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AM、FM接收机的工作原理是什么?

网友发布 2023-07-27 19:09 · 头闻号仪器机械

接收机基本上和一般收音机工作原理是大同小异,只不过收音机解调的是声音,遥控器解调的是脉冲调制。现行遥控器接收机分二大主流,亦即是一段差频及二段差频。调制波又分PPM、PCM.兹分述如下:

调制之区别

 现行主流PCM(编码调制方式),是多数制造商之基本商品,有很多读者问到为何各家PCM不能相容,其实并不是技术有差异,而是因为各家编解码有其智慧财产权之问题,故各家编解码速度都相同,但内容不同故也无法相容,所以在美国,您可以买到各型式适用各厂牌之PPM(FM)接收是为调频接收机而买不到PCM方式之接收机,其说文解字就是依据转成TTL讯号至伺服机作动,基本在转之过程中PPM会略快过于PCM。PCM方式有其较特殊之功能,就是可以设入干扰锁定,原理也很简单,厂家在软体设定在解调漏码率超过基本率时,它会自行启动原发射机设入之参数,例如油门动作OR其它之特殊机能,如果在发射机不设任何干扰锁定,则接收机会依最终动作锁定,而使伺服机定位于不动,直至讯号再次输入,而发射机锁定之参数码,约是每20秒一次,(各厂不一)所以当您把发射机开启后发射机就把参数码传输接收机了。

接收差频

很多读者也对所谓简单差频及双差频有何不同,又有何差异不甚了解,现用一些数据来作说明,一般单差频之接收机,内有一455KHZ之混频线路,故以发射机频率41.000MHZ来说,基本上接收机晶体主振应是41.000-0.455=40.545它和455k不低于带通滤波器产生一个对差频率,而去响应主频率,但二段差频则是于单差线路前再加一段差频线路,基本上都使用10.700MHZ之石英带通滤波器,故以上述频率值接收机,晶体应是41.000-10.700=300MHZ,可是不管改变差频,其发射机晶体都不会改变,但双差频又有何好处呢?双差频比单差频多了一次滤波,相对于杂讯抗性较强,故比单差频有较好之抗干扰度,您了解吗?

 上下调制波之说明

此点是很多读者不明究理之所在,同是标准之PPM接收机又不牵涉到PCM产权问题,何以JR及FUTABA之FM接收机不能通用,其实是因为JR使用上调制波,因两相解调相位皮周率不同,而使得两厂牌接收无法相容之故,读者可以在国外杂志发现,他们卖接收机都会注明适合那厂牌使用,当然现在也有适合两种主流品牌之全功能接收机,例如GWS及韩国HI-TEC,其基本上在中频IC后做一个上下弦波之选择线路,让后段能同步处理相位,故可以依您之所需改变接收机之上下波,也是不错的的选择。

选择度及感度

所谓选择就是接收机之频率响应度,一般而言选择度愈高之接收机,当然抗干扰愈好,不过也愈会受石英晶体老化影响,故两者很难共存,只能以较中性之方式处理,而感度之良否,是依其线路设计及元件值数而定,评论一个好坏,也只能用过才说得准。

天线长度

  任何频率都有相对应之匹配长度,在接收机上一般都使用1米之长度,然后在天线前有一个匹配电杆,让1米长度天线去对应,故自行改变天线长度是会影响接收距离的,劝各位不要任意改变长度以免造成损失。本帖最近评分记录 FM/PCM的优点:

高可靠性和高抗干扰性。大家知道,一般PPM遥控设备都要求在操作时先开发射机后开接收机,先关接收机后关发射机。其原因是在没有发射信号时,接受机会因自身内部的噪音或外界的干扰产生误动作;即使是带静噪电路的接受机,在有同频干扰的情况下也会出现误动作。而采用了PCM编解码方式,在程序设计中包含了多种信号校验功能,即使在发射机关机、只开接收机的情况下,也不会产生误动作。因此,当每次发射机定时关机后,接收机仍可处于开机待命状态,避免了频繁开关接收机的麻烦。

无信号自动回**能:如不预置接收机输出状态,接收机在无信号后约2秒种自动回中。

PPM和PCM的工作原理:

前面提到了PPM和PCM编解码技术,那么,究竟什么是PPM和PCM呢?两者又有什么区别呢?

PCM是英文pulse-code modulation的缩写,中文的意思是:脉冲编码调制,又称脉码调制。PPM是英文pulse position modulation的缩写,中文意思是:脉冲位置调制,又称脉位调制,这里顺便提一句,有些航模爱好者误将PPM编码说成是FM,其实这是两个不同的概念。前者指的是信号脉冲的编码方式,后者指的是高频电路的调制方式。比例遥控发射电路的工作原理如图1所示。操作通过操纵发射机上的手柄,将电位器组值的变化信息送人编码电路。编码电路将其转换成一组脉冲编码信号(PPM或PCM)。这组脉冲编码信号经过高频调制电路(AM或FM)调制后,再经高放电路发送出去。

目前,比例遥控设备中最常用的两种脉冲编码方式就是PPM和PCM:最常用的两种高频调制方式是FM调频和AM调幅:最常见的组合为PPM/AM脉位调制编码/调幅、PPM/FM脉位调制编码/调频、PPM/FM脉冲调只编码/调频三种形式。通常的PPM接收解码电路都由通用的数字集成电路组成,如CD4013,CD4015等。对于这类电路来说,只要输入脉冲的上升沿达到一定的高度,都可以使其翻转。这样,一旦输入脉冲中含有干扰脉冲,就会造成输出混乱。由于干扰脉冲的数量和位置是随机的,因此在接收机输出端产生的效果就是“抖舵”。除此之外,因电位器接触不好而造成编码波形的畸变等原因,也会影响接收效果,造成“抖舵”。对于窄小的干扰脉冲,一般的PPM电路可以采用滤波的方式消除;而对于较宽的干扰脉冲,滤波电路就无能为力了。这就是为什么普通的PPM比例遥控设备,在强干扰的环境下或超出控制范围时会产生误动作的原因。尤其是在有同频干扰的情况下,模型往往会完全失控。

PPM的编解码方式一般是使用积分电路来实现的,而PCM编解码则是用模/数(A/D)和数/模(D/A)转技术实现的。

首先,编码电路中模/数转换部分将电位器产生的模拟信息转换成一组数字脉冲信号。由于每个通道都由8个脉冲组成,再加上同步脉冲和校核脉冲,因此每个脉冲包含了数十个脉冲信号。在这里,每一个通道都是由8个信号脉冲组成。其脉冲个数永远不变,只是脉冲的宽度不同。宽脉冲代表“1”,窄脉冲代表“0”。这样每个通道的脉冲就可用8位二进制数据来表示,共有256种变化。接收机解码电路中的单片机(单片计算机,下同)收到这种数字编码信号后,再经过数/模转换,将数字信号还原成模拟信号。由于在空中传播的是数字信号,其中包含的信号只代表两种宽度。这样,如果在此种编码脉冲传送过程中产生了干扰脉冲,解码电路中的单片机就会自动将与“0”或“1”脉冲宽度不相同的干扰脉冲自动清除。如果干扰脉冲与“0”或“1”脉冲的宽度相似或干脆将“0”脉冲干扰加宽成“1”脉冲,解码电路的单片机也可以通过计数功能或检验校核码的方式,将其滤除或不予输出。而因电位器接触不良对编码电路造成的影响,也已由编码电路中的单片机将其剔除,这样就消除了各种干扰造成误动作的可能。

PCM编码的优点不仅在于其很强的抗干扰性,而且可以很方便的利用计算机编程,不增加或少增加成本,实现各种智能化设计。例如,将来的比例遥控设备完成可以采用个性化设计,在编解码电路中加上地址码,实现真正意义上的一对一控制。另外,如果在发射机上加装开关,通过计算机编程,将每个通道的256种变化分别发送出来;接收机接收后,再经计算机解码后变成256路开关输出。这样,一路PCM编码信号就可变成256路开关信号。而且,这种开关电路的抗干扰能力相当强,控制精度相当高。从上述可以看出,PCM编码与PPM编码方式相比,具有很大的优越性。虽然以往将这两种编码方式都说成是数子比例遥控设备,但从严格意义上说,只有PCM编码才称得上真正的数字比例遥控。值得指出的是:各个厂家生产的不同型号的PCM比例遥控设备,其编码方式都不相同。因此,同样是PCM设备,只要是不同厂家生产的,即使是相同频率,也不会产生互相干扰,而只会影响控制距离。

在很多航模爱好者心目中,PCM比例遥控设备都是昂贵的高档产品,可望不可及。造成这种现象主要有两种原因,一方面是前些年单片机的价格很高,功能还不够强大;另一方面是进口的PCM比例遥控设备设计的功能很多,造成成本偏高。本帖最近评分记录

FM电路由电感、电容、变容二极管,三极管或者场效应管和很多其他的元件组成

总体线路:至少要一个由电感、电容和变容二极管组成的LC载频震荡回路,靠变容二极管两端的直流电压调节变容管的pn结电容量,这个电压就是你要传输的信号电压,频率应该比LC回路的震荡频率低很多,然后用三极管/场效应管和电阻配合这个lc回路组成自激震荡器。再用功率三级管或场效应管做功率输出级,将震荡器的输出信号放大到天线端发射出去。至于信号直流电压一般是用低频信号(比如音频信号)和固定的直流偏压(是为了让变容二极管达到最佳状态)合成的。

功率输出端的作用有两个,一个是提供天线功率输出(因为保证信号质量,射频震荡器的功率会做得很小),另一个是,天线端使用的是开放式震荡回路,如果不用功率线路而直接从震荡器取的话会干扰震荡器的频率稳定性。

级间耦合一般是用电容。震荡-功率输出:如果频率很高的话还可以用空心电感耦合(输出和输入用粗漆包线绕成诺干毫米直径、视情况而定几十到几圈的空心线圈,可以按摆法的不同来进行耦合)。用电容耦合的一般要求输出和输入的阻抗已经设计的能比较匹配。调制信号-震荡输入:用电容(隔直流)和适当大小的电阻耦合。

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