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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sistema di radiocomando digitale con codifica di frequenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Apparecchiatura di radiocomando Il tipo più comune di sistemi di radiocomando per modelli sono i sistemi basati sul principio della codifica di frequenza. In un tale sistema, ogni comando corrisponde ad una frequenza rigorosamente definita del segnale modulante. L'encoder di tale sistema è un multivibratore, la cui frequenza viene modificata utilizzando diversi pulsanti di comando o utilizzando un resistore variabile. Il decoder è solitamente costituito da un insieme di filtri RC o LC (quasi come in un impianto musicale a colori), che selezionano i segnali di comando e li indirizzano agli interruttori elettronici che controllano i carichi. Il sistema descritto in questo articolo si basa su un principio simile (ogni comando corrisponde a una certa frequenza di modulazione), ma il ruolo del decodificatore in esso è svolto da una sorta di frequenzimetro digitale semplificato. Un sistema di codifica costruito su questo principio è descritto in dettaglio in L.1. Il diagramma schematico della console di trasmissione è mostrato nella Figura 1. Il trasmettitore stesso è costruito utilizzando un circuito a stadio singolo utilizzando un transistor VT2. Il circuito oscillante L1C6 incluso nel suo circuito collettore è sintonizzato sulla frequenza portante. La frequenza portante è determinata dalla frequenza di risonanza del cristallo Q1 (in questo caso 27,12 MHz). La frequenza di risonanza di Q1 deve essere uguale alla frequenza portante o essere la metà di essa; nel primo caso il generatore su VT2 opera sull'armonica fondamentale del risonatore, nel secondo sulla sua seconda armonica. Ad esempio, per una frequenza portante di 27 MHz, puoi prendere un risonatore da 27 MHz o 13,5 MHz.
Il trasmettitore è monostadio, il transistor VT2 svolge il ruolo sia di oscillatore principale che di amplificatore di potenza. La tensione alternata RF dal collettore VT2 viene fornita attraverso il condensatore di disaccoppiamento C7 e la bobina di adattamento dell'estensione L2 all'antenna W1, il cui ruolo è svolto da un "baffo" di una vecchia antenna televisiva telescopica. La lunghezza del “baffo” quando esteso è di circa 1 metro. Il modulatore di ampiezza è realizzato sul transistor VT1. Questo transistor è collegato al circuito di alimentazione del trasmettitore. La tensione di polarizzazione alla sua base è impostata dal resistore R3 in modo tale che in assenza di una tensione modulante alternata alla base di VT1, sia in uno stato quasi aperto. In questo caso al trasmettitore vengono forniti circa 3/4 della tensione di alimentazione. Quando una tensione alternata viene fornita alla base VT1 dall'encoder, inizia ad aprirsi più fortemente o a chiudersi parzialmente. In questo caso, la tensione di alimentazione del trasmettitore cambia di conseguenza e, di conseguenza, la potenza della sua radiazione. In questo modo viene eseguita la modulazione dell'ampiezza del segnale ad alta frequenza che entra nell'antenna. L'encoder è realizzato sul chip D1. È un multivibratore, la cui frequenza dipende dalla capacità C1 e dalla resistenza del resistore collegato tra l'ingresso e l'uscita dell'elemento D1.1. Utilizzando sette resistori di regolazione R6-R14 e sette pulsanti S1-S7, è possibile impostare sette diverse frequenze che vanno da 500-3000 Hz. Queste frequenze codificheranno sette diversi comandi che potranno essere trasmessi utilizzando il telecomando trasmittente. Il telecomando trasmittente è alimentato da una batteria da 9V composta da sei celle tipo A332 oppure da due batterie “scarica”. Il ricevitore è costituito da un percorso di ricezione sul microcircuito K174XA2 e un decodificatore costruito secondo un circuito frequenzimetro semplificato. Il percorso di ricezione è interamente preso in prestito da L2. Lo schema del percorso di ricezione è mostrato in Figura 2. È costruito su un microcircuito multifunzionale A1 - K174XA2 secondo uno schema standard semplificato.
Il segnale dell'antenna W1, il cui ruolo è svolto da un sottile raggio d'acciaio lungo circa 0,5 metri, entra nel circuito di ingresso L1C2. Il circuito è sintonizzato sulla frequenza portante del trasmettitore. Il segnale selezionato attraverso la bobina di accoppiamento L2 viene fornito all'ingresso simmetrico dell'amplificatore RF del mixer bilanciato del chip A1. Nel microcircuito è incluso anche un oscillatore locale. Lo schema elettrico dell'oscillatore locale differisce da quello standard per la presenza di un risuonatore al quarzo Q1 nel circuito di feedback, che stabilizza la frequenza dell'oscillatore locale. All'uscita dell'oscillatore locale, il circuito L3C4 è acceso, sintonizzato sulla frequenza dell'oscillatore locale. In questo caso l'oscillatore locale utilizza un risonatore al quarzo a 26,655 MHz (tenendo conto della frequenza intermedia di 465 kHz e della frequenza portante di 27,12 MHz). Ma in questo circuito è possibile utilizzare anche risonatori ad altre frequenze, tenendo conto di altre frequenze portanti e intermedie, ad esempio con una frequenza portante di 27 MHz (se il risonatore nel trasmettitore è a 13,5 MHz), è possibile utilizzare il risonatore nel ricevitore a 13,2 MHz, quindi la frequenza dell'oscillatore locale sarà pari a 26,4 MHz e la frequenza intermedia sarà 600 kHz. Ma in questo caso è necessario ricostruire i circuiti L4C6 e L6C8 da una IF di 465 kHz ad una IF di 600 kHz. Il segnale a frequenza intermedia è isolato sul pin 15 A1 ed entra nel circuito L4C6, configurato su IF = 465 kHz. Non è presente alcun filtro piezoceramico in questo circuito. Da un lato ciò influisce negativamente sulla selettività del percorso nel canale adiacente, ma dall'altro è garantita una maggiore sensibilità a causa dell'assenza di perdite nel filtro ed è possibile selezionare qualsiasi IF nell'intervallo di 300-1000 kHz, a seconda dei risuonatori al quarzo disponibili. Se necessario, è sempre possibile introdurre nel circuito un filtro piezoceramico da 465 kHz sostituendo con esso il condensatore C7. In ogni caso, la selettività per canali adiacenti di tale percorso di ricezione è molto più elevata di quella dei ricevitori superrigenerativi convenzionali utilizzati per i sistemi di radiocomando. Attraverso il condensatore C7, la tensione IF selezionata viene fornita, attraverso i pin 11 e 12 di A1, all'ingresso dell'amplificatore IF del microcircuito. All'uscita dell'amplificatore (pin 7), il circuito pre-rivelatore L6 C8 è sintonizzato, come L4 C6, su una frequenza intermedia (in questo caso 465 kHz). Il rilevatore è realizzato utilizzando un circuito a semionda utilizzando un diodo al germanio VD1. La tensione a bassa frequenza, con un'ampiezza di circa 100 mV, viene rilasciata sul condensatore C10 e va all'uscita del percorso radio. Inoltre, questa tensione viene integrata dal circuito R4 SI per ottenere una tensione AGC costante, che viene fornita al pin 9 del chip A1. Il secondo circuito AGC (pin 10) del microcircuito K174XA2 non viene utilizzato in questo circuito per semplicità. Il raggio di comunicazione affidabile tra il trasmettitore e il percorso di ricezione è di circa 300-500 metri nella zona della linea di vista. Sull'acqua, il raggio di comunicazione aumenta ancora di più. In presenza di potenti fonti di disturbo come i motori a collettore collegati senza filtri LC, la portata in linea di vista si riduce a 100-200 metri, a seconda del livello di interferenza. Si consiglia di racchiudere la scheda del percorso radioricevente in uno schermo di ottone o di stagno. La tensione di alimentazione del percorso di ricezione è di 6-9 V. Come fonte di alimentazione è possibile utilizzare una batteria "Krona" o una batteria composta da batterie a disco o singole celle galvaniche del tipo A316. La stessa batteria viene utilizzata per alimentare la parte digitale del decoder. Lo schema schematico di un decoder digitale è mostrato in Figura 3.
La tensione alternata dall'uscita del percorso di ricezione viene fornita all'amplificatore limitatore sull'amplificatore operazionale A1. La tensione viene convertita in impulsi di forma arbitraria, quindi va al trigger Schmidt sugli elementi 01.3 e D1.4, che conferiscono a questo segnale la forma finale di impulsi logici MOS rettangolari. Il trigger Schmidt è controllato, funziona quando viene applicato uno zero logico al pin 9 di D1.4 e diventa insensibile agli impulsi di ingresso quando un'unità viene ricevuta su questo pin. Pertanto, modificando il livello sul pin 9 di D1.4, è possibile controllare il passaggio degli impulsi all'ingresso del contatore D3. Il contatore D3 viene utilizzato per contare il numero di impulsi ricevuti all'ingresso del decodificatore durante il periodo di tempo di misurazione. L'intervallo di tempo di misurazione viene impostato utilizzando un multivibratore su D1.1 e D1.2 e un contatore D2. Supponiamo che nello stato iniziale l'elemento D1.4 sia aperto e gli impulsi vengano contati dal contatore D3. In questo momento, l'uscita D2 sarà zero logico. L'ingresso di conteggio D3 riceve costantemente impulsi dal multivibratore su D1.1 e D1.2. Non appena D2 conta fino a 32, ne appare uno alla sua uscita. Questa unità viene alimentata contemporaneamente al pin D1.4 e al pin 6 del registro D4. il flusso di impulsi all'ingresso D3 si interrompe e il codice dalle uscite del contatore D3 viene trasferito nella memoria del registro D4. Questo dura mezzo ciclo di impulsi all'uscita del multivibratore, finché l'uscita D1.1 è zero logico. Quindi lo stato di questa uscita cambia in uno. Ciò porta al fatto che entrambi i diodi VD1 e VD2 sono chiusi. Nel punto della loro connessione con R8, si verifica un singolo impulso che imposta entrambi i contatori D2 e D3 sulla posizione zero. Successivamente si apre D1.4 e inizia un nuovo periodo di conteggio degli impulsi di ingresso. Pertanto, in ogni momento, il codice del risultato dell'ultima misurazione della frequenza di ingresso verrà memorizzato nel registro D4. Se la frequenza non cambia, questo codice, aggiornato periodicamente, rimarrà lo stesso. Se la frequenza cambia, dopo un tempo pari a 32 periodi di impulso all'uscita del multivibratore su D1.3 e D1.4, cambierà anche il codice memorizzato nel registro. Il decodificatore D5 viene utilizzato per convertire questo codice in una forma decimale più accessibile. Per determinare la frequenza vengono utilizzate solo le ultime tre cifre più significative del contatore D3 e risulta che i primi sette impulsi di ingresso non vengono presi in considerazione in alcun modo. Questo "grossolano" della misurazione della frequenza è stato fatto intenzionalmente al fine di eliminare gli errori derivanti dal disallineamento della temperatura dei multivibratori dell'encoder e del decoder, nonché da tutti i tipi di interferenze e interferenze. Il decoder è alimentato dalla stessa sorgente del percorso ricevente con una tensione di 6...9V. L'induttanza L1 serve a ridurre le interferenze degli attuatori. Gli attuatori devono essere controllati da interruttori a transistor progettati per fornire unità logiche MOS ai loro ingressi. Tutte le parti (ad eccezione degli interruttori a transistor) sono montate su tre circuiti stampati. Su una scheda si trovano tutte le parti del telecomando trasmittente (ad eccezione dell'antenna, dei pulsanti e dell'alimentatore), sulla seconda scheda si trova il percorso di ricezione radio e sulla terza si trova il decoder. L'installazione viene eseguita su circuiti stampati monofaccia. La scheda del decodificatore è realizzata in modo compatto e, a causa dell'impossibilità di applicare tracce sottili, una parte significativa delle connessioni su di essa sono realizzate con fili di montaggio sottili.
Le bobine di contorno del percorso di ricezione sono avvolte sugli stessi telai, ma con schermi. Le schermate sono indicate sullo schema elettrico con linee tratteggiate. Le bobine L1 e L3 contengono ciascuna 9 spire. L2 contiene 3 spire avvolte sopra L1. Filo - PEV 0,31. Le bobine L4 e L6, rispetto ad una frequenza intermedia di 465 kHz, contengono ciascuna 120 spire di filo PEV 0,12, avvolte spira per spira in due strati. La bobina L5 è avvolta sopra L4, contiene 10 spire di PEV 0,12. Nel decoder, l'amplificatore operazionale K554UD2A può essere sostituito con K554UD2B o K140UD6, K140UD7. Il microcircuito K176LE5 può essere sostituito con K561LE5. I contatori K176IE1 non hanno una sostituzione diretta, ma se necessario, ogni microcircuito K176IE1 può essere sostituito con un K561IE10 collegando in serie entrambi i contatori del microcircuito K561IE10, in modo che ci siano uscite con coefficienti di ponderazione di 16 e 32. Il registro K561IR9 può essere sostituito con un K176IR9, oppure modificando il cablaggio con un K176IRZ o con il microcircuito K561IE11, accendendolo solo in modalità preimpostata, ma per registrare le informazioni sarà necessario integrare il circuito con un circuito RC che forma una breve scrittura impulso al suo pin 1. Il decoder K176ID1 può essere sostituito con un demultiplexer K561ID1 o K561KP2, nell'apposito collegamento. L'induttanza antidisturbi L1 è avvolta su un anello di ferrite con un diametro di 17-23 mm e contiene 300 spire di filo PEV 0,12. La configurazione deve iniziare con la console di trasmissione (Figura 1). Dopo aver scollegato uno dei terminali del resistore R4, selezionare la resistenza R3 in modo che la tensione sull'emettitore del transistor VT1 sia approssimativamente uguale a 3/4 della tensione di alimentazione. Quindi procedere con la configurazione del trasmettitore. Collegare ad esso l'antenna completamente estesa. Per monitorare la radiazione del trasmettitore, è conveniente utilizzare un oscilloscopio del tipo S1-65A, all'ingresso del quale, invece di un cavo con sonde, collegare una bobina volumetrica di filo di avvolgimento con un diametro di 0,5-1 mm. La bobina dovrebbe avere un diametro di circa 50-70 mm, il numero di giri 3-5. Collegare un terminale della bobina al terminale di terra dell'oscilloscopio e inserire il secondo terminale nel foro centrale del suo connettore di ingresso. Posizionare il trasmettitore insieme all'antenna a una distanza di circa 0,5 metri dalla bobina dell'oscilloscopio e “catturare” il segnale del trasmettitore con l'oscilloscopio. Regolando successivamente le bobine L1 e L2, nonché il condensatore C6, assicurarsi che sullo schermo dell'oscilloscopio appaia il segnale sinusoidale corretto della frequenza fondamentale (erroneamente il trasmettitore può essere impostato su un'armonica) di massima ampiezza. Quindi ricollegare R4 e verificare la modulazione di ampiezza. Premere uno dei pulsanti S1-S7 e impostare la resistenza di regolazione corrispondente sulla posizione di massima resistenza. La frequenza degli impulsi sul pin 10 D1 dovrebbe essere di circa 500 Hz; impostare questa frequenza selezionando il valore di C1. Configurare il percorso di ricezione secondo il metodo generalmente accettato (sintonizzazione dei circuiti IF, impostazione dei circuiti di ingresso ed eterodina). Configurare il decodificatore (Figura 3) con il percorso di ricezione configurato ad esso collegato e utilizzando il segnale del trasmettitore. Accendere il trasmettitore, emetterà un segnale modulato in ampiezza, che verrà ricevuto dal percorso di ricezione. Selezionando il valore di R1, ottenere la comparsa di impulsi rettangolari corretti all'uscita di D1.4 (con zero sul pin 9 di D1.4). Successivamente (Figura 1) premere il primo pulsante di comando S1 e impostare lo slider del resistore R6 in una posizione vicina alla posizione di massima resistenza e chiudere il pulsante S1 con un ponticello. Ora (Figura 3) seleziona una resistenza R9 tale che il pin 14 di D5 ne abbia una. Successivamente, apri S1 e, chiudendo in sequenza gli altri pulsanti, regola i loro resistori in modo che le uscite corrispondenti del decoder siano uguali. A questo punto l'impostazione del sistema di radiocomando può considerarsi completata. Letteratura 1. Kozhanovsky S D. Sistema di codifica della frequenza, Radioconstructor 11-99. pp.28-29.
Autore: Karavshi V.; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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