無線電遙控技術(shù)概述

1、概述劉肩山1/44緒 論教 學(xué) 目 教 學(xué) 任 務(wù)教 學(xué) 要 求教 學(xué) 方 法參 考 文 獻(xiàn)2/44教學(xué)目1、將無線電理論和電子技術(shù)很好地結(jié)合起來，培養(yǎng)閱讀、裝配遙控電路能力。 2、熟悉常見遙控電路基本工作原理與組成，學(xué)會分析遙控電路。3、MULTISM應(yīng)用軟件使用能力。 4、培養(yǎng)學(xué)生分析電路能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新和可連續(xù)發(fā)展能力。 3/44教學(xué)任務(wù) 完成無線電遙控基本理論、電波與天線、無線電發(fā)射電路、無線電接收電路、慣用單元電路與集成電路、無線電遙控應(yīng)用實(shí)例等六大類慣用無線遙控理論知識與技能。4/44教學(xué)要求 熟悉無線電遙控設(shè)備基本組成和基本原理。 掌握無線電發(fā)射電路、接收電路原理和試驗(yàn)技能。

2、 掌握使用集成收發(fā)模塊設(shè)計與制作遙控電路 。5/44參考教材無線電遙控入門陳永甫主編 人民郵電出版社實(shí)用無線電遙控電路陳永甫主編 人民郵電出版社模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)江路明主編 中國傳媒大學(xué)出版社數(shù)字電子技術(shù)靳孝峰主編 北京航空航天大學(xué)出版社無線電技術(shù)基礎(chǔ)王謹(jǐn)之主編 高等教育出版社無線電遙控技術(shù) 袁永明、鄧大文 上海教育出版社 6/44第一章 概述7/44內(nèi)容概要1、遙控、遙控指令、無線電遙控概念。2、無線電遙控系統(tǒng)、遙控裝置，閉環(huán)控制系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)概念。3、無線電遙控系統(tǒng)各組成部分及其作用。4、“通道”和“路”概念，單通道、多通道、單路多通道和多路多通道意義。5、頻分制多路遙控和時分制多路遙控

3、特征及區(qū)分6、調(diào)制及不一樣調(diào)制方式（連續(xù)波調(diào)制、脈沖調(diào)制、模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制、AM、FM、PM、ASK、FSK等）。8/44一、無線電遙控基本概念1、無線電遙控和遙控指令無線電遙控：遙控就是對被控對象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，并使被控對象按指令動作。 電信號：是指代表某種信息(如聲音、圖像等)或指令電流或電壓，也 稱為原始信號或基帶信號。無線電遙控任務(wù)，是將各種控制指令變成對應(yīng)電信號，并利用無線電波將電信號傳遞到接收端，對被控對象或各種過程進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。9/44一、無線電遙控基本概念遙控指令：遙控系統(tǒng)中由控制端向被控端傳送指示被控對象工作或怎樣工作命令（信號） 。 遙控指令特點(diǎn)：特征顯著、相互間易于區(qū)

4、分（電信號）。比如用不一樣頻率代表不一樣指令，或用不一樣幅度、脈寬、相位及碼組特征等表示各種指令，也可用聲音、圖像、文字、數(shù)據(jù)等作為遙控用指令信號。 遙控指令輸入方式：按鍵、開關(guān)、鍵盤，還有聲音、光信號等。 無線電遙控過程：遙控指令載波（電磁波）發(fā)射空間傳輸接收執(zhí)行。10/44一、無線電遙控基本概念2、遙控裝置(系統(tǒng))及其分類完成遙控任務(wù)整套設(shè)備稱為遙控系統(tǒng)或遙控裝置。通常將控制距離遠(yuǎn)、設(shè)備較復(fù)雜稱為遙控系統(tǒng)；而將控制距離較近、設(shè)備簡單稱為遙控裝置或遙控器。遙控系統(tǒng)(裝置)分類：按被控對象及其特征分類，有固定式遙控和活動式遙控。按被控對象控制特征或控制信號(指令)特征可分兩類：一是開關(guān)型控制對

5、被控對象狀態(tài)進(jìn)行單一通斷控制；另類是連續(xù)型控制：對被控對象狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。11/44一、無線電遙控基本概念3、遙測和遙控關(guān)系及開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（1）遙控和遙測關(guān)系：被控對象控制端監(jiān)測系統(tǒng)慣用監(jiān)測系統(tǒng)：遙測、雷達(dá)和電視監(jiān)控等。12/44一、無線電遙控基本概念3、遙測和遙控關(guān)系及開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)：有完善監(jiān)測系統(tǒng)（設(shè)備）遙控系統(tǒng)。（3）開環(huán)控制系統(tǒng)：無需監(jiān)測設(shè)備簡單遙控系統(tǒng)（監(jiān)測常由控制者眼睛實(shí)現(xiàn)）。13/44二、無線電遙控基本原理1、無線電遙控設(shè)備組成及工作原理14/44二、無線電遙控基本原理遙控指令產(chǎn)生器：有簡單如電源控制開關(guān)，單通道發(fā)射器；復(fù)雜如頻分多路(FDM)遙控設(shè)

6、備，時分多路(DTM)遙控設(shè)備等。發(fā)射電路通常包含調(diào)制電路高頻振蕩器和執(zhí)行電路等。簡易：單通道發(fā)射電路。普通常見：調(diào)制式發(fā)射機(jī)（含高頻載波振蕩器、音頻振蕩級、調(diào)制電路、末級功率放大級等）。接收機(jī)包含接收電路和譯碼電路(簡易無譯碼)。接收電路按其用途、靈敏度高低和放大類型可分為超再生接收電路和超外差式接收電路。譯碼電路譯碼是發(fā)端編碼逆過程，對原各指令信號進(jìn)行判別、再現(xiàn)，然后將恢復(fù)原狀指令信號送到對應(yīng)執(zhí)行放大電路，再驅(qū)動執(zhí)行機(jī)件或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。15/4416/44二、無線電遙控基本原理2、天線電遙控模型遙控過程 實(shí)例分析：遙控模型飛機(jī)17/44三、無線電遙控設(shè)備分類遙控設(shè)備按通道數(shù)單通道按指令性質(zhì)按接

7、收方式開關(guān)型百分比型超再生式超外差式多通道單路多通道多路多通道18/44三、無線電遙控設(shè)備分類1、單通道遙控和多通道遙控只有一個通道無線電遙控設(shè)備控制叫做單通道遙控。將有兩個或兩個以上通道無線電遙控設(shè)備控制叫做多通道遙控。19/4420/44單路多通道是指在同一時間內(nèi)只準(zhǔn)許發(fā)送一個控制指令，即不一樣路遙控指令只能一個接一個地傳送，它執(zhí)行機(jī)件也只能一個一個地動作。多路多通道可在同一時間內(nèi)同時傳送多個遙控指令，它執(zhí)行機(jī)件在同一時間內(nèi)可同時執(zhí)行或動作。多路多通道無線電遙控設(shè)備在多個通道同時工作時，在空間也含有相同路數(shù)無線電波傳輸通道。 *通行指令信號“道路”叫做通道，每個遙控指令都有自己通道。（結(jié)論

8、：通道無線電波頻帶）21/44比如：某遙控系統(tǒng)有能夠發(fā)出8個控制指令（對應(yīng)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)就有8個不一樣動作，發(fā)射機(jī)對應(yīng)發(fā)出8個不一樣信號），但同時只能發(fā)出3個控制指令（執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時進(jìn)行3個動作），則該遙控系統(tǒng)為8路3通道遙控。22/44三、無線電遙控設(shè)備分類2、開關(guān)型遙控和百分比型遙控依據(jù)控制指令性質(zhì)和被控對象狀態(tài)不一樣，遙控設(shè)備可分為開關(guān)型和百分比型兩種。開關(guān)型操縱器通常是開關(guān)(包含機(jī)械開關(guān)和電子開關(guān))，其控制指令電信號只有兩種狀態(tài)（有與無、1與0）。23/44百分比型遙控控制指令電信號是隨時間連續(xù)改變。最簡單百分比型操縱器是電位器。應(yīng)用實(shí)例：百分比調(diào)速無線遙控電動機(jī)電路（見下列圖1-8）。由入

9、空比可變發(fā)射電路和接收驅(qū)動電路兩大部分組成。24/44多諧振蕩器發(fā)射電路接收電路音頻功放倍壓整流電機(jī)驅(qū)動25/44三、無線電遙控設(shè)備分類3、頻分制無線電遙控 頻分制無線電遙控與頻分制無線電語音通信工作原理類同：二者都要利用調(diào)制器對要傳送語音信號(天線電通信信號)或指令信號(無線電遙控信號)進(jìn)行副載波調(diào)制，實(shí)施頻譜遷移；二者都要進(jìn)行高頻載波調(diào)制，實(shí)現(xiàn)無線電波對空發(fā)射和接收。頻分制遙控設(shè)備頻分制單路遙控設(shè)備：在同一時間內(nèi)僅可傳送一個控制指令。頻分制多路遙控設(shè)備：同一時間內(nèi)能夠同時傳送多個控制指令。26/44（1）頻分制單路遙控27/44（2）頻分制多路遙控28/44三、無線電遙控設(shè)備分類4、時分制

10、多路無線電遙控（1）頻分制多路遙控特點(diǎn)：適合用于傳送連續(xù)指令信號，可同時進(jìn)行多路控制，但遙控數(shù)目不宜過多。頻分多路遙控每路控制信號在頻域中占據(jù)著有限不一樣頻率區(qū)間，但每個控制信號占據(jù)著整個時域。29/44（2）時分多路遙控特點(diǎn)時分多路遙控是利用時間正交性，即以時間作為信號分割參量，使各路信號各占一小段時間（常稱為時隙)，并在時間軸上互不重合。它利用不一樣時隙來傳送不一樣路遙控信號。優(yōu)點(diǎn)以下：在時分多路電路中，各路信號編碼與譯碼、多路信號匯合與分路均采取數(shù)字電路，比頗分多路采取模擬濾波器、選頻器進(jìn)行分路要簡單、可靠，且體積小、重量輕。在頻分多路裝置中，因?yàn)殡娐泛蛡鬏斖ǖ婪蔷€性，易產(chǎn)生交替失真和高

11、次諧波，易引發(fā)路間串?dāng)_；而在時分多路裝置中，多采取數(shù)字集成器件，相對于使用模擬器件非線性失真要小得多。30/44（3）時分多路遙控設(shè)備組成31/44四、無線電遙控設(shè)備常見調(diào)制方式1、調(diào)制及調(diào)制作用（1）調(diào)制：所謂調(diào)制就是用基帶信號控制載波某一個或幾個參數(shù)，使載波參數(shù)按照基帶信號改變規(guī)律而改變。（2）調(diào)制作用： 將基帶信號頻譜遷移至載頻附近，以適應(yīng)傳輸信道頻帶要求，使信號特征與信道特征相匹配，便于發(fā)送和接收。在進(jìn)行無線傳輸時，必須將基帶信號調(diào)制到高頻載波上，這么才能將電磁能量有效地向空間輻射。 調(diào)制另個作用是便于實(shí)施信道復(fù)用，即在一個信道中同時實(shí)現(xiàn)多路信號傳輸 利用信號帶寬和信噪比(S/N)交換

12、性，提升系統(tǒng)抗干擾件能，并有效地利用頻帶。32/442、無線電遙控調(diào)制方式33/44模擬調(diào)制：當(dāng)控制載波某個參數(shù)改變基帶信號(或稱調(diào)制信號)是時間連續(xù)函數(shù)時，這種類型調(diào)制稱作模擬調(diào)制。模擬正弦波調(diào)制：若模擬調(diào)制載波采取高頻正弦波，這種調(diào)制即為模擬正弦波調(diào)制。依據(jù)基帶信號所控制正弦波參量(幅度、頻率和相位)不一樣，可分為幅度調(diào)制(AM)、頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM)，簡稱調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。34/4435/44 模擬脈沖調(diào)制：若模擬調(diào)制載波是脈沖序列，則這種調(diào)制即為模擬脈沖調(diào)制。按照基帶信號所控制脈沖序列參量不一樣，又可分為脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制(PWM)和脈位調(diào)制(PPM)，它們分別

13、表示脈沖幅度、寬度和位置隨基帶信號作線性改變。36/4437/44脈沖調(diào)制：當(dāng)控制載波某個參數(shù)改變基帶信號是脈沖序列時，這種類型調(diào)制即為脈沖調(diào)制。依據(jù)載波是高頻正弦波(連續(xù)波)還是數(shù)字脈沖，可分為連續(xù)波數(shù)字調(diào)制和脈沖數(shù)字調(diào)制。連續(xù)波數(shù)字調(diào)制按照數(shù)字基帶信號去抑制正弦載波幅度、相位和頻率不一樣，又可分為幅度鍵控(ASK或00K)、頗移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。38/4439/44小 結(jié)1、遙控、遙控指令和無線電遙控 遙控，廣義地講，它是對被控對象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。遙控指令：遙控系統(tǒng)中由控制端向被控端傳送指示被控對象工作或怎樣工作命令（信號） 。無線電遙控：是在控制端產(chǎn)生并發(fā)出指令信號，利

14、用無線信道將指令信號傳送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使被控對象完成預(yù)定動作。40/442、遙控系統(tǒng)（裝置）：完成遙控任務(wù)整套無線電遙控設(shè)備稱為無線電遙控系統(tǒng)或遙控裝置。控制距離遠(yuǎn)、設(shè)備較復(fù)雜稱為遙控系統(tǒng)；控制距離近、設(shè)備簡單常稱為遙控器（裝置）。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)：大型遙控系統(tǒng)通常包含有遙測（監(jiān)測）系統(tǒng)（設(shè)備），形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)；開環(huán)控制系統(tǒng)：小型或簡單遙控裝置（遙控器）普通控制距離較近，操縱者眼睛（耳朵）相當(dāng)于監(jiān)測設(shè)備，無需加裝遙測設(shè)備，故可認(rèn)為是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。41/444、無線電遙控系統(tǒng)組成：包含無線電發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和執(zhí)行電路三部分。發(fā)射機(jī)包含編碼電路和發(fā)射電路，發(fā)射電路一個主要作用是將指令信號調(diào)制到高頻載波上；接收機(jī)包含高頻部分（放大、解調(diào)）和譯碼電路。5、“通道”及“路”：單通道遙控、多通道遙控，單路多通道遙控和多路多通道遙控。42/446、頻分制和時分制：在多路多通道遙