировку, определять наиболее производительные способы последовательности регулировки, а также пределы номинальных значений подбираемых при этом элементов, выявлять дефекты конструкции и технологического процесса производства.

Перед началом регулировки измерительной аппаратуры регулировщик должен тщательно изучить технические данные приборов, правила их эксплуатации и уметь использовать их на практике.

Прежде чем начать соединение регулируемого изделия с источниками питания и измерительными приборами, необходимо убедиться в их исправности и наличии нормальных напряжений питания. Проверка наличия нормальных питающих напряжений, а иногда и уровня их пульсаций осуществляется непосредственно на входе цепей питания регулируемого изделия.

Одной из причин появления ошибок при регулировке может быть неправильный выбор кабеля из комплекта к измерительному прибору. Один из этих кабелей может быть на конце открытым, другой - нагружен на сопротивление 50 или 75 Ом, третий - иметь встроенную детекторную головку, а четвертый - встроенный фильтр или последовательное сопротивление. Неправильный выбор кабеля неизбежно ведет к грубым ошибкам, а иногда и к нарушению функционирования регулируемого изделия.

Другой причиной появления ошибок может быть обрыв цепи в кабеле или соединительных проводах, а также нарушение контактов в разъемах, соединяющих кабели с одной стороны с измерительными приборами или источниками питания, а с другой - с регулируемым прибором. Существуют различные способы проверки исправности соединительных устройств, простейшим из которых является замена вызывающего сомнение кабеля исправным. Плохой контакт в разъемах обнаруживается при легком покачивании или небольшом перемещении подвижной части разъема.

1) настройку одного или нескольких контуров на какую-либо фиксированную частоту (в каскадах промежуточной частоты, контурах заграждающих фильтров и в радиоприемниках с фиксированной настройкой);

2) согласование резонанса между одновременно настраивающимися несколькими контурами (в радиоприемниках прямого усиления и высокочастотной части супергетеродина);

3) сопряжение кривой настройки с градуировкой шкалы;

4) регулировку избирательности приемника.

Выбор необходимых операций зависит только от типа приемника и его состояния.

Регулировки в радиоприемных устройствах .

В радиоприемных устройствах с помощью регулировок устанавливаются и поддерживаются требуемые режимы работы отдельных элементов схемы, обеспечивающие как наилучшие условия приема полезного сигнала, так и преобразование его в информацию.

Все виды регулировок можно разделить на две основные группы:

Регулировки, изменяющие параметры семы, формирующие частотные и фазовые характеристики приемника;

Регулировки, обеспечивающие требуемые режимы работы элементов приемника.

К первой группе относится настройка на заданную частоту или подстройка на рабочую частоту в определенных пределах. Регулировка избирательных свойств приемника и его полосы пропускания, установка определенных фазовых соотношений.

Вторая группа включает в себя установку заданных электрических режимов активных приборов (транзисторов и ламп), установку режимов отдельных узлов, регулировку усиления приемного тракта, согласование отдельных элементов схемы. В зависимости от целевого назначения перечисленные регулировки делятся на производственно-технологические и эксплуатационные. Первые осуществляются в процессе производства или в процессе ремонта. К ним можно отнести подстройку контуров подстроичными конденсаторами или сердечниками катушек, настройка фильтров, установка требуемых напряжений на электродах, согласование фидерных линий и т.д.

Эксплуатационные регулировки могут быть как ручными, так и автоматическими.

Основными из них являются:

Регулировка частоты настройки приемника;

Регулировка избирательности;

Регулировка усиления.

Регулировка частоты.

Регулировка частоты включает в себя предварительную настройку на номинальную частоту принимаемого сигнала и подстройку во время работы.

Настройка приемника может осуществляться как по эталонному генератору, так и по принимаемому полезному сигналу. Число перестраиваемых элементов определяется схемой приемника и диапазоном частот. Настройка на заданную частоту может быть либо плавной в диапазоне работы приемника, либо фиксированной, обеспечивающей установку конечного числа частот.

Перестройка может осуществляться как вручную, так и с помощью электромеханического привода, с фиксацией заранее установленных рабочих частот. В супергетеродинных приемниках сантиметровых и миллиметровых диапазонов преселектор в большинстве случаев широкополосен и настройка приемника осуществляется путем установки частоты гетеродина. В клистронном гетеродине это может осуществляться за счет механической настройки резонатора, или изменением напряжения на отражателе.

При использовании в приемниках кварцевой стабилизации частоты гетеродина перестройка осуществляется либо путем смены кварцев, либо за счет использования нескольких кварцованных генераторов, обеспечивающих сетку стабильных частот в заданном диапазоне.

В супергетеродинных приемниках с перестраиваемым преселектором осуществляется сопряжение настройки контуров УВЧ и гетеродина. Изменение частот при настройке должно обеспечивать постоянство промежуточной частоты.

В большинстве случаев настройка контуров осуществляется с помощью конденсаторов переменной емкости, конструктивно объединенных в один блок. В зависимости от типа приемника и его назначения конденсаторы могут быть с воздушным или с пленочным диэлектриком, дискретные конденсаторы или варикапы.

Конденсаторы переменной емкости обладают достаточным коэффициентом перекрытия диапазона емкостей, высокой добротностью и линейностью изменения емкости. Недостатками являются достаточно большие габариты узла настройки, сложность конструкции при большом числе одновременно перестраиваемых контуров, большое время настройки.

При использовании блока конденсаторов переменной емкости параметры отдельных элементов блока примерно одинаковы, примерно одинаковы, будут и коэффициенты перекрытия емкости и, следовательно, диапазона частоты. Однако эти конденсаторы не позволяют обеспечить постоянную разность частот в преобразователях супергетеродинных приемников.

При промежуточной частоте f пр =f г -f с коэффициенты перекрытия диапазона должны быть различными.

При одинаковом же коэффициенте перекрытия разность между частотами настройки контуров УВЧ и гетеродина будет по диапазону, так как контура УВЧ будут расстраиваться относительно частоты сигнала. Это приведет к уменьшению коэффициента усиления, который снижается тем больше, чем шире полоса пропускания усилителя.

Для устранения этого недостатка осуществляется сопряжение настройки контуров. Один из вариантов сопряжения является введение дополнительных конденсаторов в контур гетеродина.

Индуктивность L г L выбирается такой, чтобы в середине диапазона оба контура имели разницу в настройке равную f пр . Конденсаторы же выбираются следующим образом C в » C мин , а C а « C макс . В этом случае на низких частотах рабочего диапазона, когда C = C макс емкость конденсатора C А роли не играет, а емкость конденсатора C в уменьшая результирующую емкость колебательного контура увеличивает его резонансную частоту и, следовательно, частоту гетеродина, приближая разность частот к значению промежуточной частоты.

Дискретный конденсатор представляет собой магазин конденсаторов постоянной емкости с последовательно-параллельным включением групп. Применение этих конденсаторов сокращает время перестройки, которое в первую очередь определяется быстродействием схемы управления и самим коммутатором. Возможны смещенные варианты, когда для перестройки колебательных систем используются одновременно дискретные конденсаторы и дискретные катушки индуктивности.

Основной недостаток перестройки с помощью дискретных конденсаторов это ограниченность числа настроек и сложность коммутирующих цепей.

В относительно маломощных каскадах в качестве элемента перестройки частоты используется варикап, который практически безинерционен в изменении емкости и требует маломощный источник управляющего напряжения. Применение варикапов позволяет автоматизировать процесс настройки.

Существенным недостатком варикапа является значительная нелинейность его характеристики, что улучшает селективные свойства приемника. Один из вариантов уменьшения влияния нелинейности характеристики является увеличение напряжения смещения, приложенного к диоду. Возможно включение в емкостную часть контура дополнительного линейного конденсатора, однако при этом снижается коэффициент перекрытия диапазона частот.

Лучший результат компенсации нелинейности характеристики дает всречно-последовательное включение варикапов.

В этом случае благодаря компенсации четных гармоник тока снижают влияние нелинейности характеристик. При этом необходимо обеспечить симметрию плеч за счет подбора варикапов по параметрам.

Настройка за счет изменения индуктивности осуществляется с помощью вариометров или дискретных катушек индуктивности. В первом случае используется механическое перемещение сердечника катушки внутри ее каркаса или замыкание части витков с помощью токосъемника. В этом случае коэффициент перекрытия порядка 4÷5. Однако необходимо учитывать, что одновременно с изменением индуктивности катушки изменяется и ее добротность, а сам механизм перестройки достаточно сложен и громоздок, что ограничивает число одновременно перестраиваемых контуров. Использование дискретной катушки индуктивности позволяет применять электронную перестройку, которая аналогично настройке дискретным конденсатором, но еще более громоздка.

В профессиональных приемниках СВЧ диапазона находит применение неперестраиваемый вход и коммутируемые фильтры. При неперестраиваемом широкополосном приселекторе антенна, УВЧ и преобразователь частоты согласуются с помощью широкополосных трансформаторов, а настройка обеспечивается с помощью перестройки гетеродина.

На практике широкое применение находит фильтровой способ настройки приемника, при котором весь диапазон рабочих частот перекрывается рядом неперестраиваемых фильтров, полоса пропускания которых выбирается с запасом по взаимному перекрытию. Число фильтров определяется требованием к селективности приемника и ограничивается сложностью цепи управления.

Таким образом, для приема сигналов в диапазоне частот необходимо выполнение ряда операций, в том числе коммутацию соответствующих цепей, переключение антенн и т. д.

Важным этапом в работе любого приемного устройства является точная настройка на рабочую частоту, который включает в себя установку необходимых частот гетеродина (в профессиональных приемниках их может быть несколько) и настройку резонансных цепей преселектора на частоту сигнала. При работе с использованием в гетеродине синтезаторов частоты имеется возможность сравнительно легко перестраиваться в течение малого промежутка времени. Однако труднее осуществлять быструю перестройку преселектора с включением нужного поддиапазона и перестройкой резонансных цепей. В этом случае используются различные коммутационные цепи, от элементов которых требуется наличие высокого сопротивления контакта для коммутируемого тока в разомкнутом состоянии и минимального в замкнутом. Они так же должны обладать малой проходной емкостью между контактами на рабочей частоте. В селективных цепях коммутация осуществляется механическими или электрическими элементами.

Геркон – это герметизированные и магнитоуправляемые контакты из магнитомягкого сплава. Капсула заполняется инертным газом или вакуумированна. При внесении капсулы в магнитное поле лепестки замыкаются, а при ослаблении напряженности поля размыкаются за счет собственной упругости. Магнитное поле создается специальной катушкой управления.

Коммутационные диоды с электронным управлением имеют большое сопротивление при напряжении обратного смещения и обладают малым дифференциальным сопротивлением при токе прямого смещения.

Регулировка полосы пропускания приемника.

Избирательные свойства приемника как правило обеспечиваются при его проектировании, но в ряде случаев появляется такая необходимость в процессе эксплуатации. Так в приемниках связных радиолиний это позволяет ослабить воздействие соседних по частоте мешающих станций.

Регулировка может осуществляться дискретно или плавно и, как правило, вручную. Регулируемыми элементами могут быть избирательные системы линейной части приемного тракта, главным образом в УПЧ, а также в каскадах низких частот.

Для плавной регулировки полосы пропускания в тракте УПЧ используются регулируемые фильтры, представляющие собой систему двух перестраиваемых контуров, связанных между собой с помощью кварцевого резонатора и являющихся нагрузкой одного из каскадов УПЧ. Таким образом при изменении расстройки контуров можно регулировать полосу пропускания, так как при настройке их на промежуточную частоту полоса пропускания максимальна, а при расстройке она сужается. Пределы регулировки полосы пропускания определяются допустимыми потерями в усилении.

В приемниках, имеющих в тракте УПЧ фильтры сосредоточенной селекции, регулировка избирательности осуществляется путем переключения элементов фильтра при сохранении в определенных пределах прямоугольности резонансной характеристики.

В последетекторной части приемника регулировка полосы пропускания осуществляется за счет изменения АЧХ в области верхних и нижних частот (регулировки тембра). Пассивные регуляторы тембра включаются во входную цепь усилителя. Регулятор, снижающий усиление в области высоких частот включается параллельно входной цепи усилителя и представляется в следующем виде.

Значения R p и C выбираются намного больше аналогичных входных параметров усилителя. При R p =0 спад АЧХ практически определяется постоянной времени τ = c R у. Если R p ≠0 спад будет только до частоты f 1 , после которой сопротивление Χ c =1/ωc становится существенно меньше R p и не влияет на результирующее сопротивление цепи с R p . АЧХ не изменяется до частоты, после которой она спадает за счет емкости C у. Пассивный регулятор тембра, повышающий усиление в области НЧ имеет следующий вид и работает аналогично цепи R ф C ф.

Регулировки усиления в РПУ.

Для данной схемы каскада усиления K 0 =p 1 p 2 SR э, где p 1 и p 2 – соответствующие коэффициенты включения, S – крутизна коллекторной характеристики транзистора, R э – эквивалентное сопротивление нагрузки с учетом шунтирования контура транзистором и нагрузкой. Регулировка коэффициента усиления может осуществляться изменением любой входящей в это выражение величины. При выборе способов регулировки требуется получение существенного изменения K 0 от напряжения регулировки, малый ток регулировки, малая зависимость других параметров усилителя при изменении коэффициента усиления.

Регулировка усиления изменением крутизны характеристики.

Данная регулировка осуществляется за счет изменения режима работы активного элемента, поэтому ее можно считать режимной. В этом случае необходимо менять напряжение смещения на управляющем электроде, что и приведет к изменению крутизны в рабочей точке (в биполярном транзисторе кроме S меняются q вх и q вых). Регулирующее напряжение может подаваться как в цепь базы, так и в цепь эмиттера.

В данной схеме напряжение смещения на переходе Э-Б будет U эб =U 0 -E ρ . По мере увеличения E ρ U эб уменьшается, что приведет к уменьшению тока коллектора I к0 и S к, а как следствие уменьшение K 0 . Цепь регулировки усиления должна обеспечить ток в данной цепи примерно равный I 0э, а это значит, что I ρ должен быть относительно большим. Предпочтительнее подавать E ρ в цепь базы, когда U эб =U 0 -E ρ . Ток регулировки I ρ =I g , составляет I g ≈(5÷10)I 0б и невелик.

Данная схема обеспечивает меньшую стабильность работы из–за отсутствия резистора в цепи эмиттера, т.к. его наличие приведет к уменьшению эффекта регулировки. В противном случае надо увеличивать E ρ .

Регулировка изменением R э может осуществляться различными способами.

Включением в контур диода.

При E ρ >U к диод закрыт и не шунтирует контур. R э и K 0 велики.

При E ρ

Регулировка изменением коэффициентов включения.

Напряжение с контура подается на делитель Z 1 Z 2 . Изменяя одно из сопротивлений можно менять p 1 .Аналогична схема регулировки p 2 . В качестве сопротивлений можно использовать катушки с переменной индуктивностью или конденсаторы с переменной емкостью. Однако при этом не избежать расстройки контура. Лучшие результаты дает использование аттенюатора с переменным коэффициентом передачи, включенным между каскадами. В качестве аттенюатора применяют регулируемые делители, емкостные делители на варикапах, мостовые схемы.

При |E ρ |<|U 0 | диоды Д 1 и Д 2 открыты, а Д 3 закрыт. Коэффициент передачи максимален. По мере увеличения E ρ динамическое сопротивление диодов Д 1 и Д 2 увеличивается, а Д 3 – уменьшается, уменьшая коэффициент передачи аттенюатора.

Возможно, в качестве управляемого сопротивления использовать полевой транзистор, когда под действием E ρ изменяется сопротивление его канала.

Широкое применение находят аттенюаторы на pin – диодах, обладающие большим диапазоном изменения сопротивления и малой емкостью.

Работа pin – диодов управляется за счет изменения смещения в цепи базы транзистора. При нулевых напряжениях регулировки Д 1 и Д 2 закрыты, а Д 3 открыт (затухание минимально). При E ρ максимальном Д 1 и Д 2 открыты Д 3 закрыт (затухание максимально).

Регулировка K 0 с помощью регулируемой цепи ООС.

ООС вводится в цепь эмиттера транзистора. Глубина обратной связи регулируется за счет изменения емкости варикапа. При увеличении E рег диод сильнее закрывается, при этом уменьшается его емкость, а напряжение ОС увеличивается, уменьшая при этом K 0 .

В последетекторной части приемника способы регулировки K 0 подобны резонансным усилителям. Чаще применяют плавную потенциометрическую регулировку усиления, причем в широкополосных усилителях ее используют обычно в низкоомных цепях. В широкополосных каскадах чаще применяют регулировку усиления с помощью регулируемой ООС.

С помощью регулируемого делителя напряжения осуществляется изменение постоянного напряжения на базе.

Регулировка усиления осуществляется за счет изменения сопротивления переменному току в цепи эмиттера, в результате чего изменяется глубина ООС и усиление каскада.

Напряжение на другой каскад подается через управляемый делитель. Z 2 включает в себя входное сопротивление последующего каскада.

Автоматическая регулировка усиления (АРУ).

АРУ предназначена для поддерживания уровня выходного сигнала приемного устройства или усилителя вблизи некоторого номинального значения при изменении уровня входного сигнала. Использование АРУ необходимо потому, что уровень входного сигнала может меняться достаточно быстро и хаотически, на что невозможно отреагировать с помощью ручной регулировки.

Причин изменения уровня входного сигнала достаточно много:

Изменение расстояния между источником излучения и приемником;

Изменение условий распространения радиоволн;

Перестройка приемника с одной станции на другую;

Изменение взаимонаправленности приемной и передающей антенн; и т.д.

В радиолокационных приемниках к перечисленным причинам можно добавить флюктуации эффективной отражающей поверхности цели, смена целей с различными эффективными поверхностями, случайные изменения поляризации принимаемых волн.

В идеале выходное напряжение приемника должно оставаться постоянным после достижения некоторого значения выходного напряжения, обеспечивающего нормальную работу оконечного устройства. При этом коэффициент усиления должен изменяться по закону

K=U вых мин /U вх при U вх ≥ U вх мин

Схемы АРУ строятся по двум принципам с регулировкой «назад» и с регулировкой «вперед». Иначе их еще называют обратными и прямыми. Обратные системы АРУ (системы с обратной связью) в них точка съема напряжения, формирующего регулирующее воздействие, расположена дальше от входа приемника, чем точка приложения регулирующего воздействия.

В прямых системах АРУ точка съема напряжения запуска АРУ расположена ближе ко входу приемника, чем точка приложения регулирующего напряжения.

Обратные системы АРУ не могут обеспечить полного постоянства U вых, так как оно является входным для системы АРУ и должно содержать информацию для соответствующего изменения регулирующего воздействия. Кроме того, эта система не может обеспечить одновременно большую глубину регулировки при U вых ≈const и высокое быстродействие по соображениям устойчивости. В тоже время эта система защищает от перегрузки все каскады, расположенные от входа дальше, чем точка приложения регулирующего воздействия.

Прямые системы АРУ принципиально могут обеспечить идеальное регулирование, когда U вых ≈const при U вх ≥ U вх мин и сколь угодно высокое быстродействие. Реально же это не выполнимо, так как степень постоянства выходного напряжения обусловлена конкретными данными элементов цепи АРУ и цепей приемника, подверженных технологическим разбросам параметров, временным и режимным изменениям. При использовании данной системы АРУ от перегрузок защищаются каскады расположенные дальше точки приложения регулирующего воздействия.

Сама система АРУ находится под воздействием сигнала с широким динамическим диапазоном, подвержена перегрузке и должна содержать свои обратные связи. Т акая система сама превращается в отдельный канал приемника с достаточно сложной схемой.

На практике большее применение находят обратные системы АРУ, при этом возможно использовать комбинированные системы АРУ.

Структурная схема обратной АРУ может быть представлена в следующем виде

Напряжение регулировки подается на усилитель со стороны выхода. Детектор АРУ обеспечивает пропорциональность E ρ выходному напряжению, т.е. E ρ =K д U вых. Фильтр АРУ отфильтровывает составляющие частот модуляции. Такую схему называют простой АРУ. До или после детектора в цепях АРУ может включаться усилитель и тогда АРУ считается усиленной.

Структурная схема прямой простой АРУ включает те же элементы.

Функциональная схема комбинированной АРУ включает следующие элементы.

Обратная система АРУ образована детектором Д АРУ1 , фильтром Ф 1 и всеми каскадами основного тракта, расположенными между точкой ввода регулирующего напряжения U ρ1 и выходом блока высокой частоты (БВЧ).

В прямую схему АРУ входят детектор Д АРУ2 , фильтр Ф 2 и усилитель постоянного напряжения У АРУ2 . Регулирующее напряжение U ρ2 вводится в БВЧ и УНЧ, который может и отсутствовать. Фильтры Ф 1 и Ф 2 придают цепям АРУ необходимую инерционность, обусловленную как устойчивость АРУ 1 , так и отсутствием демодуляции амплитудно модулированных сигналов в АРУ 1 и АРУ 2 .

Нет необходимости снижать усиление слабых сигналов (U вх < U вх мин), не обеспечивающих номинального выходного напряжения при максимальном усилении всех каскадов. Для придания цепям АРУ пороговых свойств они запираются принудительным смещением и отпираются тогда, когда напряжение входного сигнала превысит напряжение запирания. Как правило напряжения запирания (задержки) подаются на детекторы или усилители (На схеме E 31 и E 32).

Задержка может вводиться по среднему значению сигнала или по максимальному. В цепи АРУ 1 нет специального усилителя и она является не усиленной системой. АРУ 2 система усиленная, она обладает большей глубиной регулирования и способна обеспечивать меньший динамический диапазон выходного сигнала.

При слабом сигнале на входе приемника и максимальном коэффициенте усиления на его выходе прослушиваются шумы, создаваемые внешними помехами и собственными шумами приемника. Для устранения этого дефекта используются бесшумные системы АРУ.

(Л1. Стр. 186-191)

Регулировка радиоэлектронной аппаратуры осуществляется с целью доведения параметров изделий до значений, соответствующих требованиям технических условий, ГОСТов или образцам, принятым за эталон.

Основными задачами регулировки являются компенсация допустимых отклонений параметров элементов устройства, а также выявление ошибок монтажа и других неисправностей.

Регулировка производится двумя методами: по измерительным приборам и сравнением настраиваемого устройства с образцом, которое называется электрическим копированием.

Прежде чем приступить к выполнению регулировочных работ, необходимо изучить устройство, которое подлежит регулировке, ознакомиться с техническими условиями на него, с основными выходными и промежуточными значениями параметров, чертежами общего вида и электрическими схемами. Регулировщик должен знать, в каких условиях будет эксплуатироваться аппаратура и характеристики измерительной техники.

Правильная организация рабочего места регулировщика существенно влияет на сокращение трудовых затрат и повышает качество выполнения регулировочных работ. Для правильной организации технологического процесса регулировки необходимы соответствующая контрольно-измерительная аппаратура и инструмент. Точность применяемой измерительной аппаратуры должна превышать примерно в 3 раза заданную точность настройки. Регулировку аппаратуры осуществляют при помощи универсальных стандартных измерительных и специальных заводских приборов, которые представляют собой различного рода имитаторы, эквиваленты нагрузок, пульты управления. Специальные приборы для регулировочных работ, так называемые нестандартные приборы, имеют целью максимально уменьшить трудоемкости регулировки и сокращение подготовительно-заключительного времени. Поэтому они изготавливаются конкретно для каждого типа радиоэлектронного аппарата.

Особенностью оборудования рабочего места регулировщика является то, что сложность стандартной и нестандартной контрольно-измерительной аппаратуры зачастую превышает сложность регулируемого прибора.

В рабочее место регулировщика при единичном и мелкосерийном производствах входят верстак, стул, стеллаж.

Верстак должен быть удобным и обладать достаточной прочностью и устойчивостью, исключающей дрожание и смещение его во время работы. Верстаки должны устанавливаться на расстоянии, обеспечивающем естественные условия работы и отсутствие взаимного влияния приборов, установленных на них. При расположении в помещении большогоколичества измерительных приборов должны быть приняты меры для отвода от рабочих мест избыточного количества тепла и обеспечение нормальной температуры.

Состав рабочего места определяется сложностью и особенностями конструкции регулируемого прибора. Количество контрольно-измерительных приборов на рабочем месте должно быть минимально необходимым для обеспечения бесперебойной работы в течение смены. Аппаратура на рабочем месте должна быть размещена таким образом, чтобы было удобно пользоваться органами регулировки. Периодически употребляемые приборы должны находиться в поле зрения регулировщика на одном и том же месте.

Освещение рабочего места должно быть правильным и достаточным, требуемая освещенность определяется действующими санитарными нормами и характером выполняемой работы. При естественном и искусственном освещении рабочие места и источники света рекомендуется размещать так, чтобы свет падал слева или спереди. В случае местного освещения свет должен падать равномерно, он не должен слепить глаза, создавать блики на шкалах приборов, не затруднять наблюдение за световыми индикаторами; тень не должна падать на места и органы регулировки. Мерцающий свет недопустим, так как он утомителен для глаз, спектральный состав света должен соответствовать рекомендациям врачей и светотехников. При недостаточном общем освещении необходимо предусмотреть дополнительное местное освещение.

Минимальные размеры верстака 1200X900 мм, по высоте он должен быть рассчитан на регулировщика высокого роста. При работе стоя для регулировщика более низкого роста должны быть предусмотрены подставки соответствующей конструкции. Для работы сидя должны применяться стулья с вращающимся вокруг вертикальной оси сидением, высота которого регулируется при помощи винтового устройства.

Рабочее место должно удовлетворять требованиям техники электробезопасности. В частности, то место верстака, на котором производится регулировка, должно быть выполнено из электроизоляционного материала. К минимуму должна быть сведена вероятность касания регулировщиком заземленных частей верстака в процессе регулировки. При работе с аппаратурой, находящейся под высоким напряжением, на пол под верстак должен быть положен резиновый коврик. На рабочем месте должна быть предусмотрена возможность обесточивания аппаратуры. Корпуса измерительных приборов должны быть надежно заземлены проводами соответствующих марок и сечения. Заземляющие провода следует располагать таким образом, чтобы регулировщику был виден весь провод от корпуса прибора до места его заземления. Сетевые шланги приборов должны быть без оголенных участков провода и разлохмаченной изоляции и должны иметь вилки, предохраняющие регулировщика от поражения электрическим током при их вставлении или вынимании из розетки.

На Рис. 2.1 показана одна из возможных конструкций рабочего места. Конструкция сборно-разборная, состоит из типовых элементов. Угловая форма верстака и соответствующеерасположение приборов расширяют угол обзора до 180° и позволяют регулировщику работать в более удобной позе, чем при расположении приборов в линию. В левой тумбочке стола расположен блок питания с автоматическим регулятором напряжения, а в правой - ящики для хранения инструментов и деталей.

Рис. 2.1. Рабочее место регулировщика радиоэлектронной аппаратуры.

Наличие верхней полки, установленной на кронштейнах, дает возможность разместить на рабочем месте большее количество измерительных приборов.

Выбранная форма верстака позволяет рационально использовать производственные площади, при этом возможно расположение рабочих мест «крестами» по четыре или в линию.

Комплексное рабочее место регулировщика (Рис. 2.2) состоит из верстака-1, стеллажа-2 и стола-тележки 4. Из указанных элементов можно выполнить ряд различных компоновок рабочих мест регулировщика. Вариант компоновки подбирается в зависимости от габаритов регулируемого изделия, количества примененных измерительных приборов и общей планировки размещения рабочих мест.

Рис. 2.2. Компоновка рабочего места регулировщика из отдельных

функциональных элементов.

Рабочий стол (1200X^50X1200 мм) имеет подвесную тумбу с четырьмя выдвижными ящиками и подвесной блок питания, которые взаимозаменяемы. В столе имеются две выдвижные полки, расположенные слева и справа под столешницей. Для дополнительного размещения измерительной аппаратуры на столе имеется откидная полка 3, укрепленная на вертикальных стойках.

В нерабочем положении на полке может крепиться рабочая документация.

Стол-тележка (750X300X780 мм), равный по высоте рабочему столу, позволяет при необходимости увеличить площадь рабочего стола и может быть использован для доставки и перемещения приборов и -аппаратуры.

Стеллаж предназначен для размещения приборов и устанавливается сзади или сбоку стола. Средняя полка стеллажа регулируемая и может быть установлена на высоте рабочего стола или в другом требуемом положении.

Рабочий стол и стеллаж имеют регулируемые опоры с резиновыми подпятниками. Все элементы выполнены с применением деталей системы универсально-сборных каркасных конструкций (УСКК) - прямоугольного трубчатого профиля и соединительных угольников. При необходимости каркасы рабочих элементов могут быть разобраны и использованы в других компоновках.

С.р.Тема1 Испытания радиоэлектронной аппаратуры

(Г. В. Ярочкина. Радиоэлектронная аппаратура и приборы. Монтаж и регулировка, стр. 191-194)

Тема 2 Условия эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и приборов и влияние различных факторов на работоспособность радиоаппаратуры.

(Г. В. Ярочкина. Радиоэлектронная аппаратура и приборы. Монтаж и регулировка. Стр. 194-197)

К атегория:

Производство радиоаппаратуры

Регулировка и выходной контроль радиоаппаратуры

Для нормальной работы радиоаппаратуры необходимо, чтобы параметры всех ее блоков, изготовленных в отдельности, соответствовали заданным техническим требованиям. Для этого каждый блок перед включением его в совместную работу с другими блоками должен пройти регулировку.

Регулировка состоит в том, чтобы, не изменяя схемы и конструкции, получить заданные параметры; ее ведут при помощи регулировочных элементов (переменных резисторов, конденсаторов переменной емкости, сердечников катушек индуктивности и т. д.).

Для правильной организации процесса регулировки необходима соответствующая измерительная аппаратура и инструмент. Точность применяемой измерительной аппаратуры должна превышать примерно на порядок заданную точность настройки.

Регулировку аппаратуры осуществляют при помощи универсальной измерительной аппаратуры и специальной заводской оснастки, которая представляет собой различного рода имитаторы, эквиваленты нагрузок, пульты управления.

При работе с блоками высокой частоты в ряде случаев регулировку производят в экранированной камере, которая способствует устранению индустриальных помех и помех от электромагнитных полей мощных радиостанций. Каркас экранированной камеры из сухого дерева установлен на изоляторы и обтянут с внутренней и наружной сторон двумя изолированными друг от друга металлическими (из красной меди или латуни) лужеными сетками. Сетки лудят для получения надежного электрического контакта в местах переплетения отдельных проволок. Внутри камеры настилают деревянный пол. Двери для входа в камеру также обтягивают с двух сторон сеткой и по периметру обивают пружинящей латунной сеткой, создающей электрическую неразрывность при закрывании дверей.

Внутри экранированной камеры оборудуют рабочий стол с комплектом необходимой измерительной аппаратуры и штепселями для включения питания. Стол покрывают листом белой жести или алюминия толщиной 0,8-1 мм и присоединяют к общей точке заземления камеры.

Особо ответственной является разработка рабочего места регулировщиков аппаратуры на заводах серийного производства. Например, применение индивидуальных генераторов стандартных сигналов на каждом рабочем месте регулировщика при поточно-массовом производстве вызывает ряд неудобств, связанных с затратой лишнего времени на перестройку генератора. Помимо этого, частые перестройки индивидуальных генераторов стандартных сигналов в процессе настройки увеличивают погрешности установки частоты. Чтобы избежать указанных недостатков, применяют централизованную подачу стандартных частот от кварцевого генератора по высокочастотным линиям на рабочие места регулировщиков, расположенные вдоль конвейера.

Основные рабочие инструменты регулировщика - специальная отвертка из прочного электроизоляционного материала с металлической вставкой и пробная палочка.

Отвертку из электроизоляционного материала применяют, чтобы в процессе регулировки не вносить в схему устройства дополнительной емкости и не изменять характеристики контуров внесением металла внутрь катушки индуктивности. Кроме того, отвертка исключает возможность случайных замыканий внутри схемы и попадания регулировщика под высокое напряжение.

Пробная палочка представляет собой фибровый или эбонитовый брусок, у которого один конец снабжен стержнем из магнитоди-электрика, а второй имеет латунный или алюминиевый пустотелый цилиндр. Палочка служит для определения относительной точности настройки контуров в резонанс.

При регулировке радиоэлектронной аппаратуры следует выполнять следующие основные правила техники безопасности:
— помнить, что напряжение выше 30 в опасно для жизни; твердо знать все элементы, находящиеся под высоким напряжением;
— обязательно подкладывать под ноги резиновый коврик при работе с аппаратурой, находящейся под напряжением;
— не соединять искусственными замыкателями блокировочные контакты приборов;
— не попадать в зону облучения при работе с мощными СВЧ генераторами.

Среднюю долю дефектности q’ в принятых партиях называют средним выходным качеством.

Наибольшую возможную при заданном контроле среднюю долю дефектности в принятой партии называют предельным средним выходным качеством.

Выходной контроль бывает сплошным или выборочным.

При сплошном контроле проверке подвергается каждая единица партии, а при выборочном - часть продукции, и по полученным результатам судят о годности всей предъявляемой партии.

Выбор метода выходного контроля определяется, главным образом, характером причин, приводящих к браку, тщательностью мер по профилактике брака и др.

Основные этапы простейшего выборочного выходного контроля: извлечение выборки из партии; проверка изделий, входящих в выборку; принятие решения о качестве партии.

После проведения выборочного контроля возможны три вида решений: принять партию, продолжить контроль (извлечь одну или еще несколько выборок), забраковать партию.

Если партия изделий забракована, она может быть подвергнута либо сплошной проверке, либо полностью изъята или возвращена исполнителю для разбраковки и исправления.

Важным обстоятельством при выборочном контроле является установление числа изделий, подлежащих контролю, а также правил, на основе которых принимается решение о годности партии. При принятом решении сопоставляют число обнаруженных в выборке или же нескольких выборках изделий с некоторым предельным числом, установленным на основе предварительного расчета, которое называется браковочным числом С, т. е. партия считается годной, если в выборке обнаружено С или менее дефектных изделий. Когда количество дефектных изделий равно С -f 1 или более, партию бракуют.

Дистанционное управление подвижными моделями основано на взаимодействии человека и модели. Пилот видит положение модели в пространстве и ее скорость. При помощи аппаратуры дистанционного управления он отдает команды на исполнительные устройства модели, которые поворачивают рули или управляют двигателями, тем самым пилот изменяет положение и направление движения модели в соответствии со своим желанием. Передача команд от пилота к модели происходит в большинстве своем по радиоканалу. Исключение можно встретить лишь для комнатных моделей, где наряду с радио используется инфракрасное излучение, а также очень редко для управления подводными аппаратами используется ультразвук.

Аппаратура радиоуправления состоит из передатчика, который находится у пилота, и размещенных на модели приемника и исполнительных механизмов. Данная статья поможет получить представление о том, как работает передатчик и какой передатчик нужен вам.

Конструктивные разновидности передатчиков

По конструкции органов управления, на которые, собственно, воздействуют пальцы пилота, передатчики делятся на джойстиковые и пистолетного типа. В первых установлено, как правило, два двухкоординатных джойстика. Такие передатчики используются для управления летающими моделями. В джойстиковых передатчиках ручка имеет встроенные пружины, которые возвращают ее после отпускания в нейтральное положение. Как правило, одно из направлений какого-то джойстика используется для управления тяговым мотором, - в нем нет возвратной пружины. При этом ручка поджата трещеткой (для самолетов) или гладкой тормозящей пластиной (для вертолетов). С помощью таких передатчиков можно успешно управлять также плавающими и ездящими моделями, однако для них придуманы специальные передатчики пистолетного типа. Здесь рулевое колесо управляет направлением движения модели, а курок - ее двигателем и тормозами.

В последние годы появились передатчики с одним двухкоординатным джойстиком. Они относятся к категории дешевых аппаратов и могут использоваться для управления как упрощенной летающей, так и наземной техники. Продуктивно их можно использовать только на самом начальном уровне. Аналогичное назначение и у передатчиков с двумя однокоординатными джойстиками:

Чтобы закончить с конструктивными разновидностями добавим еще разделение джойстиковых передатчиков на моноблочные и модульные. Если первые полностью укомплектованы всеми компонентами и сразу готовы к применению, то модульные представляют из себя основу, в которую пилот по своему усмотрению добавляет нужные ему дополнительные органы управления:

Существует две манеры удержания передатчика. Пультовые передатчики вешаются на шею пилота с помощью специального ремня или столика-подставки. Руки пилота опираются на корпус передатчика, а каждый джойстик управляется двумя пальцами - указательным и большим. Это так называемая европейская школа. Ручной передатчик пилот держит в руках, а каждый джойстик управляется одним большим пальцем. Эту манеру относят к американской школе.

Ручной передатчик можно тоже держать в руках и управлять им по-европейски. Можно также использовать его и в пультовом варианте, если к нему купить специальный столик-подставку. Столик не хуже фирменного можно сделать самому . Такие столики требуются и для некоторых пультовых передатчиков. Какая манера более распространена у нас, зависит от возраста пилота. Молодежь, по нашим наблюдениям, более склонна к американским обычаям, а старшее поколение - к консерватизму Европы.

Количество каналов и раскладка ручек управления

Для управления движущимися моделями требуется воздействие одновременно на несколько функций. Поэтому передатчики радиоуправления делают многоканальными. Рассмотрим количество и предназначение каналов.

Для авто и судомоделей нужно два канала: управление направлением движения и оборотами двигателя. Навороченные пистолетные передатчики имеют еще и третий канал, который может использоваться для управления смесеобразованием ДВС (радиоигла).

Для управления простейшими летающими моделями тоже могут использоваться два канала: рули высоты и элероны у планеров и самолетов, или руль высоты и направления. Для дельтапланов используют управление по крену и мощностью мотора. Также эта схема применяется и на некоторых простейших планерах - руль поворота и включение двигателя. Такие двухканальные передатчики можно использовать для парковых моделей и электролетов начального уровня. Однако для полноценного управления самолетом нужно не менее четырех, а вертолетом - пяти каналов. Для самолетов на два двухкоординатных джойстика выводятся функции управления рулем высоты, направления, элеронами и газом двигателя. Конкретная раскладка функций по джойстикам бывает двух типов: Mode 1 - руль высоты слева по вертикали и руль направления по горизонтали, газ справа по вертикали и крен по горизонтали; Mode 2 - газ слева по вертикали и руль направления по горизонтали, руль высоты справа по вертикали и крен по горизонтали. Есть еще Mode 3 и 4, но они мало распространены.

Mode 1 еще называют двуруким вариантом, а Mode 2 - одноруким. Эти названия следуют из того, что в последнем варианте можно довольно долго управлять самолетом одной рукой, держа в другой банку пива. Споры моделистов о преимуществах той или иной схем не стихают много лет. Авторам эти споры напоминают дискуссию о преимуществах блондинок над брюнетками. В любом случае, большинство передатчиков легко перестраиваются с одной раскладки на другую.

Для эффективного управления вертолетом нужно уже пять каналов (не считая канала управления чувствительностью гироскопа). Здесь имеет место совмещение двух функций на одно направление джойстика (как это происходит, мы рассмотрим позднее). Раскладки ручек во многом аналогичны самолетным. Среди особенностей можно отметить ручку газа, которую некоторые пилоты инвертируют (минимальный газ - вверху, максимальный - внизу), так как считают это более удобным.

Выше рассматривалось минимально необходимое число каналов для управления движением моделей. Но функций управления моделями может быть очень много. Особенно на моделях копиях. На самолетах это может быть управление уборкой шасси, закрылками и другой механизацией крыла, бортовыми огнями, тормозами колес шасси. Еще больше функций у моделей-копий кораблей, имитирующих различные механизмы реальных судов. На планерах используют управление флаперонами и воздушными тормозами (интерцепторами), убираемыми шасси и другие функции. На вертолетах используют еще управление чувствительностью гироскопа, убираемым шасси и другими дополнительными функциями. Для управления всеми этими функциями выпускаются передатчики с числом каналов 6, 7, 8 и до 12. Кроме того, в модульных передатчиках имеется возможность наращивания числа каналов.

Здесь надо отметить, что каналы управления бывают двух типов - пропорциональные и дискретные. Проще всего пояснить это на автомобиле: газ - это пропорциональный канал, а свет фар - дискретный. Сейчас дискретные каналы используются только для управления вспомогательными функциями: включение фар, выпуск шасси. Все основные функции управления идут по пропорциональным каналам. При этом величина отклонения руля на модели пропорциональна величине отклонения джойстика на передатчике. Так вот, в модульных передатчиках есть возможность расширения числа как пропорциональных, так и дискретных каналов. Как это делается технически, мы рассмотрим позднее.

С многоканальностью связана одна принципиальная эргономическая проблема. У человека всего две руки, которые могут управлять одновременно только четырьмя функциями. На настоящих самолетах еще используют ноги пилотов (педали). Моделисты еще к этому не пришли. Поэтому управление остальными каналами осуществляется от отдельных тумблеров у дискретных каналов или ручек - у пропорциональных, либо эти вспомогательные функции получают путем вычисления из основных. Кроме того, сигналы управления моделью также могут не прямо управляться от джойстиков, а проходить предварительную обработку.

Обработка управляющих сигналов и микширование

По прочтении предыдущих глав надеемся, вы смогли разобраться в двух главных моментах:

передатчик можно держать по-разному, но главное - чтобы его не выронить
в передатчиках бывает много каналов, а управляться надо всегда только при помощи двух рук, что порой бывает не очень просто

Теперь, когда есть предварительное понимание, рассмотрим еще несколько практических моментов, которые реализуют передатчики:

триммирование
регулирование чувствительности ручек
реверс каналов
ограничение расходов рулевых машинок
микширование
другие функции

Триммирование - очень важная вещь. Если управляя моделью вы отпустите ручки передатчика, то пружины вернут их в нейтральное положение. Вполне логично ожидать, что модель при этом станет перемещаться прямо. Однако на практике это не всегда так. Причин тому много. Например, если вы запускаете только что построенный самолет, то вы можете неправильно учесть вращательный момент от двигателя, да и вообще модель редко бывает идеально симметричной и правильной формы. В результате - даже если рули стоят с виду ровно, модель все равно полетит не прямо, а как-то иначе. Чтобы исправить ситуацию, положение рулей надо будет подкорректировать. Но вполне понятно, что делать это прямо на модели во время запусков очень непрактично. Гораздо проще было бы чуть сдвинуть ручки передатчика в нужных направлениях. Именно для этого и придумали триммеры! Это такие маленькие дополнительные рычажки по бокам джойстиков, которые задают их смещение. Теперь, если надо подкорректировать нейтральное положение рулей на модели, достаточно всего лишь воспользоваться нужным триммером. Причем, что особенно ценно, триммирование можно проводить прямо на ходу, во время запусков, наблюдая за реакцией модели. Если вы обнаружите, что изначально модель в триммировании не нуждается - считайте что вам крупно повезло.

Регулирование чувствительности ручки - вполне понятная функция. Когда вы настраиваете управление под конкретную модель, вам надо установить такую чувствительность, чтобы управление было для вас наиболее комфортным. В противном случае, модель будет реагировать на ручки передатчика слишком резко или, напротив, слишком вяло. Более "продвинутые" модели позволяют устанавливать экспоненциальную функцию чувствительности ручек передатчика, чтобы точнее "рулить" при слабых отклонениях.

Если мы теперь мысленно перенесемся на модель, то мы обнаружим, что в зависимости от того, как установлены рулевые машинки и как подсоединены тяги, нам может потребоваться изменить их направление работы. Для этого все передатчики позволяют независимо реверсировать каналы управления.

Сама механика модели может иметь ограничения, поэтому иногда требуется ограничивать ход рулевых машинок. Для этого многие передатчики имеют отдельную функцию ограничения хода, хотя при ее отсутствии можно попытаться обойтись регулировкой чувствительности ручек.

Теперь пора коснуться более сложных моментов и рассказать вам, что такое микширование.

Иногда может потребоваться, чтобы рулевая машинка на модели управлялась одновременно от нескольких ручек передатчика. Хорошим примером может служить летающее крыло, где оба элерона управляют высотой и креном модели, т.е. движение каждого зависит от перемещения на передатчике ручки высоты и ручки крена. Такие элероны называют элевонами:

Когда мы управляем высотой, оба элевона отклоняются одновременно вверх или вниз, а когда управляем креном - элевоны работают в противофазе.

Сигналы элевонов считаются как полусумма и полуразность сигналов высоты и крена:

Элевон1 = (высота + крен) / 2
Элевон2 = (высота - крен) / 2

Т.е. сигналы от двух каналов управления смешиваются и передаются после этого на два канала исполнения. Такие вычисления, где задействуются данные с нескольких ручек управления, называются микшированием.

Микширование может быть реализовано как в передатчике, так и на модели. А сама реализация может быть как электронной, так и механической.

Специально для новичков (за исключением вертолетчиков) хочется отметить, что модели, с которых вы будете начинать, скорее всего не потребуют для своей работы микшеров. Более того, возможно, что наличие микшеров не потребуется вам очень долго (а может они вам и вообще никогда не понадобятся). Так что если вы решите приобрести себе простенькую 4-канальную джойстиковую аппаратуру, или 2-канальную пистолетную, то расстраиваться из-за отсутствующих микшеров не стоит.

В хороших передатчиках верхнего ценового диапазона вы найдете массу других функций. Степень их нужности для той или иной модели - вопрос дискуссионный. Чтобы составить себе представление о них, можно почитать описание таких передатчиков на сайтах производителей.

Аналоговые и компьютерные передатчики

Чтобы понять разницу между аналоговыми и компьютерными передатчиками, обратимся к более жизненному примеру. Лет пятнадцать назад начали распространяться программируемые телефоны. От обычного они отличались тем, что помимо разговора и определения номера звонящего абонента, позволяли запрограммировать на одну кнопку набор целого номера, или составить "черный список" абонентов, на звонки которых телефон не реагировал. Появилась куча дополнительных сервисов, которые простому абоненту часто были не нужны. Так вот, аналоговый передатчик - это как простой телефон. В нем обычно не более 6 каналов. Как правило, реализованы простейшие из описанных выше сервисов: имеется реверс каналов (иногда не всех), триммирование и регулировка чувствительности (обычно, на первые 4 канала), установка крайних значений канала газа (холостого хода и максимальных оборотов). Регулировки осуществляются переключателями и потенциометрами, иногда при помощи маленькой отверточки. Такие аппараты просты в освоении, но их гибкость в эксплуатации ограничена.

Компьютерная аппаратура характеризуется тем, что все настройки в них можно запрограммировать при помощи кнопок и дисплея так же, как на программируемых телефонах. Сервисов здесь может быть море. Из основных стоит отметить следующие:

Наличие памяти на несколько моделей. Очень удобная вещь. Можно запомнить все настройки микшеров, реверсов и расходов, чтобы не перестраивать передатчик, когда вы решите его использовать с другой моделью.
Запоминание значений триммеров. Весьма удобная функция. Вы можете не беспокоится, что при транспортировке триммеры случайно собьются, и вам придется вспоминать их положение. Перед запуском модели достаточно будет всего лишь проверить, что триммеры установлены "по центру".
Большое количество встроенных микшеров и переключателей режимов работы позволит реализовать самые разнообразные функции на сложных моделях.
Наличие дисплея заметно облегчает настройку аппаратуры.

По количеству функций и цене компьютерная аппаратура варьируется в довольно широких пределах. Конкретные возможности лучше всегда смотреть на сайте производителя или в инструкции.

Самые дешевые аппараты могут идти с минимумом функций, и ориентированы в первую очередь на удобство эксплуатации. Это в первую очередь память моделей, цифровые триммеры и пара микшеров.

Боле сложные передатчики, как правило, отличаются количеством функций, расширенным дисплеем и дополнительными режимами кодирования данных (для защиты от помех и повышения скорости передачи информации).

Топовые модели компьютерных передатчиков имеют графические дисплеи большой площади, в некоторых случаях даже с сенсорным управлением:

Такие модели имеет смысл покупать ради удобства пользования или ради каких-то особенно хитрых функций (которые могут понадобится, только если вы захотите серьезно заниматься спортом). Навороченность приводит к тому, что топовые модели уже конкурируют между собой не по числу функций, а по удобству программирования.

Многие компьютерные передатчики имеют сменные модули памяти настроек моделей, которые позволяют расширить встроенную память, а также легко переносить настройки модели с одного передатчика на другой. Ряд моделей предусматривают смену программы управления, путем замены специальной платы внутри передатчика. При этом можно изменить не только язык подсказок меню (русского языка, кстати, авторы не встречали), но и установить в передатчик более свежее программное обеспечение с новыми возможностями.

Надо отметить, что гибкость в использовании компьютерной аппаратуры имеет и отрицательные черты. Один из авторов подарил недавно теще программируемый телефон, так она с его программированием повозилась с недельку и вернула с просьбой купить ей простой, как она говорит "нормальный телефон".

Принципы формирования радиосигнала

Сейчас мы отойдем от проблем моделизма и рассмотрим вопросы радиотехники, а именно, как информация от передатчика попадает на приемник. Тем, кто не очень понимает, что такое радиосигнал, эту главу можно пропустить, обратив внимание лишь на приведенные в конце важные рекомендации.

Итак, основы модельной радиотехники. Для того, чтобы излучаемый передатчиком радиосигнал мог переносить полезную информацию, он подвергается модуляции. То есть управляющий сигнал изменяет параметры несущей радиочастоты. На практике нашли применение управление амплитудой и частотой несущей, обозначаемые буквами АМ (Amplitude Modulation) и FM (Frequency Modulation). В радиоуправлении используется только дискретная двухуровневая модуляция. В варианте АМ несущая имеет либо максимальный, либо нулевой уровень. В варианте FM излучается сигнал постоянной амплитуды, либо с частотой F, либо с чуть смещенной частотой F +df. Сигнал FM передатчика напоминает сумму двух сигналов двух АМ передатчиков, работающих в противофазе на частотах F и F +df соответственно. Из этого можно понять даже не углубляясь в тонкости обработки радиосигнала в приемнике, что в одинаковых помеховых условиях FМ сигнал имеет принципиально большую помехозащищенность, чем АМ сигнал. АМ аппаратура, как правило, дешевле, однако разница не очень велика. В настоящее время использование АМ аппаратуры оправдано только для тех случаев, когда расстояние до модели относительно невелико. Как правило, это справедливо для автомоделей, судомоделей и комнатных авиамоделей. Вообще, летать с использованием AM-аппаратуры можно лишь с большой опаской и вдали от промышленных центров. Аварии обходятся слишком дорого.

Модуляция, как мы установили, позволяет наложить на излучаемую несущую полезную информацию. Однако в радиоуправлении используется только многоканальная передача информации. Для этого все каналы уплотняются в один посредством кодирования. Сейчас для этого используется только широтно-импульсная модуляция, обозначаемая буквами РРМ (Pulse Phase Modulation) и импульсно-кодовая модуляция, обозначаемая буквами РСМ (Pulse Code Modulation). Из-за того, что для обозначения кодирования в многоканальном радиоуправлении и для наложения информации на несущую используется слово "модуляция", часто путают эти понятия. Теперь то вам должно стать понятно, что это "две большие разницы", как любят говорить в Одессе.

Рассмотрим типовой РРМ сигнал пятиканальной аппаратуры:

РРМ сигнал имеет фиксированную длину периода Т=20мс. Это означает, что информация о положениях ручек управления на передатчике попадает на модель 50 раз в секунду, что определяет быстродействие аппаратуры управления. Как правило, этого хватает, поскольку скорость реакции пилота на поведение модели намного меньше. Все каналы пронумерованы и передаются по порядку номеров. Значение сигнала в канале определяется величиною временного промежутка между первым и вторым импульсом - для первого канала, между вторым и третьим - для второго канала и т.д.

Диапазон изменения величины временного промежутка при движении джойстика из одного крайнего положения в другое определен от 1 до 2мс. Значение 1,5 мс соответствует среднему (нейтральному) положению джойстика (ручки управления). Продолжительность межканального импульса составляет около 0,3 мс. Данная структура РРМ сигнала является стандартной для всех производителей RC-аппаратуры. Значения среднего положения ручки у разных производителей может немного отличаться: 1,52 мс - у Futaba , 1,5мс - у Hitec и , 1,6 - у Multiplex . Диапазон изменения у некоторых видов компьютерных передатчиков может быть шире, и достигать от 0,8 мс до 2,2 мс. Однако такие вариации допускают смешанное использование компонентов аппаратуры от разных производителей, работающих в режиме РРМ кодирования.

Как альтернатива РРМ-кодированию лет 15 назад было разработано РСМ-кодирование. К сожалению, различные производители RC-аппаратуры не смогли договориться о едином формате РСМ-сигнала, и каждый производитель придумал свой. Подробнее о конкретных форматах РСМ-сигналов аппаратуры разных фирм рассказано в статье "PPM или PCM? ". Там же приведены преимущества и недостатки РСМ кодирования. Здесь мы только упомянем лишь следствие различных форматов: в режиме РСМ можно использовать совместно только приемники и передатчики одного производителя.

Несколько слов про обозначения режимов модуляции. Комбинации из двух видов модуляции несущей и двух способов кодирования рождают три варианта режимов аппаратуры. Три потому, что амплитудная модуляция совместно с импульсно-кодовой не используется, - нет смысла. Первая обладает слишком плохой помехозащищенностью, что является главным смыслом применения импульсно-кодовой модуляции. Эти три комбинации часто обозначают так: АМ, FM и PCM. Понятно, что в АМ - амплитудная модуляция и РРМ-кодирование, в FM - частотная модуляция и РРМ-кодирование, ну а в РСМ - частотная модуляция и РСМ-кодирование.

Итак, вы теперь знаете, что:

использование АМ аппаратуры оправдано только для автомоделей, судомоделей и комнатных авиамоделей.
летать с использованием AM-аппаратуры можно лишь с большой опаской и вдали от промышленных центров.
можно использовать компоненты аппаратуры от разных производителей, работающих в режиме РРМ кодирования.
в режиме РСМ можно использовать совместно только приемники и передатчики одного производителя.

Модульное расширение

Модульные передатчики выпускают преимущественно в пультовом исполнении. В этом случае на панели пульта много места, где можно разместить дополнительные ручки, тумблеры и другие органы управления. Из других случаев упомянем о модуле для управления двухмоторным катером, либо танком. Он устанавливается вместо двухкоординатного джойстика и очень похож на рычаги фрикционов гусеничного трактора. С его помощью можно разворачивать такие модели на пятачке:

Теперь объясним, как происходит уплотнение каналов при модульном расширении их числа. Разными производителями выпускаются модули, позволяющие по одному основному каналу передавать до 8 пропорциональных, либо дискретных дополнительных каналов. При этом в передатчик устанавливается модуль кодера с восемью ручками или тумблерами, занимающий один из основных каналов, а к приемнику в гнездо этого канала включается декодер, имеющий восемь пропорциональных либо дискретных выходов. Принцип уплотнения сводится к последовательной передаче через данный основной канал по одному дополнительному в каждом 20-ти миллисекундном цикле. То есть, информация обо всех восьми дополнительных каналах с передатчика на приемник попадет только через восемь циклов сигнала - за 0,16 секунды. По каждому разуплотненному каналу декодер выдает выходной сигнал как и по обычному - один раз в 0,02 секунды, повторяя одно и тоже значение восемь раз. Отсюда видно, что уплотненные каналы обладают намного меньшим быстродействием и их нецелесообразно задействовать для управления быстрыми и важными функциями управления модели. Таким способом можно создавать и 30-канальные комплекты аппаратуры. Для чего это надо? В качестве примера приведем перечень функций модуля освещения и сигнализации модели-копии магистрального тягача:

Габаритные огни
Дальний свет
Ближний свет
Фара-искатель
Стоп-сигнал
Включение заднего хода (две последние функции срабатывают автоматически от положения управления газом)
Левый поворот
Правый поворот
Освещение кабины
Клаксон
Проблесковый маячок

Модульные передатчики чаще используют копиисты, для которых важнее зрелищность поведения модели, реалистичность того, как она выглядит, а не ее динамика поведения. Для модульных передатчиков выпускается большое количество разнообразных модулей целевого назначения. Упомянем здесь лишь блок триммирования элеронов пилотажных моделей. В отличие от моноблочных передатчиков, где параметры управления в режимах "флаперонов", воздушного тормоза - (по нашему "крокодил", а на западе "баттерфляй") и дифференциального отклонения программируются в меню, здесь каждый параметр выведен на свою ручку. Это позволяет вести настройку непосредственно в воздухе, т.е. не отводя взгляда от летящей модели. Хотя это тоже дело вкуса.

Устройство передатчика

Передатчик аппаратуры радиоуправления состоит из корпуса, органов управления (джойстики, ручки, тумблеры и т.п.) платы кодера, ВЧ-модуля, антенны и батареи аккумуляторов. Кроме того, в компьютерном передатчике есть дисплей и кнопки программирования. Пояснения по корпусу и органам управления давались выше.

На плате кодера собрана вся низкочастотная схема передатчика. Кодер последовательно опрашивает положение органов управления (джойстиков, ручек, тумблеров и т.п.) и в соответствии с ним формирует канальные импульсы РРМ (или РСМ) сигнала. Здесь же вычисляются все микширования и другие сервисы (экспонента, ограничение хода и т.п.). С кодера сигнал попадает на ВЧ-модуль и тренерский разъем (если он есть).

ВЧ-модуль содержит высокочастотную часть передатчика. Здесь собран задающий кварцевый генератор, определяющий частоту канала, частотный либо амплитудный модулятор, усилитель-выходной каскад передатчика, цепи согласования с антенной и фильтрации внеполосных излучений. В простых передатчиках ВЧ-модуль собран на отдельной печатной плате и размещен внутри корпуса передатчика. В более продвинутых моделях ВЧ-модуль размещен в отдельном корпусе и вставляется в нишу на передатчике:

В этом случае сменный кварц отсутствует, а несущая радиосигнала формируется специальным синтезатором частоты. Частота (канал), на которой будет работать передатчик, задается при помощи переключателей на ВЧ-блоке. Некоторые топовые модели предатчиков умеют устанавливать частоту синтезатора прямо из меню программирования. Такие возможности позволяют без проблем разносить пилотов на разные каналы в любых комбинациях заездов и туров соревнований.

Практически на всех передатчиках радиоуправления используется телескопическая антенна. В развернутом виде она достаточно эффективна, а в свернутом - компактна. В отдельных случаях допускается заменять штатную антенну на укороченную спиральную, производимую многими фирмами, либо самодельную.

Она намного удобнее в пользовании и более живуча в условиях суеты соревнований. Однако, в силу законов радиофизики, ее эффективность всегда ниже, чем у штатной телескопической, и ее не рекомендуется использовать для летающих моделей в сложной помеховой обстановке крупных городов.

Во время использования телескопическая антенна обязательно должна быть вытянута на полную длину, иначе дальность и надежность связи резко падают. Со сложенной антенной перед полетами (заездами) проверяют надежность радиоканала, - на расстоянии до 25-30 метров аппаратура должна работать. Складывание антенны обычно не повреждает работающий передатчик. В практике имелись единичные случаи выхода ВЧ-модуля из строя при складывании антенны. По-видимому, они были обусловлены некачественными комплектующими и с такой же вероятностью могли случиться вне зависимости от складывания антенны. И еще, телескопическая антенна передатчика плохо излучает сигнал в направлении своей оси. Поэтому старайтесь не направлять антенну на модель. Особенно, если она далеко, а помеховая обстановка плохая.

В большинстве даже простых передатчиков предусмотрена функция "тренер-ученик", позволяющая проводить обучение начинающего пилота более опытным. Для этого два передатчика соединяются кабелем между собой через специальный "тренерский" разъем. Включается передатчик тренера в режим излучения радиосигнала. Передатчик ученика радиосигнал не излучает, а РРМ-сигнал с его кодера передается по кабелю на передатчик тренера. На последнем имеется переключатель "тренер - ученик". В положении "тренер" на модель передается сигнал о положении ручек тренерского передатчика. В положении "ученик" - с передатчика ученика. Поскольку переключатель находится в руках тренера, тот в любой момент перехватывает управление моделью на себя и тем самым подстраховывает новичка, не давая ему "сделать дрова". Так ведется обучение пилотированию летающих моделей. На тренерский разъем выведен выход кодера, вход переключателя "тренер-ученик", земля, и контакты управления питанием кодера и ВЧ-модуля. В некоторых моделях при подключении кабеля включается питание кодера при выключенном питании передатчика. В других при закорачивании управляющего контакта на землю выключается ВЧ-модуль при включенном питании передатчика. Помимо основной функции тренерский разъем используется для подключения передатчика к компьютеру при эксплуатации с симулятором.

Питание передатчиков стандартизовано, и осуществляется от батареи никель-кадмиевых (или NiMH) аккумуляторов с номинальным напряжением 9,6 вольт, т.е. от восьми банок. Отсек под аккумулятор в разных передатчиках имеет разный размер, а значит, готовая батарея от одного передатчика может не подойти к другому по габаритам.

В простейших передатчиках могут использоваться обычные одноразовые батарейки. Для регулярного использования это разорительно.

Топовые модели передатчиков могут иметь дополнительные узлы, полезные моделисту. Multiplex например, в свою 4000 модель встраивает панорамный сканирующий приемник, позволяющий перед полетами посмотреть наличие излучений в диапазоне частот. Некоторые передатчики имеют встроенный (с выносным датчиком) тахометр. Есть варианты тренерского кабеля, выполненного на основе оптоволокна, что гальванически развязывает передатчики и не создает помех. Есть даже средства беспроводного связывания тренера с учеником. На многих компьютерных передатчиках имеются сменные модули памяти, где хранится информация о настройках моделей. Они позволяют расширить набор запрограммированных моделей и переносить их с передатчика на передатчик.

Итак, теперь вы знаете, что:

путем замены кварцев, можно менять канал аппаратуры в пределах рабочего диапазона
путем замены сменного ВЧ-модуля легко перейти с одного диапазона на другой.
ВЧ-модули рассчитаны на работу только с одним видом модуляции: амплитудной либо частотной.
во время использования телескопическая антенна обязательно должна быть вытянута на полную длину, иначе дальность и надежность связи резко падают.
складывание антенны не повреждает работающий передатчик.

Заключение

Прочитав краткое введение в тему передатчиков аппаратуры радиоуправления вы примерно представили, какой передатчик нужен именно вам. Однако, разнообразие предложений рынка проблему выбора не облегчает, особенно в начале занятий радиомоделизмом. Позволим себе высказать несколько советов по этому поводу.

Передатчик радиоуправления является самой живучей частью всего, что связано с моделизмом. Он находится в руках у пилота, а не носится со страшной скоростью, норовя покалечить окружающих и саму модель со всей ее начинкой. Если не перепутывать полярность аккумулятора передатчика, не наступать на него ногами и не ронять на пол, то он верой и правдой может служить годами и десятилетиями. Если вы занимаетесь моделизмом не в одиночку, а вместе с близким другом, можно вообще приобретать один передатчик на двоих. Поскольку передатчик является компонентой длительного пользования, то лучше приобретать сразу хороший аппарат. Он будет стоить недешево, но покроет ваши возросшие со временем потребности, и вам не придется продавать его через год за пол-цены, потому что в нем не хватает каких-либо микшеров или других функций. Но не стоит впадать в крайность, и сразу брать аппарат верхнего ценового диапазона. В передатчиках для спортсменов-чемпионов заложены такие возможности, на понимание и использование которых потребуются годы. Подумайте, надо ли вам платить за престижность лишние деньги.

По опыту авторов, качество изготовления передатчиков зависит от их ценовой группы. По-видимому, на заводах-изготовителях более дорогие модели жестче контролируются как во время сборки, так и на этапе закупки комплектующих. Не спровоцированный отказ передатчика вообще штука крайне редкая, а в дорогих моделях - почти не встречающаяся.

Для дорогих передатчиков выпускаются специальные алюминиевые чемоданчики, используемые для хранения и транспортировки на летное поле. Для аппаратов подешевле можно приобрести специальный пластиковый бокс, либо сделать его самому. Такой специальной тарой не стоит пренебрегать тем, кто регулярно (еженедельно) выезжает на полеты или заезды. Он не раз спасет от ударов и разрушений ваш любимый передатчик, который прослужив вам немало лет, может быть, перейдет по наследству вашему сыну.