無線電遙控器的分類和組成
    要了解無線電遙控就必須首先知道什么是無線電遙控，無線電遙控就是利用電磁波在遠(yuǎn)距離上,，按照人們的意志實(shí)現(xiàn)對(duì)物體對(duì)象的無線操縱和控制,，這種無線控制的方式就叫做無線電遙控。
    無線電遙控遙控技術(shù)的誕生,，起源于無線電通訊技術(shù),，最初的構(gòu)想是無線電電報(bào)技術(shù)的建立，真空電子管的發(fā)明使得無限電技術(shù)的應(yīng)用和普及很快應(yīng)用在民用和軍用等各個(gè)領(lǐng)域,。在第一次世界大戰(zhàn)時(shí),，無線電遙控應(yīng)用較多的是在軍事上，將遙控裝置安裝在魚雷,，當(dāng)魚雷發(fā)射后利用遙控魚雷去攻擊敵方的船只和艦艇,，使得魚雷的命中率大大的提高。到了第二次世界大戰(zhàn)時(shí),，納粹德國又將無線電遙控系統(tǒng)安裝在V——2火箭上,，對(duì)英國倫敦進(jìn)行了大規(guī)模的轟炸，在那時(shí)可以說無線電遙控技術(shù)發(fā)揮到了極至,。后來隨著晶體管的發(fā)明和集成電路的誕生,，無線電遙控技術(shù)達(dá)到了更加完善的程度，現(xiàn)如今我們所知道導(dǎo)彈,、衛(wèi)星,、航天飛機(jī)等高科技技術(shù)都是利用無線電遙控技術(shù)的結(jié)晶，它已經(jīng)不再是軍事領(lǐng)域唯一成員,，我們的日常生活可以說是已經(jīng)離不了無線電遙控,，如：遙控監(jiān)視,、報(bào)警、遙控電視,、遙控玩具等等,。那么，無線電遙控是怎樣劃分的呢,？又是怎樣工作的呢,？下面我們就來談?wù)勥@個(gè)問題。
    從無線電遙控的定義上看,，所有能夠?qū)崿F(xiàn)無線遙控的控制系統(tǒng)，都應(yīng)視為無線電遙控裝置,，為此我們按其發(fā)射和接收波譜頻率上分,，有音頻聲控、可見光控,、紅外線控,、射頻電磁波控和載頻電磁波控等；按發(fā)射和接收的傳輸方式上分,，有再生式,、超再式、外差式,、超外差式、等幅、調(diào)幅式和調(diào)頻式等等,；如果按發(fā)射和接收的載體性質(zhì)上分,，有單音頻式遙控、雙單音頻式遙控,、脈沖數(shù)字式遙控等等,；如果我們按發(fā)射和接收的動(dòng)作類型上分，有開關(guān)式,、占空比式,、脈寬式、脈位式,、復(fù)合式,、時(shí)分比例式和混合比例式等等；如果按發(fā)射和接收的通道數(shù)量上分,，有單通道,、雙通道、四通道,、八通道和十通道以上的多通道等等,；如果再按發(fā)射和接收頻率波長上分,，有長波、中波,、短波或低頻,、高頻和甚高頻等等；從發(fā)射和接收的電路組成上看,，有分立元件,、集成電路、模擬電路,、數(shù)字電路,、混合電路等等?？梢哉f從廣義上看無線電遙控技術(shù)的種類和方式多種多樣,，我們不能一一的詳盡。為了能使大家對(duì)無線電遙控有更加深刻的了解,，我們先介紹一下模型用無線電遙控設(shè)備和電路的組成,。
    無線電遙控模型的設(shè)備一般都包括以下幾個(gè)部分遙控發(fā)射機(jī)、遙控接收機(jī),、執(zhí)行舵機(jī),、電子調(diào)速器組成。
    1.遙控發(fā)射機(jī)
    就是我們所說的遙控器,，它是來操控我們的車?；虼５模捎谒獠坑幸粋€(gè)長長的天線,，遙控指令都是通過機(jī)殼外部的控制開關(guān)和按鈕,，經(jīng)過內(nèi)部電路的調(diào)制、編碼,，再通過高頻信號(hào)放大電路由天線將電磁波發(fā)射出去,。目前模型常用的遙控發(fā)射機(jī)有三種類型：一種是盒式按鍵手持用的小型遙控發(fā)射機(jī)；一種是便攜桿式遙控發(fā)射機(jī),；另一種是手持槍式遙控發(fā)射機(jī),。前一種多為開關(guān)式模擬電路的遙控系統(tǒng)，為一般普通的玩具遙控車模,、船?；蚝侥Ｊ褂茫娐返脑O(shè)計(jì)和制作比較簡單,，動(dòng)作的指令都為“開”和“關(guān)”兩種,，雖然通道的數(shù)量可以很多，遙控的性能和距離較低,。而發(fā)射機(jī)為桿式和槍式兩種通常為比例式的無線電遙控器,，在動(dòng)態(tài)仿真模型中是當(dāng)今最為流行的遙控操作系統(tǒng),，由于這兩種在調(diào)制、編碼和電路的組成等方式的不同,，其性價(jià)比有很大的差異,，所以在價(jià)格上也不同。
    比例遙控桿式發(fā)射機(jī)有兩個(gè)操縱桿,，左邊的桿用來控制模型車的速度及剎車（前進(jìn)或后退）,，右邊的桿控制模型車的方向。槍式發(fā)射機(jī)用一個(gè)轉(zhuǎn)輪（方向盤）和一個(gè)類似手槍扳機(jī)的操縱桿來分別控制方向和速度,。除了這些基本功能之外,，一些較高級(jí)發(fā)射機(jī)還運(yùn)用了先進(jìn)的電腦技術(shù)，增加了許多附加的功能,，如儲(chǔ)存多種模型車,、船的調(diào)整數(shù)據(jù)，一機(jī)多用,；有計(jì)時(shí)、計(jì)圈功能,，方便練習(xí)和比賽,；有大型液晶顯示屏幕，可顯示工作狀態(tài)和各種功能,。
    這兩種遙控發(fā)射機(jī)的基本原理大體上是相同的,，只是遙控發(fā)射機(jī)的外形和操控方式不同罷了，也許有要人問：那種類型的好,？其實(shí)關(guān)鍵是你自己的習(xí)慣,，喜歡那種操控方式，一旦你選好了類型,，最好不要在中途隨便更換發(fā)射機(jī)的類型,，這樣會(huì)改變你的操控習(xí)慣。
    2.遙控接收機(jī)
    遙控接收機(jī)是安裝在車?；虼Ｉ嫌脕斫邮諢o線電信號(hào)的,。它會(huì)處理來自遙控發(fā)射機(jī)的無線電信號(hào)，將所接收的信號(hào)進(jìn)行放大,、整形,、解碼，并把接收來的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行電路可以識(shí)別的音頻信號(hào)或是數(shù)字脈沖信號(hào),，傳輸給車模上或船模上的其他電子部件,，如：舵機(jī)電路、電子調(diào)速器電路等執(zhí)行機(jī)構(gòu),，這樣一來我們的車?；虼?，就會(huì)通過這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成我們所發(fā)出的動(dòng)作指令。由于接收機(jī)是裝在模型飛機(jī)上,、車上或船上的,，一般都盡量做得很小巧，有兩個(gè)火柴合大小,，重量僅幾十克,，但大都為具有很高的靈敏度，性能低一些的接收距離也有幾百米,，而好的卻能接收千米外發(fā)射來的無線電信號(hào),。接收機(jī)一般都要與發(fā)射機(jī)配套使用，通常使用專用的電池組或使用六伏直流電源（4節(jié)5號(hào)電池）,。
    3.伺服舵機(jī)
    舵機(jī)是把從接收機(jī)傳來的信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械的動(dòng)作的一種機(jī)電一體的裝置,，主要作用是把接收機(jī)收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的機(jī)械動(dòng)作，借此完成方向和速度的控制,。伺服舵機(jī)根據(jù)不同用途又可分為普通舵機(jī),、強(qiáng)力舵機(jī)和微型舵機(jī)。普通舵機(jī)能滿足一般使用要求,；強(qiáng)力舵機(jī)通常被用在較大的模型或受力較大的控制機(jī)構(gòu)上（如越野車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)）,；微型舵機(jī)則常被用于尺寸和受力都比較小的模型車模或船模上,。
    但有的舵機(jī)也常分離成單獨(dú)的個(gè)體,，這種機(jī)電分離的形式常用在非比例執(zhí)行的控制電路當(dāng)中，早年我們常把它稱作隨動(dòng)器或擒縱器,，實(shí)際就是一個(gè)齒輪減速裝置,，現(xiàn)在的一些開關(guān)型的遙控系統(tǒng)常采用它。比例舵機(jī)則與往常大不一樣,，不僅體積小而且精密,，是現(xiàn)在比例遙控系統(tǒng)常用的動(dòng)作執(zhí)行機(jī)械。
    4.電子調(diào)速器
    電子調(diào)速器就是我們通常所說的電調(diào),，是專門用在電動(dòng)遙控模型上的動(dòng)力輸出控制裝置,，它是控制車模或船模上的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的一種電子控制電路,。也可以說電子調(diào)速器是接收來自接收機(jī)控制信號(hào)的一種放大裝置,，它將所接收到的比例信號(hào)放大成電動(dòng)機(jī)可直接使用的電壓和電流供電動(dòng)機(jī)工作。它與普通的機(jī)械式調(diào)速器相比,，有體積小,、壽命長、效率高、輸出功率大的優(yōu)點(diǎn),。一些高級(jí)的電子變速器還運(yùn)用了數(shù)碼技術(shù),，采用高頻操作，有多種程式剎車,、溫控自動(dòng)保護(hù)以及自動(dòng)斷電等功能,。
    無線電遙控器的工作原理
    前面我們介紹了模型無線電遙控器的組成，下面我們?cè)俳榻B一下模型無線電遙控器的工作原理和控制原理,，本文以一般的動(dòng)態(tài)模型用四通道比例遙控設(shè)備系統(tǒng)為例,，介紹一下它的發(fā)射機(jī)、接收機(jī),、舵機(jī),、電子調(diào)速器等部分的工作原理。
    無線電遙控器的外形如圖l所示:
    它是四通道比例遙控發(fā)射機(jī)設(shè)備,，外部開關(guān)和各部分名稱則分別為：在發(fā)射機(jī)機(jī)殼的面板上分別有兩個(gè)控制l,、2通道和3、4通道動(dòng)作指令的操縱桿,，又稱遙控桿,。對(duì)應(yīng)X軸與Y軸方向的兩個(gè)操縱桿的兩邊分別相對(duì)應(yīng)的是4個(gè)通道的微調(diào)裝置，可分別對(duì)1,、2通道和3,、4的控制動(dòng)作進(jìn)行細(xì)致的微調(diào)。在發(fā)射機(jī)后面的電池蓋下,，一共設(shè)置有6個(gè)舵機(jī)或電子調(diào)速器的換向開關(guān),，分別用于變換舵機(jī)搖臂的偏轉(zhuǎn)方向,。在左下角則是可插拔的石英晶體振蕩器,，用于變換遙控器的工作頻率。
    圖2所示的是接收機(jī)和舵機(jī),、電子調(diào)速器,，以及接收機(jī)電源裝置所組成的接收控制系統(tǒng)，其中接收機(jī)是用來接收從發(fā)射機(jī)傳來的指令信號(hào),，經(jīng)過放大,、解碼等處理后，指揮舵機(jī)和電子調(diào)速器作出與發(fā)射機(jī)指令相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作,。接收機(jī)電池是專門給接收機(jī)和舵機(jī)供電的,，由4節(jié)普通5號(hào)干電池或鎳氫電池串聯(lián)而成。動(dòng)力電池組則是給電子調(diào)速器提供工作能源,，它一般采用較大容量的電池或蓄電池組成,。
    所謂比例控制，簡單說來就是當(dāng)我們把發(fā)射機(jī)上的操縱桿由中立位置向某一方向偏移一角度時(shí)，與該動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的舵機(jī)搖臂也同時(shí)偏移相應(yīng)的角度,，舵機(jī)搖臂偏轉(zhuǎn)角度與發(fā)射機(jī)操縱桿偏移角度成比例,，如圖3顯示了發(fā)射機(jī)執(zhí)行舵機(jī)與船模舵面的動(dòng)作關(guān)系。當(dāng)發(fā)射機(jī)操縱桿(或?qū)?yīng)的微調(diào)桿)往左,、右偏轉(zhuǎn)或回復(fù)中立時(shí),，執(zhí)行舵機(jī)的搖臂也隨之相應(yīng)地往左、右偏轉(zhuǎn)或回復(fù)中立,，帶動(dòng)船模的舵面往左,右偏轉(zhuǎn)或回復(fù)中立,，操縱桿(或微調(diào)桿)、舵機(jī)搖臂,、模型舵面偏轉(zhuǎn)的角度大小成比例,。船模的動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)也是一樣，只不過舵機(jī)換成了電子調(diào)速器,，由調(diào)速器去控制推進(jìn)電機(jī)的加速與減速,、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，使船模達(dá)到滿意的速度控制,。限于文章的篇幅船模的推動(dòng)系統(tǒng)在這里就不一一的介紹了,。
    四通道的比例遙控設(shè)備,可以同時(shí)對(duì)模型進(jìn)行四個(gè)不同動(dòng)作進(jìn)行比例控制。由于船模的只有方向舵和螺旋漿推進(jìn)電機(jī)兩個(gè)控制系統(tǒng),，所以一般只需兩個(gè)通道就足夠了,，而遙控航模飛機(jī)則一般須有四個(gè)通道來完成，如：發(fā)動(dòng)機(jī)油門,、升降舵,、方向舵和副翼，當(dāng)然也需要四個(gè)舵機(jī)來控制,，比例控制是十分接近載人船只和飛機(jī)的操縱,，也是比較理想的遙控操縱系統(tǒng)。
    下面我們?cè)谶@里簡要談一談比例遙控設(shè)備的工作原理,。發(fā)射機(jī)的組成如圖4所示,它基本上是由操縱器,、編碼電路、開關(guān)電路,、高頻電路所組成,。操縱器與可變電位器電路連接，而可變電位器又與信號(hào)發(fā)生電路和編碼器電路連接,，編碼器所產(chǎn)生的信號(hào)通過開關(guān)電路搭載在高頻無線電發(fā)射器上由天線發(fā)送出去,這個(gè)過程有點(diǎn)像用火車運(yùn)載貨物,操縱者相當(dāng)于貨運(yùn)調(diào)度員,動(dòng)作指令信號(hào)相當(dāng)于貨物,，而高頻無線電波相當(dāng)于火車，把“貨物“搬上“火車“的這個(gè)過程稱為調(diào)制,，將信號(hào)調(diào)制為 AM稱調(diào)幅,，而將信號(hào)調(diào)制為FM則稱調(diào)頻,。至于說在遙控器中標(biāo)明PPM和PCM，只是編碼調(diào)制的方式不同,，PPM為脈位調(diào)制,，而PCM則為脈寬調(diào)制，前者是在發(fā)射時(shí)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),，而接受時(shí)再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào),，經(jīng)放大電路驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)械動(dòng)作。而PCM則不同,，它是一種純數(shù)字信號(hào)輸出的形式,，所以信號(hào)還原好，受到的外界干擾也小,，并且電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試也相對(duì)簡單,。
    那么發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是怎樣發(fā)射和接受信號(hào)的呢？下面我們簡單的介紹一下它的發(fā)射和接收原理,。如圖5所示,，當(dāng)遙控發(fā)射機(jī)發(fā)出的無線電波時(shí),Ta——Td操縱桿用脈沖信號(hào)及Ts矩形波(共5個(gè)信號(hào))組成一個(gè)周波，在1秒時(shí)間內(nèi)大約自動(dòng)重復(fù)出現(xiàn)30個(gè)周波,，比例脈沖的寬度一般為1.5ms±0.5ms,。 Ta——Td分別與和操縱桿連接的可變電位器相對(duì)應(yīng)，當(dāng)操縱桿運(yùn)動(dòng)時(shí),Ta——Td的信號(hào)隨之改變其時(shí)間寬度,，促使與接收機(jī)連接的舵機(jī)邊做出相應(yīng)成比例的動(dòng)作,。Ts信號(hào)不是用于操縱桿的，它是一個(gè)固定的時(shí)間脈沖,，它有較長的時(shí)間寬度,，其作用是當(dāng)接收機(jī)由于雜音信號(hào)干擾而引起信號(hào)排列紊亂時(shí)，它能自動(dòng)整形使接收機(jī)能夠識(shí)別,。在脈沖信號(hào)之間的To是沒有無線電信號(hào)的間隔期,，也就是我們所說的脈沖寬度，它能使接收機(jī)可靠地區(qū)別多個(gè)連續(xù)的脈沖信號(hào),。
    接收機(jī)組成如圖6所示:
    它基本上是由選頻電路,、放大電路,、譯碼電路等部分組成,。從接收放大電路出來的脈沖信號(hào)，通過譯碼電路后就能分別獨(dú)立地取出由發(fā)射機(jī)發(fā)出的操縱桿動(dòng)作信號(hào) Ta——Td,，并分配到不同的譯碼地址輸出口,。這個(gè)過程有點(diǎn)像貨物運(yùn)達(dá)目的地車站后，把貨物卸下來并分類送給不同的使用者,。接收電路相當(dāng)于接貨和卸貨人員,，它把“貨物”卸下來后,，再由貨物分類人員(譯碼電路)把“貨物”輸送給不同的用戶，于是各個(gè)執(zhí)行舵機(jī)或電子調(diào)速器便開始執(zhí)行各自的任務(wù),。
    舵機(jī)的組成如圖7所示:
    舵機(jī)是由電子電路和機(jī)械減速裝置所組成的動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu),，它通過接收機(jī)能夠取出由發(fā)射機(jī)操縱桿生成的比例信號(hào)，能夠作出與該信號(hào)相對(duì)應(yīng)的具體動(dòng)作,。由于它需要?jiǎng)幼鞯姆答伻ヒ龑?dǎo)電路的工作,，所以必須安裝馬達(dá)和齒輪減速機(jī)構(gòu)。作為發(fā)射機(jī)操縱桿動(dòng)作與模型動(dòng)作之間的動(dòng)作媒介,，舵機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性是極為重要的,。發(fā)射機(jī)與接收機(jī)不同的編解碼電路，要配用不同的執(zhí)行舵機(jī)電路,，如模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào),。舵機(jī)電路對(duì)于信號(hào)的接收，都要經(jīng)過與機(jī)內(nèi)的振蕩脈沖進(jìn)行脈寬或脈位的比較,，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)動(dòng)作,，同時(shí)將機(jī)械的動(dòng)作信號(hào)反饋到比較電路，以便掌控比較的脈沖,，使之與發(fā)射機(jī)操縱桿所發(fā)出的操控角度達(dá)到同步,。
    電子調(diào)速器的工作原理基本與之相同，在這里我就不再重復(fù)了,，只簡單的說明一點(diǎn)：電子調(diào)速器與舵機(jī)所不同的是它沒有安裝機(jī)械減速裝置,，因?yàn)樗恍枰３謾C(jī)械角度的控制，而只改變電流的方向和電壓的高低,，因此也就減化了電路的設(shè)計(jì),，相應(yīng)增加了驅(qū)動(dòng)電路的組成。
    一般情況下而言,，舵機(jī)使用的范圍較廣,，船模、車模和空模等需要角度控制的模型系統(tǒng)都能用的上,，而電子調(diào)速器只適用于帶有電機(jī)為動(dòng)力的模型系統(tǒng)當(dāng)中,，當(dāng)然對(duì)電子調(diào)速器加以改進(jìn)，也可作為舵機(jī)來使用,，但前提是電子調(diào)速器電路當(dāng)中必需要有脈沖比較電路,，有的電子調(diào)速器只簡單增加了放大電路則是不能使用的。
    以上我們簡單地介紹了模型用無線電遙控系統(tǒng)的組成和工作原理,，早期的調(diào)幅式（AM）比例式遙控器雖說原理相同,，但由于電路的組成較為復(fù)雜，況且安裝和調(diào)試不便,，所以現(xiàn)在市場(chǎng)上所銷售的都是采用數(shù)字集成電路的比例遙控電路,，下一講我們將有真對(duì)性的介紹一種常用的模型比例遙控系統(tǒng)的電路工作原理,。