Радиоуправление
моделями самолетов,
кораблей и автомобилей

DjVu

      Перспективы развития автоматики и телемеханики неограниченно широки. Телемеханика становится основой управления почти каждого крупного предприятия, каждого нового технического сооружения. Еще раз можно убедиться в этом на примере запуска нашей страной искусственных спутников Земли, что стало возможным в результате решения сложных проблем телеуправления.
      2 января 1959 года в Советском Союзе была запущена космическая ракета в сторону Луны. Это является новой выдающейся победой советской науки и техники.
      Отсюда понятен большой интерес людей самых различных возрастов и профессий к вопросам телеуправления.
      Одним из способов овладения техникой телеуправления для молодежи является постоойка радиоуправляемых моделей самолетов, кораблей и автомобилей. Занимаясь моделизмом, юноши и девушки приобретают разносторонние знания и трудовые навыки. Проектирование и постройка аппаратуры радиоуправления моделями знакомит их с основами радиотехники и автоматики, развивает практические навыки, воспитывает стремление творчески решать встречающиеся технические проблемы. В целеустремленном творческом труде, в настойчивом стремлении преодолевать трудности вырабатывается воля и характер будущего изобретателя.
      Моделисты, которые в школе и дома, на технической станции и в клубе ДОСААФ конструируют и строят модели, создают для них новые системы радиоуправления, окончив учебные заведения, станут специалистами заводов и научно-исследовательских институтов, созидателями новейшей техники.
      В настоящей книге описывается техника радиоуправления моделями самолетов, кораблей и автомобилей, а также принцип действия отдельных устройств радиоуправления, их изготовление и налаживание. Чтобы содержание книги не носило рецептурного характера, развивало инициативу моделистов, в книге представлены различные варианты схем, которые дают возможность выбрать нужную телемеханическую аппаратуру и новые конструктивные решения. Кроме того, в книге описаны три законченные системы радиоуправления.
      В конце книги приведены схемы и варианты конструкций аппаратуры радиоуправления моделями с использованием полупроводниковых триодов.
      При написании книги автор использовал материал, накопленный при изготовлении аппаратуры радиоуправляемых моделей им и другими советскими, а также зарубежными моделистами.
      Книга рассчитана на инструкторов моделизма ДОСААФ, на руководителей технических кружков в школе, на станциях юных техников и в домах пионеров, а также на моделистов, уже знакомых с основами моделирования, радиотехники и желающих самостоятельно строить радиоуправляемые модели.
     
      Глава I
      ОСНОВЫ РАДИОУПРАВЛЕНИЯ МОДЕЛЯМИ
      Перед любой системой радиоуправления моделями самолетов, кораблей и автомобилей ставится задача управления этими моделями без проводов на расстоянии. Для этого необходима специальная аппаратура, с помощью которой моделист может изменять направление движения модели или подавать ей другие команды, например включение или выключение двигателя, полный и малый газ, уборка и выпуск шасси и т. д.
      Простейшая аппаратура радиоуправления (рис. 1) состоит из пульта управления а, передатчика б, приемника в и исполнительного механизма г. Пульт управления позволяет моделисту (оператору), производящему управление моделью на расстоянии, подавать на передатчик ту или иную команду. В качестве пульта управления может быть использован телефонный диск, телеграфный ключ или звонковая кнопка.
      Для беспроволочной передачи команды с пульта управления на исполнительный механизм, расположенный на модели, необходима линия радиосвязи (радиолиния). Слово «радиосвязь» означает связь при помощи излучения и приема радиоволн. Электрическая энергия в виде так называемых электромагнитных волн излучается передатчиком в пространство и, распространяясь, воздействует на приемник, находящийся на модели. Следовательно, радиолиния состоит из передатчика, излучающего в виде электромагнитной энергии командный сигнал, и приемника этой энергии.
      Первой и основной задачей передатчика является генерация (создание) токов высокой частоты. Частотой называется чцсло колебаний тока или напряжения в 1 секунду. Только токи высокой частоты могут успешно излучать электромагнитную энергию в пространство, только высокочастотные электромагнитные колебания способны хорошо распространяться на большие расстояния. Для преобразования энергии высокочастотных колебаний, генерируемых передатчиком, в энергию электромагнитных волн служит передающая антенна. Такая антенна представляет собой кусок провода (или несколько проводов), присоединенных к передатчику.
      Вторая задача передатчика состоит в том, чтобы обеспечить такое управление высокочастотными колебаниями, которое позволит оператору передавать на управляемую модель ту или иную команду. В рассматриваемой блок-схеме (см. рис. 1) для управления высокочастотными колебаниями служит телеграфный ключ К, при нажатии которого передающая антенна излучает в пространство электромагнитные волны, а при отпускании ключа — не излучает. Управление колебаниями с помощью ключа называется м анипуляцией. Может быть использован и другой вид управления колебаниями, называемый модуляцией. При модуляции высокочастотных колебаний их амплитуда изменяется по закону изменения напряжения звуковой частоты, соответствующей той или другой команде.
      Передатчик может генерировать токи высокой частоты только при питании его электрической энергией от каких-либо источников питания. В качестве источника питания для передатчиков радиоуправляемых моделей обычно применяются сухие батареи, аккумуляторы или осветительная сеть.
      Энергия источников питания преобразуется в энергию высокочастотных колебаний с помощью электронной лампы и колебательного контура. Тип и количество электронных ламп определяют мощность излучения передатчика, а колебательный контур определяет частоту генерируемых колебаний. Чем дальше необходимо передавать командный сигнал, тем более мощным должен быть передатчик. Колебательный контур состоит из конденсатора переменной емкости и катушки индуктивности. Путем изменения емкости конденсатора или индуктивности катушки передатчик настраивается на нужную частоту.
      При нажатии телеграфного ключа ток высокой частоты поступает в передающую антенну и циркулирует в ней вверх и вниз. Вследствие этого вокруг антенны образуются электромагнитные волны, которые со скоростью 300 000 км/сек распространяются во все стороны.
      На своем пути эти волны частично улавливаются приемной антенной, расположенной на модели. В приемной антенне в результате воздействия на нее электромагнитных волн создается переменное напряжение высокой частоты, которое подается на вход приемника.
      Приемник выполняет три основные задачи. Первая задача состоит в том, что приемник, подвергающийся воздействию многих работающих передатчиков, избирает работу своего передатчика.
      Свойство избирательности, обеспечивающее возможность устранить или ослабить сигналы от посторонних передатчиков, достигается тем, что в схеме приемника, так же как и в схеме передатчика, имеется колебательный контур, который с помощью изменения емкости или индуктивности настраивается именно на ту частоту, которая свойственна току передающей антенны. Между контурами приемника и передатчика устанавливается резонанс, при котором командный сигнал усиливается, а все мешающие воздействия ослабляются.
      Вторая задача приемника состоит в том, чтобы усилить принятый командный сигнал. Приемная антенна, находясь на значительном расстоянии от передатчика,
      улавливает очень незначительную долю энергии, излучаемую передатчиком. Этой энергии обычно недостаточно для работы исполнительного механизма. Поэтому в приемнике требуется усилить принятые сигналы.
      Третья задача приемника состоит в детектировании принимаемых сигналов. С помощью детектирования из высокочастотного командного сигнала выделяется управляющее напряжение, от которого срабатывает чувствительное реле. Каждому нажатию ключа на передающей стороне соответствует одно срабатывание чувствительного реле на приемной стороне. Это реле, срабатывая, управляет работой исполнительного механизма, например отклоняющего руль поворота.
      Рассмотренная система радиоуправления дает возможность передавать только одну команду, что для эффективного управления моделью чаще всего недостаточно. Так, например, никто не делает радиоуправляемый корабль с аппаратурой, позволяющей его поворачивать только направо или налево. Управление таким кораблем стремятся сделать универсальным, чтобы он мог по возможности выполнять больше команд, например, сделать разворот направо и налево, застопориться на месте и др. Управлять каждой из этих операций, конечно, проще всего было бы с помощью самостоятельной линии радиосвязи, предназначенной для передачи только одной команды, как это показано на рис. 2. Однако такое использование аппаратуры и линии радиосвязи совершенно не целесообразно. Практика показала, что на модели может быть установлено не более двух-трех приемников. При большем числе приемников из-за влияния их друг на друга работа аппаратуры в целом становится ненадежной. Для многокомандного управления при одной линии радиосвязи прибегают к помощи селективного (избирательного) управления, блок-схема которого дана на рис. 3.
      Как видно из рисунка, пульт управления связан с передатчиком не непосредственно, а через специальную схему, называемую кодирующим устройством. На приемной стороне между приемником и исполнительными механизмами включается декодирующее устройство.
      При многокомандном управлении подача распоряжения на модель производится путем посылки закодированных командных сигналов. Приемная аппаратура принимает эти сигналы, усиливает, детектирует и подает на декодирующее устройство. Декодирующее устройство, обладая селективным свойством, раскодирует командный сигнал, подавая его на вполне определенный исполнительный механизм.
      Кодирование командного сигнала может осуществляться самыми различными способами. Еще недавно в модельной практике чаще всего применялся ч и-сло-импульсный код. При этом виде кодирования число посылаемых передатчиком командных импульсов определяет команду. Так, например, команды могут быть закодированы следующим образом (рис. 4):
      двигатель включен 1 импульс
      двигатель выключен 2 импульса
      руль отклонен вправо ... 3 импульса
      руль отклонен влево 4 импульса и т. д.
      Если потребуется большее число команд, то число импульсов должно быть соответственно увеличено. Но это вызовет задержку во времени исполнения команды и усложнит работу оператора.
      При передаче число-импульсным кодом интервалы между импульсами должны быть равны или несколько больше продолжительности самих командных импульсов. Что касается интервалов между посылкой двух кодов, то они должны иметь такую продолжительность, чтобы декодирующее устройство могло знать, что предыдущая команда уже передана. Если эти требования не будут выполнены, то декодирующее устройство не сможет четко раскодировать команды и будут наблюдаться ложные срабатывания.
      Одним из примеров кодирующего устройства, посылающего командный сигнал в виде число-импульсного кода, является телефонный диск. В этом случае он выполняет две функции, работая как кодирующее устройство и как пульт управления.
      В качестве декодирующего устройства при числоимпульсном коде используются шаговые распределители, конструкция которых будет описана ниже.
      Блок-схема многокомандной аппаратуры радиоуправления, использующая число-импульсный код, показана на рис. 5. Передатчик посылает командные импульсы (см. рис. 4). Как только приемник улавливает сигналы передатчика, срабатывает чувствительное реле Р\, включенное на его выходе. Контакты реле замыкают цепь электромагнита ЭМ шагового распределителя. При одном командном импульсе (при одном нажатии ключа передатчика) контактная щетка КЩ распределителя передвигается с нулевого на первый контакт и включает мотор. При двух импульсах щетка перейдет на второй контакт и выключит мотор, при трех — руль отклонится вправо и т. д. Обойдя последовательно все электрические контакты, щетка вернется на нулевой.
      Таким образом, применив метод число-импульсного кодирования командного сигнала, имеется возможность включать исполнительные механизмы по очереди один за другим.
      Вторым видом кодирования командного сигнала является изменение длительности передающего импульса. Такое кодирование называется широтно-импульсным (рис. 6). В этом случае кодирование сигнала проще всего осуществлять за счет изменения продолжительности нажатия ключа оператором. Например, посылка командных сигналов продолжительностью 1—2 секунды соответствует первой команде, а продолжительностью 10 секунд и более — второй команде. Для правильного декодирования такого сигнала приемная аппаратура должна иметь устройство, способное различать импульсы по длительности.
      Если к радиоуправляемой модели предъявляются требования повышенной маневренности, то необходимо выполнять команды без задержки во времени или выполнять одновременно несколько команд. Чтобы можно было управлять такими моделями, аппаратура должна позволять оператору одновременно управлять большим числом механизмов, т. е. такая аппаратура должна иметь большое число независимых каналов управления.
      В настоящее время среди моделистов широкое распространение получила многоканальная аппаратура, использующая модуляцию выходной мощности передатчика различными звуковыми частотами. При этом виде кодирования каждой команде соответствует свой звуковой тон модуляции.
      На передающей стороне (рис. 7) имеется несколько звуковых генераторов /ь /2, /з и т. д., выполняющих роль кодирующих устройств. Пульт управления ПУ в зависимости от желаемой команды подключает к передатчику один из звуковых генераторов. В результате излучаемая передатчиком высокочастотная энергия модулируется одной из звуковых частот /п.
      Фильтры
      При необходимости передавать две команды к йё-редатчику подключаются одновременно два звуковых генератора.
      Частоты /ь /2, /з... /п должны быть выбраны так, чтобы они не имели общих гармоник. Кроме того, эти частоты должны достаточно далеко отстоять друг от друга, чтобы в приемнике их можно было легко различить в декодирующем устройстве ДУ. В этом случае декодирующее устройство представляет ряд фильтров низкой частоты с резонансными частотами /ь /2, /з... /п.
      Если принятый на модели сигнал промодулирован звуковой частотой, равной одной из резонансных частот фильтра /п , то на выходе соответствующего фильтра срабатывает чувствительное реле Рп и замыкается цепь соответствующего исполнительного механизма.
     
      Глава II ПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
      Радиопередающее устройство состоит из двух частей: передатчика и пульта управления.
      В состав любого передатчика входят следующие основные элементы:
      1) генератор колебаний высокой частоты;
      2) антенна, излучающая высокочастотную энергию в пространство;
      3) источник питания, обеспечивающий электрической энергией все устройство.
      Пульт управления позволяет оператору подавать ту или иную команду. Кроме того, пульт управления может включать в себя кодирующее устройство. В простейшем случае в качестве пульта управления используется телеграфный ключ или звонковая кнопка.
      Управление на расстоянии по радио принципиально может осуществляться на волнах любого диапазона. Однако для управления моделями самолетов, кораблей и автомобилей наиболее пригодным является ультракоротковолновый диапазон (УКВ).
      Министерством связи СССР для передатчиков радиоуправляемых моделей разрешено использовать три
      Дйайазона метровых волн, отведенных для радиолюбителей: 10,0 м (28—29 Мгц), 7,5 м (38—40 Мгц) и 2 м (144—146 Мгц) при мощности передатчика не более 5 вт. Только на эти волны можно изготавливать и настраивать передатчики радиоуправляемых моделей.
      Под выходной мощностью любительского передатчика понимается мощность, затрачиваемая в выходном каскаде передатчика (произведение из анодного напряжения в вольтах на силу тока в амперах).
      Радиолюбитель может по своему усмотрению выбирать любую волну из разрешенного диапазона. Однако прежде чем приступить к изготовлению передатчика, нужно обратиться в местный радиоклуб с просьбой ходатайствовать перед радиоинспекцией областного управления Министерства связи о выдаче разрешения на постройку передатчика. Приступать к постройке передатчика можно только после того, как будет получено соответствующее разрешение от Министерства связи.
      Для управляемых моделей мощность передатчика в 1—3 вт в подавляющем большинстве случаев является вполне достаточной.
      До рассмотрения схемы передатчика в целом, т. е. в сочетании всех вышеперечисленных элементов, разберем работу генераторов высокой и звуковой частот.
     
      СХЕМЫ ГЕНЕРАТОРОВ
      Простейший ламповый генератор состоит всего лишь из трех элементов: колебательного контура, электронной лампы и первичного источника энергии в виде анодной и накальной батарей.
      Чтобы объяснить назначение этих основных элементов, приведем следующее сравнение. Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора, подобен маятнику стенных часов, т. е. он определяет частоту колебаний генератора. Анодная батарея по своей задаче сходна с часовой гирей, лампа же подобна тому храповому механизму, который превращает постоянное усилие гири в толчки, поддерживающие колебания маятника.
      На рис. 8 изображена простейшая схема генератора С индуктивной обратной связью. Колебательный контур LC включен в сеточную цепь лампы. В анодной цепи находится катушка Lcb которая индуктивно связана с катушкой колебательного контура L.
      Генератор работает следующим образом. В момент толчка включения анодного напряжения в колебательном контуре LC возникают колебания, частота которых определяется величиной индуктивности катушки L и емкостью конденсатора С.
      Возникшие в контуре колебания усиливаются лампой и через цепь обратной связи поступают вновь на контур LC. Если катушка связи включена правильно, то колебания, поступающие из анодной цепи, будут складываться с первоначальными колебаниями в контуре. Амплитуда колебаний таким образом будет увеличиваться до тех пор, пока потери в контуре не будут равны пополнению энергии из анодной цепи. Если катушка обратной связи включена не правильно, то колебания, поступающие в контур из катушки Ьсв обратной связи, будут вычитаться из первоначальных колебаний. Генерация при этом будет невозможна. В этом случае следует поменять местами концы катушки обратной связи.
      Если колебательный контур генератора одновременно связан с антенной и излучает с ее помощью часть своей колебательной энергии, то такое устройство называется ламповым передатчиком.
      Для получения максимальной мощности от рассмотренной схемы генератора необходимо правильно установить режим работы электронной лампы. Прежде всего следует обратить внимание на величину отрицательного напряжения на сетке лампы. Эта величина зависит от типа лампы, схемы ее включения, анодного напряжения и оговаривается в паспортных данных на лампу. В генераторных схемах отрицательное напряжение на сетке лампы получается, как правило, автоматически, для чего служит сопротивление Rc и конденсатор Сс . В положительные полупериоды напряжения колебаний на сетке через сопротивление Rc течет сеточный ток, создавая на нем падение напряжения с отрицательным знаком по отношению к сетке и заряжая конденсатор Сс. В отрицательный полупериод напряжения колебаний сеточный ток отсутствует, но конденсатор Сс разряжается и ток разряда конденсатора поддерживает падение напряжения на сопротивлении Rc с тем же знаком. Величина сеточного конденсатора Сс не является критичной и может быть выбрана от 50 до 200 пф. Величина сопротивления Rc зависит от типа лампы и схемы ее включения, меняясь в пределах 10—50 ком.
      Величина обратной связи определяется числом витков катушки обратной связи и ее расстоянием от катушки колебательного контура. Рекомендуемое число витков катушки обратной связи должно составлять половину или одну треть числа витков катушки контура. Если обратная связь недостаточна, то генератор илИ вовсе не генерирует или же колебания срываются при подключении антенны. При замене лампы на новую следует заново установить величину обратной связи.
      Схема генератора с индуктивной обратной связью в ультракоротковолновом диапазоне, как правило, не применяется. Основным недостатком схемы является неблагоприятное влияние паразитной емкости между анодной и сеточной цепями, которая складывается из меж-дуэлектродной емкости лампы анод-сетка Сас, а также емкости монтажа. Эта емкость, показанная на схеме рис. 8 пунктиром, создает при работе генератора в диапазоне УКВ сильную дополнительную обратную связь, которая нарушает работу генератора, делая ее неустойчивой.
      Рассмотренная схема широко применяется в генераторах звуковой частоты, использующихся в качестве модуляторов передатчиков, и в сверхрегенеративных приемниках в качестве генератора гашения.
      В диапазоне УКВ широко применяются генераторы с емкостной обратной связью, в которых междуэлект-родные емкости лампы используются в качестве цепи обратной связи.
      Схема генератора с емкостной обратной связью приведена на рис. 9. Пунктиром показаны паразитные емкости лампы: анод-катод Сак и сетка-катод Сск, которые образуют делитель напряжения обратной связи.
      Емкость ламПы — анод-сетка С ас включена параллельно контуру. За счет такого включения контура и лампы автоматически выполняются условия для правильной обратной связи.
      В .подобных генераторах величина обратной связи зависит от соотношения емкостей лампы Сак и Сек, которое не всегда является наивыгоднейшим. В некоторых случаях работа генераторов улучшается, если параллельно одной из этих емкостей включить дополнительный конденсатор емкостью от 1 до 10 пф. Когда необходимо увеличить обратную связь, то надо увеличить емкость Сак . Чтобы уменьшить обратную связь, необходимо увеличить емкость Сск.
      Генератор с емкостной обратной связью чаще всего выполняется по несколько измененной схеме, показанной на рис. 10. В этой схеме анодный дроссель подключен к среднему витку контурной катушки L. Более точное положение точки подключения дросселя Др подбирается опытным путем. При такой схеме индуктивность и собственная емкость дросселя меньше влияют на работу генератора.
      Помимо генератора с колебательным контуром обычного типа, на УКВ широко применяются генераторы, в которых в качестве колебательного контура используется линия из двух параллельных проводов с коротко-замкнутым передвижным мостиком М (рис.
      11). Такие генераторы хорошо работают на более коротких волнах, в частлости в дециметровом диапазоне.
      Прекрасные результаты на метровых волнах дают двухтактные генераторы. В таких генераторах меж-дуэлектродные емкости ламп оказываются соединенными последовательно, что уменьшает их общую емКОсть вдвое, а поэтому ниеи в качестве колебательного контура они меньше влияют на собственную частоту контура. Двухтактные генераторы при прочих равных условиях могут генерировать более короткие волны, чем однотактные, рассмотренные выше.
      Хорошая стабильность по частоте, почти удвоенная мощность излучения и простота конструкции делают двухтактные генераторы наиболее подходящими для передатчиков радиоуправляемых моделей.
      На рис. 12 показана схема двухтактного генератора с индуктивной обратной связью. Работа каждой из половин этой схемы эквивалентна работе схемы, приведенной на рис. 8.
      генератора с емкостной обратной связью показана рис. 13. Величина обратной связи устанавливается за счет подбора точек подключения конденсаторов связи Ci и С2. Удобнее вместо этих конденсаторов применять конденсаторы переменной емкости, выводы от этих конденсаторов подключать к концам катушки контура, а обратную связь йод-бирать за счет изменения величин их емкостей (пунктир на рис. 13).
      При постройке двухтактного генератора расположение деталей и монтаж должны быть симметричными. В качестве ламп рекомендуется использовать двойные триоды. Применение тетродов или пентодов дает мало преимуществ по сравнению с триодами, поэтому для упрощения электрической схемы генератора следует их включать в триодном режиме (соединять анод с экранной сеткой).
      Существует еще целый ряд других схем УКВ генераторов. Однако описывать их нет необходимости, так как выше рассмотренные схемы дают представление об основных типах генераторов, используемых в передающей аппаратуре радиоуправляемых моделей.
      Следует отметить, что стабильность рассмотренных УКВ генераторов по частоте при хорошем конструктивном выполнении передатчика обеспечивает надежную работу линии радиосвязи при условии применения в приемной аппаратуре сверхрегенератора.
     
      ДЕТАЛИ И ЛАМПЫ ГЕНЕРАТОРОВ МЕТРОВЫХ ВОЛН
      Основным элементом лампового генератора является колебательный контур, который для передатчиков метровых волн в большинстве случаев состоит из катушки индуктивности и конденсатора переменной емкости.
      Катушки контуров делаются бескаркасными из голого медного провода (желательно посеребренного) или на каркасах из органического стекла или полистирола. Необходимо, чтобы катушка контура была прочной. Если она недостаточно жестко укреплена или ее витки дрожат от сотрясений, то ее индуктивность будет меняться, что приведет к нестабильности частоты генератора.
      Диаметр катушки не следует делать большим, так как при этом сама катушка будет излучать значительную долю колебательной энергии. Диаметр катушки следует брать в пределах от 14 до 40 мм. Чтобы уменьшить потери, нужно различные металлические детали удалить от катушки на расстояние не менее ее диаметра.
      Для настройки на нужную частоту параллельно катушке включают небольшой конденсатор переменной емкости с максимальной емкостью 20—30 пф. Такой конденсатор для уменьшения потерь берется с воздушным или керамическим диэлектриком. В УКВ генераторах хорошо работает полупеременный керамический конденсатор типа КПК-1 6/25 с максимальной емкостью 25 пф. При таком конденсаторе катушка колебательного контура в диапазоне 28—29 Мгц имеет 8—9 витков, с диаметром витка 22 мм при длине катушки 18 мм. При работе в диапазоне 39—40 Мгц катушка состоит из 6—7 витков такого же диаметра при длине 15—16 мм.
      Конденсаторы постоянной емкости в цепях высокой частоты следует применять керамические типа КДК или КТК. Конденсаторы с бумажным диэлектриком и электролитические следует применять только в цепях питания и усиления низкой частоты, например в модуляторах.
      Важную роль в УКВ генераторах играют дроссели высокой частоты. Они изготовляются в виде однослойных катушек диаметром 5—10 мм и имеют несколько десятков витков провода ПЭЛ 0,15—0,2. Намотку дросселя чаще всего производят на мастичном постоянном сопротивлении, рассчитанном на мощность рассеивания 0,5—1 вт. Величина сопротивления не должна быть меньше 0,5 Мом. Наилучшим является дроссель, намотанный с переменным (прогрессивным) шагом, причем вывод от того конца дросселя, где расстояние между его витками наибольшее, присоединяется к отводу контура, к сетке или аноду лампы.
      Дроссель хорошо работает при условии, что длина наматываемого провода равна одной трети длины волны. Для дросселя, работающего в передатчике с диапазоном 28—29 Мгц, длина наматываемого провода должна быть 3,5 ж, в диапазоне 39—40 Мгц— 2,5 м.
      В УКВ передатчиках желательно применять керамические ламповые панельки. Монтаж анодных и сеточных цепей следует производить медным проводом диаметром 1—1,5 мм. Соединительные проводники должны быть как можно короче. Места соединения необходимо тщательно пропаять.
      Очень важно также выбрать нужную радиолампу. Обычные триоды, пентоды и другие радиолампы, предназначенные для работы на низких частотах, в диапазоне УКВ, как правило, работают плохо.
      Если передатчик предполагается питать от батарей, то рекомендуется применять маломощные лампы прямого накала типа 1НЗС, 2Ж2М, 2К2М, 2П1П, 2П9М, 2П29П, 4Ж1Л и 4П1П.
      При питании передатчика от сети переменного тока целесообразно использовать лампы с подогревным катодом типа 6Ж1П, 6ЖЗП,6Н1П, 6НЗП,6Н15П и 6С2П.
      Если в генераторах УКВ необходимо повысить мощность, то не следует включать лампы параллельно, так как увеличиваются паразитные емкости и работа генератора резко ухудшается. В этом случае целесообразнее применять двухтактные схемы или более мощные лампы.
      Режим работы лампы по постоянному току не должен превышать паспортных данных, иначе лампа быстро выйдет из строя. Особенно следует следить за тем, чтобы произведение напряжения на аноде и анодного тока, протекающего через лампу, не было больше допустимой мощности рассеивания на аноде, которая приводится в паспорте на данную лампу. Превышение анодного напряжения может вызвать пробой в лампе между анодом и сеткой.
     
      ПЕРЕДАЮЩИЕ АНТЕННЫ
      Передающая антенна служит для излучения высокочастотной энергии, создаваемой передатчиком. Для достижения этой цели передающая антенна должна иметь определенную длину, т. е. настраиваться на частоту передатчика. Кроме того, антенна должна быть так электрически связана с катушкой колебательного контура, чтобы отбирать от него максимальную колебательную мощность и в виде электромагнитной энергии излучать ее в пространство.
      Наиболее часто применяется индуктивная связь с антенной. В этом случае антенна связана с катушкой колебательного контура с помощью катушки связи I*ан (рис. 14,а). Если передатчик собран по двухтактной схеме, то рекомендуется антенную катушку связи располагать симметрично по отношению к катушке контура (рис. 14,6). Антенная катушка конструктивно выполняется такой же, как и контурная катушка. Число витков антенной катушки выбирается от одного до двух, в зависимости от величины связи с контурной катушкой, т. е. от расстояния между ними.
      Для максимального излучения высокочастотной энергии передатчиком необходимо правильно установить связь между катушкой колебательного контура и антенной катушкой. За счет изменения расстояния между этими катушками можно получить оптимальную связь, при которой антенна излучает максимальную мощность.
      В качестве индикатора высокочастотной энергии при подборе связи применяется лампочка накаливания е витком, неоновая лампочка или индикатор напряженности поля. Подробные сведения об этих индикаторах даются в главе VII («Измерительная аппаратура»). Дальнейшее увеличение связи по сравнению с оптимальной вызывает уменьшение отдаваемой в антенну мощности. Кроме того, при этом резко снижается стабильность частоты передатчика и возможен срыв генерации.
      В качестве передающей антенны в аппаратуре радиоуправления моделями наиболее часто применяется штыревая антенна — четвертьволновый вибратор. Такая антенна представляет собой штырь из медной или алюминиевой проволоки (трубки) диаметром 5—6 мм. Длина штыря берется равной длины волны, излучаемой передатчиком. Длина штыря антенны также должна подбираться по максимальному показанию индикатора напряженности поля. Поэтому удобно иметь телескопическую. антенну, так как ее конструкция дает возможность достаточно точно изменять ее длину.
      Если передатчик построен по двухтактной схеме, то целесообразнее в качестве антенны применять полуволновый вибратор. Оба штыря полуволнового вибратора выполняются из кусков медной или алюминиевой проволоки (трубки) длиной V| длины волны. Диаметр штырей антенны меняется в зависимости от конструкции подставки антенны от 2 до 10 мм. Один из вариантов конструкции полуволновой антенны показан на рис. 15.
      Если измерять напряженность электромагнитного поля около передатчика, то окажется, что антенна излучает не во все стороны равномерно. В определенных направлениях излучение особенно интенсивно, в то время как в других направлениях антенна совсем не излучает. Полученная картина напряженности электромагнитного поля называется диаграммой направленности антенны.
      Четвертьволновая аигенна (вертикальный штырь) имеет в горизонтальной плоскости равномерную диаграмму (т. е. излучает во все стороны равномерно), а в вертикальной плоскости «мертвую зону» — провал, расположенный над антенной (рис. 16). При управлении моделями кораблей и автомобилей этот провал не играет роли, а при управлении летающими моделями, когда модель пролетает над антенной, штырь следует наклонять на 30—40°, чтобы модель не попала в «мертвую зону».
      На рис. 17 приведена диаграмма направленности полуволнового вибратора в горизонтальной плоскости, из которой видно, что антенна должна все время поворачиваться на модель, чтобы создать максимальную напряженность поля в зоне приема. В вертикальной плоскости такая антенна провалов не имеет. В зоне максимального излучения полуволнового вибратора напряженность электромагнитного поля в 1,5 раза выше напряженности поля четвертьволновой антенны при той же мощности передатчика.
     
      СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКОВ
      В аппаратуре радиоуправления моделями самолетов и кораблей наибольшее распространение получили передатчики с батарейным питанием. Батарейное питание позволяет изготовить передатчик с мощностью в 1—3 вт достаточно компактным и переносным.
      В передающую аппаратуру радиоуправляемых автомобилей питание может поступать как от батарей, так и от сети.
      Рассмотрим схемы передатчиков в основном с батарейным питанием, как наиболее пригодные для радиоуправления моделями.
      На рис. 18 приведена схема простейшего однолампового передатчика, генератор высокой частоты которого собран по схеме с емкостной обратной связью (см стр. 17).
      Контурная катушка Ь2 и катушка антенной связи L\ наматываются голым проводом диаметром 1,5—2 мм без каркаса. При работе передатчика в диапазоне 28— 29 Мгц катушка Ь2 имеет 8—9 витков с диаметром витка 22 мм при шаге намотки 3—3,5 мм. В диапазоне 38— 40 Мгц катушка Ь2 имеет 6—7 витков такого же провода и диаметра при длине катушки 18—22 мм. Параллельно катушке Ь2 припаивается конденсатор колебательного коцтура с максимальной емкостью 15—20 пф. Катушка U имеет один-два витка такого же провода, что и катушка L2. Диаметр витка — 22 мм.
      Детали передатчика монтируются на гетинаксовой или текстолитовой панели с соблюдением правил монтажа УКВ генераторов (стр. 19). Дроссель Др\ имеет 50—70 витков провода ПЭ—0,15, намотанных прогрессивно на сопротивлении типа ВС—0,5 Мом. Конец дросселя с прогрессивной намоткой припаивается к среднему витку катушки L2.
      В качестве антенны используется четвертьволновый штырь из медной или алюминиевой проволоки или трубки с наружным диаметром 5—8 мм.
      Прежде чем на передатчик подать напряжение питания, нужно тщательно проверить правильность монтажа и только после этого приступить к его налаживанию.
      В разрыв анодной цепи (точка а) включается миллиамперметр со шкалой на 30—50 ма. Включается тумблер Вк, после чего нить лампы должна светиться. Пр#
      нажатии кнопки управления /С, если передатчик смонтирован правильно, миллиамперметр должен показать 10—20 ма. Величина сопротивления Rx подбирается по максимальному свечению неоновой лампочки, поднесенной к катушке L2. Наивыгоднейшее значение величины обратной связи подбирается по минимальному показанию тока миллиамперметра. Это можно сделать следующим образом. На провод, идущий от анода лампы к контуру, наматывается несколько витков (10—50) медного провода ПЭЛ 0,2—0,3. Один из концов наматываемого провода припаивается к о:тему проводу «минус», играющему роль контакта «земля». Другой конец плотно прижимается к анодному проводу, оставаясь свободным. Перед намоткой анодный провод обматывается в
      2—3 слоя конденсаторной бумагой, что исключает возможность короткого замыкания анодной цепи на «землю». Число витков намотки, определяющих дополнительную емкость Сдо„ , подбирается опытным путем для получения наивыгоднейшей связи.
      Подбор величины связи антенной катушки с катушкой контура, а также подбор длины штыря антенны производится по методике, описанной на стр. 21.
      При необходимости повысить мощность передатчика лампу 2П1П следует заменить на более мощную (2П29П, 4Ж1Л, 4П1Л, 2П9М) или перейти на двухтактную схему.
      Схема аналогичного генератора с питанием от сети переменного тока дана на рис. 19. В этом случаг-батарея анодного питания заме няется выпрямителем, собранным на полупроводниковом диоде тип? ДГ-Ц25 и фильтрующей ячейке R2, С4, С5. Накальная батарея заменяется трансформатором Три понижающим напряжение со 127/220 в до 6,3 в. Лампа 2П1П заменяется подогревным триодом типа 6С5С. Данные остальных деталей, а также методика налаживания остаются без изменения.
      На рис. 20,а приведена схема передатчика, имеющего мощность излучения вдвое больше и лучшую стабильность по частоте, чем у однолампового передатчика, рассмотренного раньше. Генератор высокой частоты более мощного передатчика собран по двухтактной схеме с емкостной обратной связью.
      Конструкция, данные катушек Lx и Ь2 и дросселя Др\ могут быть взяты такими же, как и для однолампового передатчика.
      В качестве антенны используется полуволновый вибратор. Антенная катушка связи размещается в середине контурной катушки, как показано на рис. 20,6.
      Налаживание передатчика рекомендуется производить в той же последовательности, что и для однолампового передатчика. Режим работы лампы по постоянному току устанавливается подбором величины сопротивлений 7?! и R2.
      Для контроля работы передатчика параллельно катушке L\ подключается лампочка от карманного фонаря Л3. При нажатии кнопки Т лампочка Должна загореться. Необходимо следить, чтобы при работе передатчика кнопка была разомкнута и нажималась только в моменты контроля.
      Подробное описание конструкции передатчика, а также методика его налаживания будут даны при описании аппаратуры радиоуправляемой модели автомобиля.
      Сетевой вариант передатчика, собранного по двухтактной схеме, приведен на рис. 21. Передатчик работает в диапазоне 144—146 Мгц. Катушка Ь2 имеет 4 витка. Диаметр витка 22 мм, шаг намотки — 3 мм. Катушка L\ связи состоит из 1 витка. В качестве трансформатора Трх можно использовать любой понижающий трансформатор с 127/220 в до 6,3 в.
      Мы рассмотрели схемы передатчиков, излучающих только одну «несущую» частоту, т. е. излучающих немо-дулированный сигнал. Такие передатчики пригодны для работы с приемной аппаратурой, рассчитанной для приема немодулированного сигнала.
      Для многоканальной связи амплитуда колебаний высокой частоты должна быть промодулирована несколькими звуковыми частотами, которые в приемной аппаратуре преобразуются в различные команды. В этом случае каждой звуковой частоте соответствует определенная команда (см. стр. 12).
      Модуляция высокочастотных колебаний может осуществляться за счет изменения анодного напряжения генераторной лампы с частотой модуляции (анодная модуляция) или за счет изменения напряжения на управляющей сетке лампы (сеточная модуляция). Иногда модуляция производится изменением напряжения одновременно на нескольких электродах лампы.
      На рис. 22 приведена схема передатчика с анодной модуляцией.
      Для получения глубокой анодной модуляции необходимо, чтобы модуляторная лампа создавала достаточно большую мощность колебаний звуковой частоты. Так, например, мощность колебаний звуковой частоты должна составлять приблизительно 70% мощности высокочастотного передатчика, работающего без модуляции. Чаще всего в качестве модуляторной лампы используется тот же тип ламп, что и в генераторных схемах.
      Передатчик с анодной модуляцией работает следующим образом. Первый каскад (лампа Л\) работает в качестве генератора высокочастотных колебаний, собранного по схеме с емкостной обратной связью. Данные схемы высокочастотного генератора и методика налаживания аналогичны приведенным выше для одноламповых передатчиков. Разница состоит в том, что напряжение к аноду лампы l\ поступает не непосредственно от батарей, а через обмотку трансформатора Три который, в свою очередь, является катушкой колебательного контура звукового генератора (лампа Лъ).
      Звуковой генератор работает по трехточечной схеме на лампе 2П1П. В качестве колебательного контура используется первичная обмотка выходного трансформатора, используемого в приемнике «Родина». Трансформатор имеет следующие данные: сечение сердечника —
      3,2 см2, обмотка I наматывается проводом ПЭЛ 0,1 и имеет 3000 + 3000 витков, обмотка II наматывается проводом ПЭЛ 0,8 и содержит 33 витка.
      Частота колебаний звукового генератора в основном определяется величиной сопротивления утечки сетки R (R = R2 + R3 + R4) и емкостью конденсатора С4. При С4, равном 0,02 мкф, и при изменении сопротивления R от 200 ком до 100 ком частота изменится от 250 гц до 500 гц.
      Работу звукового генератора удобно контролировать, включив телефоны Т во вторичную обмотку трансформатора Три При правильно смонтированном модуляторе после включения напряжения питания в наушниках должен прослушиваться тон с частотой модуляции.
      При сеточной модуляции напряжение звуковой частоты подается на управляющую сетку генераторной лампы, управляя тем самым анодным током лампы, а следовательно, и амплитудой высокочастотных колебаний в такт со звуковой частотой. Мощность модулятора при сеточной модуляции составляет 3—5% мощности высокочастотного генератора. Поэтому при сеточной модуляции легче получить коэффициент модуляции, близкий к единице. Однако при сеточной модуляции мощность передатчика получается в два раза меньше, чем при анодной модуляции, что несколько снижает радиус действия аппаратуры, работающей с сеточной модуляцией.
      На рис. 23 приведена схема трехлампового передатчика с сеточной модуляцией. Высокочастотный генератор собран по двухтактной схеме с емкостной обратной связью. Данные его схемы и методика налаживания аналогичны приведенным для схемы передатчика, данной на рис. 20.
      В качестве сеточного модулятора используется звуковой генератор, собранный на лампе Л3 по схеме генератора с индуктивной обратной связью. Но режим работы его в схеме трехлампового передатчика несколько отличается от режима работы простейшего генератора с индуктивной обратной связью. Отличие состоит в том, что частота звукового генератора из-за слишком сильной обратной связи в основном определяется величинами сеточного сопротивления У? (R = R6 + R7 + #10) и емкостью сеточного конденсатора С7, а не параметрам^
      Рис. 23. Схема передатчика с сеточной модуляцией колебательного контура. Катушка трансформатора Тр\ наматывается проводом ПЭЛ 0,1—0,15. Обмотки I и II содержат по 1000 витков. Сердечник трансформатора имеет сечение 2 см2.
      Частота звукового генератора при C = 0,02 мкф изменяется от 180 гц до 300 гц при изменении величины сопротивления утечки сетки R от 180 ком до 100 ком. Частота устанавливается за счет подключения соответствующего сопротивления с помощью переключателей Вк\ — Вк3. Число подключаемых сопротивлений равно числу подаваемых команд передающим устройством. Рассмотренная схема имеет возможность передавать одну из трех команд. При желании число команд может быть увеличено да 6—8. Чтобы установить частоту звукового генератора, равную частоте одного из язычков резонансного реле приемника, применяются сопротивления tfio, Rn И Rl2
      Напряжение звуковой частоты, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора, через сопротивления R& Rs и /?4 подается на сетки ламп Л\ и I2.
      При налаживании передатчика величина сопротивления /?5 подбирается такой, чтобы исключить перемоду-ляцию высокочастотного генератора.
      Наивыгоднейшая амплитуда напряжения модуляции выбирается следующим образом. На выход приемника параллельно обмотке чувствительного или резонансного реле подключаются наушники. Сопротивление Rs
      (рис. 23) заменяется переменным сопротивлением в 47 ком. Величину переменного сопротивления следует уменьшать до тех пор, пока не прекратится нарастание силы звукового тона в наушниках. Подбор необходимой величины сопротивления R5 производится при минимальной величине входного сигнала приемника, который получается при укороченной антенне передатчика и отключенной антенне приемника или при расстоянии между передатчиком и приемником не менее 100 м.
      Если необходимо одновременно передать две команды, передатчик должен иметь два генератора звуковой частоты. Для этого в точку 1 (рис. 23) подключается второй звуковой генератор, собранный по схеме, аналогичной первому звуковому генератору. При этом коэффициент модуляции от каждого звукового генератора должен быть уменьшен до 0,5, что, конечно, уменьшит радиус действия аппаратуры. Для уменьшения коэффициента модуляции сопротивления R3 и /?4 увеличиваются до 40 ком.