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距離上，按照人們的意志實現(xiàn)對物體對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領(lǐng)域。在第一次世界大戰(zhàn)時，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，納粹德國又將無線電遙控系統(tǒng)安裝在V——2火箭上，對英國倫敦進行了大規(guī)模的轟炸，在那時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部分遙控發(fā)射機、遙控接收機、執(zhí)行舵機、電子調(diào)速器組成。
    1.遙控發(fā)射機
    就是我們所說的遙控器，它是來操控我們的車?；虼５?，由于它外部有一個長長的天線，遙控指令都是通過機殼外部的控制開關(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)射機有三種類型：一種是盒式按鍵手持用的小型遙控發(fā)射機；一種是便攜桿式遙控發(fā)射機；另一種是手持槍式遙控發(fā)射機。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)計和制作比較簡單，動作的指令都為“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)射機為桿式和槍式兩種通常為比例式的無線電遙控器，在動態(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，其性價比有很大的差異，所以在價格上也不同。
    比例遙控桿式發(fā)射機有兩個操縱桿，左邊的桿用來控制模型車的速度及剎車（前進或后退），右邊的桿控制模型車的方向。槍式發(fā)射機用一個轉(zhuǎn)輪（方向盤）和一個類似手槍扳機的操縱桿來分別控制方向和速度。除了這些基本功能之外，一些較高級發(fā)射機還運用了先進的電腦技術(shù)，增加了許多附加的功能，如儲存多種模型車、船的調(diào)整數(shù)據(jù)，一機多用；有計時、計圈功能，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)射機的基本原理大體上是相同的，只是遙控發(fā)射機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)射機的類型，這樣會改變你的操控習(xí)慣。
    2.遙控接收機
    遙控接收機是安裝在車?；虼Ｉ嫌脕斫邮諢o線電信號的。它會處理來自遙控發(fā)射機的無線電信號，將所接收的信號進行放大、整形、解碼，并把接收來的控制信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行電路可以識別的音頻信號或是數(shù)字脈沖信號，傳輸給車模上或船模上的其他電子部件，如：舵機電路、電子調(diào)速器電路等執(zhí)行機構(gòu)，這樣一來我們的車?；虼?，就會通過這些執(zhí)行機構(gòu)來完成我們所發(fā)出的動作指令。由于接收機是裝在模型飛機上、車上或船上的，一般都盡量做得很小巧，有兩個火柴合大小，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。接收機一般都要與發(fā)射機配套使用，通常使用專用的電池組或使用六伏直流電源（4節(jié)5號電池）。
    3.伺服舵機
    舵機是把從接收機傳來的信號轉(zhuǎn)換為機械的動作的一種機電一體的裝置，主要作用是把接收機收到的電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的機械動作，借此完成方向和速度的控制。伺服舵機根據(jù)不同用途又可分為普通舵機、強力舵機和微型舵機。普通舵機能滿足一般使用要求；強力舵機通常被用在較大的模型或受力較大的控制機構(gòu)上（如越野車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)）；微型舵機則常被用于尺寸和受力都比較小的模型車?；虼Ｉ稀?br>    但有的舵機也常分離成單獨的個體，這種機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器或擒縱器，實際就是一個齒輪減速裝置，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)常用的動作執(zhí)行機械。
    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)，是專門用在電動遙控模型上的動力輸出控制裝置，它是控制車?；虼Ｉ系碾妱訖C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控制信號的一種放大裝置，它將所接收到的比例信號放大成電動機可直接使用的電壓和電流供電動機工作。它與普通的機械式調(diào)速器相比，有體積小、壽命長、效率高、輸出功率大的優(yōu)點。一些高級的電子變速器還運用了數(shù)碼技術(shù)，采用高頻操作，有多種程式剎車、溫控自動保護以及自動斷電等功能。
    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，下面我們再介紹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、接收機、舵機、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)射機設(shè)備，外部開關(guān)和各部分名稱則分別為：在發(fā)射機機殼的面板上分別有兩個控制l、2通道和3、4通道動作指令的操縱桿，又稱遙控桿。對應(yīng)X軸與Y軸方向的兩個操縱桿的兩邊分別相對應(yīng)的是4個通道的微調(diào)裝置，可分別對1、2通道和3、4的控制動作進行細致的微調(diào)。在發(fā)射機后面的電池蓋下，一共設(shè)置有6個舵機或電子調(diào)速器的換向開關(guān)，分別用于變換舵機搖臂的偏轉(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所示的是接收機和舵機、電子調(diào)速器，以及接收機電源裝置所組成的接收控制系統(tǒng)，其中接收機是用來接收從發(fā)射機傳來的指令信號，經(jīng)過放大、解碼等處理后，指揮舵機和電子調(diào)速器作出與發(fā)射機指令相對應(yīng)的動作。接收機電池是專門給接收機和舵機供電的，由4節(jié)普通5號干電池或鎳氫電池串聯(lián)而成。動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)射機上的操縱桿由中立位置向某一方向偏移一角度時，與該動作相對應(yīng)的舵機搖臂也同時偏移相應(yīng)的角度，舵機搖臂偏轉(zhuǎn)角度與發(fā)射機操縱桿偏移角度成比例，如圖3顯示了發(fā)射機執(zhí)行舵機與船模舵面的動作關(guān)系。當(dāng)發(fā)射機操縱桿(或?qū)?yīng)的微調(diào)桿)往左、右偏轉(zhuǎn)或回復(fù)中立時，執(zhí)行舵機的搖臂也隨之相應(yīng)地往左、右偏轉(zhuǎn)或回復(fù)中立，帶動船模的舵面往左,右偏轉(zhuǎn)或回復(fù)中立，操縱桿(或微調(diào)桿)、舵機搖臂、模型舵面偏轉(zhuǎn)的角度大小成比例。船模的動力推進系統(tǒng)也是一樣，只不過舵機換成了電子調(diào)速器，由調(diào)速器去控制推進電機的加速與減速、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，使船模達到滿意的速度控制。限于文章的篇幅船模的推動系統(tǒng)在這里就不一一的介紹了。
    四通道的比例遙控設(shè)備,可以同時對模型進行四個不同動作進行比例控制。由于船模的只有方向舵和螺旋漿推進電機兩個控制系統(tǒng)，所以一般只需兩個通道就足夠了，而遙控航模飛機則一般須有四個通道來完成，如：發(fā)動機油門、升降舵、方向舵和副翼，當(dāng)然也需要四個舵機來控制，比例控制是十分接近載人船只和飛機的操縱，也是比較理想的遙控操縱系統(tǒng)。
    下面我們在這里簡要談一談比例遙控設(shè)備的工作原理。發(fā)射機的組成如圖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發(fā)生電路和編碼器電路連接，編碼器所產(chǎn)生的信號通過開關(guān)電路搭載在高頻無線電發(fā)射器上由天線發(fā)送出去,這個過程有點像用火車運載貨物,操縱者相當(dāng)于貨運調(diào)度員,動作指令信號相當(dāng)于貨物，而高頻無線電波相當(dāng)于火車，把“貨物“搬上“火車“的這個過程稱為調(diào)制，將信號調(diào)制為 AM稱調(diào)幅，而將信號調(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)射時將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，而接受時再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)放大電路驅(qū)動執(zhí)行機械動作。而PCM則不同，它是一種純數(shù)字信號輸出的形式，所以信號還原好，受到的外界干擾也小，并且電路的設(shè)計和調(diào)試也相對簡單。
    那么發(fā)射機和接收機是怎樣發(fā)射和接受信號的呢？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)射機發(fā)出的無線電波時,Ta——Td操縱桿用脈沖信號及Ts矩形波(共5個信號)組成一個周波，在1秒時間內(nèi)大約自動重復(fù)出現(xiàn)30個周波，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應(yīng)，當(dāng)操縱桿運動時,Ta——Td的信號隨之改變其時間寬度，促使與接收機連接的舵機邊做出相應(yīng)成比例的動作。Ts信號不是用于操縱桿的，它是一個固定的時間脈沖，它有較長的時間寬度，其作用是當(dāng)接收機由于雜音信號干擾而引起信號排列紊亂時，它能自動整形使接收機能夠識別。在脈沖信號之間的To是沒有無線電信號的間隔期，也就是我們所說的脈沖寬度，它能使接收機可靠地區(qū)別多個連續(xù)的脈沖信號。
    接收機組成如圖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，通過譯碼電路后就能分別獨立地取出由發(fā)射機發(fā)出的操縱桿動作信號 Ta——Td，并分配到不同的譯碼地址輸出口。這個過程有點像貨物運達目的地車站后，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，于是各個執(zhí)行舵機或電子調(diào)速器便開始執(zhí)行各自的任務(wù)。
    舵機的組成如圖7所示:
    舵機是由電子電路和機械減速裝置所組成的動作執(zhí)行機構(gòu)，它通過接收機能夠取出由發(fā)射機操縱桿生成的比例信號，能夠作出與該信號相對應(yīng)的具體動作。由于它需要動作的反饋去引導(dǎo)電路的工作，所以必須安裝馬達和齒輪減速機構(gòu)。作為發(fā)射機操縱桿動作與模型動作之間的動作媒介，舵機的可靠性和穩(wěn)定性是極為重要的。發(fā)射機與接收機不同的編解碼電路，要配用不同的執(zhí)行舵機電路，如模擬信號或數(shù)字信號。舵機電路對于信號的接收，都要經(jīng)過與機內(nèi)的振蕩脈沖進行脈寬或脈位的比較，經(jīng)放大后驅(qū)動減速機構(gòu)動作，同時將機械的動作信號反饋到比較電路，以便掌控比較的脈沖，使之與發(fā)射機操縱桿所發(fā)出的操控角度達到同步。
    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：電子調(diào)速器與舵機所不同的是它沒有安裝機械減速裝置，因為它不需要保持機械角度的控制，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，相應(yīng)增加了驅(qū)動電路的組成。
    一般情況下而言，舵機使用的范圍較廣，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為動力的模型系統(tǒng)當(dāng)中，當(dāng)然對電子調(diào)速器加以改進，也可作為舵機來使用，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。