無(wú)線(xiàn)電遙控技術(shù)電子課件(1章)

無(wú)線(xiàn)電遙控技術(shù)電子教案自立自強(qiáng)致高致遠(yuǎn)馬振中緒論教學(xué)目的教學(xué)任務(wù)教學(xué)要求教學(xué)方法參考文獻(xiàn)教學(xué)目的通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生：1、將無(wú)線(xiàn)電理論和電子技術(shù)很好地結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、裝配和設(shè)計(jì)遙控電路的能力。2、熟悉常見(jiàn)遙控電路基本工作原理與組成，培養(yǎng)學(xué)生分析與設(shè)計(jì)遙控電路。3、EWB應(yīng)用軟件的使用能力。4、培養(yǎng)學(xué)生分析電路的能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展能力。教學(xué)任務(wù)完成無(wú)線(xiàn)電遙控基本理論、電波與天線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)電接收電路、常用單元電路與集成電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu)、無(wú)線(xiàn)電遙控應(yīng)用實(shí)例等八大類(lèi)常用的無(wú)線(xiàn)遙控理論知識(shí)與技能。

教學(xué)要求1、熟悉無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備的基本構(gòu)成和基本原理。2、掌握無(wú)線(xiàn)電發(fā)射電路、接收電路的原理和實(shí)驗(yàn)技能。3、掌握使用集成收發(fā)模塊設(shè)計(jì)與制作遙控電路。教學(xué)方法1、理論教學(xué)：靈活處理教學(xué)內(nèi)容，刪除部分實(shí)例，補(bǔ)充部分基礎(chǔ)知識(shí)。由于教材部分實(shí)例有的很類(lèi)似，只講典型電路。有些電路基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)生沒(méi)接觸過(guò)的，要加以補(bǔ)充。教法上，多采用有用實(shí)例分析，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；教學(xué)手段上，多使用多媒體教學(xué)，把難以表達(dá)的電路圖等放入幻燈片中，加強(qiáng)直觀教學(xué)。2、實(shí)踐教學(xué)：多加強(qiáng)與相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)廠家和專(zhuān)業(yè)老師的聯(lián)系，講述無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)的發(fā)展及前景。加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。該課程是實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)的課程，只講理論肯定不行，要通過(guò)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，做產(chǎn)品，才能真正領(lǐng)悟和體會(huì)。打算安排16節(jié)課用于本課程實(shí)踐教學(xué)(制作實(shí)用無(wú)線(xiàn)電遙控裝置)。3、作業(yè)布置：除部分理論課程外，還計(jì)劃布置2個(gè)左右的實(shí)踐作業(yè)。參考教材1)

無(wú)線(xiàn)電遙控入門(mén)……..……陳永甫主編

……………….…..人民郵電出版社

2)

實(shí)用無(wú)線(xiàn)電遙控電路……………...陳永甫主編

……..人民郵電出版社

3)

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)….……………江路明主編

……中國(guó)傳媒大學(xué)出版社

4)

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

5)

無(wú)線(xiàn)電技術(shù)基礎(chǔ)…..……………王謹(jǐn)之主編

………………...…高等教育出版社

6)

無(wú)線(xiàn)電遙控技術(shù)……………袁永明、鄧大文

…上海教育出版社

第一章

無(wú)線(xiàn)電遙控概述教學(xué)目的1、理解遙控、遙控指令、無(wú)線(xiàn)電遙控的概念。2、了解無(wú)線(xiàn)電遙控系統(tǒng)、遙控裝置，閉環(huán)控制系統(tǒng)、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)概念。3、了解無(wú)線(xiàn)電遙控系統(tǒng)的各組成部分及其作用。4、弄清“通道”和“路”的概念，了解單通道、多通道、單路多通道和多路多通道的意義。5、理解頻分制多路遙控和時(shí)分制多路遙控的特性及區(qū)別6、理解調(diào)制及不同的調(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）。一、無(wú)線(xiàn)電遙控的基本概念1、無(wú)線(xiàn)電遙控和遙控指令無(wú)線(xiàn)電遙控：遙控就是對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，并使被控對(duì)象按指令動(dòng)作。無(wú)線(xiàn)電遙控的任務(wù)，是將各種控制指令變成相應(yīng)的電信號(hào)，并利用無(wú)線(xiàn)電波將電信號(hào)傳遞到接收端，對(duì)被控對(duì)象或各種過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。電信號(hào)：是指代表某種信息(如聲音、圖像等)或指令的電流或電壓，也稱(chēng)為原始信號(hào)或基帶信號(hào)。遙控指令：遙控系統(tǒng)中由控制端向被控端傳送的指示被控對(duì)象工作或如何工作的命令（信號(hào)）。遙控指令的特點(diǎn)：特征明顯、相互間易于區(qū)分（電信號(hào)）。例如用不同頻率代表不同的指令，或用不同幅度、脈寬、相位及碼組特征等表爾各種指令，也可用聲音、圖像、文字、數(shù)據(jù)等作為遙控用的指令信號(hào)。

遙控指令的輸入方式：按鍵、開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)，還有聲音、光信號(hào)等。無(wú)線(xiàn)電遙控過(guò)程：遙控指令→載波（電磁波）→發(fā)射→空間傳輸→接收→執(zhí)行。2、遙控裝置(系統(tǒng))及其分類(lèi)完成遙控任務(wù)的整套設(shè)備稱(chēng)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)雜的稱(chēng)為遙控系統(tǒng)；而將控制距離較近、設(shè)備簡(jiǎn)單的稱(chēng)為遙控裝置或遙控器。遙控系統(tǒng)(裝置)的分類(lèi)：①按被控對(duì)象及其特性分類(lèi)，有固定式遙控和活動(dòng)式遙控。②按被控對(duì)象的控制特性或控制信號(hào)(指令)的特性可分兩類(lèi)：一是開(kāi)關(guān)型控制——對(duì)被控對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行單一的通斷控制；另—類(lèi)是連續(xù)型控制：對(duì)被控對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。3、遙測(cè)和遙控的關(guān)系及開(kāi)環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（1）遙控和遙測(cè)的關(guān)系：常用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：遙測(cè)、雷達(dá)和電視監(jiān)控等。被控對(duì)象控制端監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)：有完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（設(shè)備）的遙控系統(tǒng)。（3）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：無(wú)需監(jiān)測(cè)設(shè)備的簡(jiǎn)單遙控系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)常由控制者的眼睛實(shí)現(xiàn)）。二、無(wú)線(xiàn)電遙控的基本原理

1、無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備的組成及工作原理遙控指令產(chǎn)生器：有簡(jiǎn)單的電源控制開(kāi)關(guān)，單通道發(fā)射器；復(fù)雜的如頻分多路(FDM)遙控設(shè)備，時(shí)分多路(DTM)遙控設(shè)備等。發(fā)射電路通常包括調(diào)制電路高頻振蕩器和執(zhí)行電路等。簡(jiǎn)易的：?jiǎn)瓮ǖ腊l(fā)射電路。一般常見(jiàn)的：調(diào)制式發(fā)射機(jī)（含高頻載波振蕩器、音頻振蕩級(jí)、調(diào)制電路、末級(jí)功率放大級(jí)等）。接收機(jī)包括接收電路和譯碼電路(簡(jiǎn)易的無(wú)譯碼)。接收電路按其用途、靈敏度高低和放大類(lèi)型可分為超再生接收電路和超外差式接收電路。譯碼電路的譯碼是發(fā)端編碼的逆過(guò)程，對(duì)原各指令信號(hào)進(jìn)行鑒別、再現(xiàn)，然后將恢復(fù)原狀的指令信號(hào)送到相應(yīng)的執(zhí)行放大電路，再驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)件或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2、天線(xiàn)電遙控模型的遙控過(guò)程實(shí)例分析：遙控模型飛機(jī)三、無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備的分類(lèi)遙控 AQ設(shè)備按通道數(shù)單通道按指令性質(zhì)按接收方式開(kāi)關(guān)型比例型超再生式超外差式……多通道單路多通道多路多通道1、單通道遙控和多通道遙控只有一個(gè)通道的無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備的控制叫做單通道遙控。將有兩個(gè)或兩個(gè)以上通道的無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備的控制叫做多通道遙控。單路多通道——是指在同一時(shí)間內(nèi)只準(zhǔn)許發(fā)送一個(gè)控制指令，即不同路的遙控指令只能一個(gè)接一個(gè)地傳送，它的執(zhí)行機(jī)件也只能一個(gè)一個(gè)地動(dòng)作。多路多通道——可在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)傳送多個(gè)遙控指令，它的執(zhí)行機(jī)件在同一時(shí)間內(nèi)可同時(shí)執(zhí)行或動(dòng)作。多路多通道的無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備在多個(gè)通道同時(shí)工作時(shí)，在空間也具有相同路數(shù)的無(wú)線(xiàn)電波傳播通道。

*通行指令信號(hào)的“道路”叫做通道，每個(gè)遙控指令都有自己的通道。（結(jié)論：通道——無(wú)線(xiàn)電波頻帶）例如：某遙控系統(tǒng)有可以發(fā)出8個(gè)控制指令（相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就有8個(gè)不同動(dòng)作，發(fā)射機(jī)相應(yīng)發(fā)出8個(gè)不同信號(hào)），但同時(shí)只能發(fā)出3個(gè)控制指令（執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行3個(gè)動(dòng)作），則該遙控系統(tǒng)為8路3通道遙控。2、開(kāi)關(guān)型遙控和比例型遙控根據(jù)控制指令的性質(zhì)和被控對(duì)象狀態(tài)的不同，遙控設(shè)備可分為開(kāi)關(guān)型和比例型兩種。開(kāi)關(guān)型的操縱器通常是開(kāi)關(guān)(包括機(jī)械開(kāi)關(guān)和電子開(kāi)關(guān))，其控制指令的電信號(hào)只有兩種狀態(tài)（有與無(wú)、1與0）。比例型遙控的控制指令的電信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的。最簡(jiǎn)單比例型操縱器是電位器。應(yīng)用實(shí)例：比例調(diào)速無(wú)線(xiàn)遙控電動(dòng)機(jī)電路（見(jiàn)下圖1-8）。由入空比可變的發(fā)射電路和接收驅(qū)動(dòng)電路兩大部分組成。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(dòng)3、頻分制無(wú)線(xiàn)電遙控頻分制無(wú)線(xiàn)電遙控與頻分制無(wú)線(xiàn)電語(yǔ)音通信的工作原理類(lèi)同：兩者都要利用調(diào)制器對(duì)要傳送的語(yǔ)音信號(hào)(天線(xiàn)電通信信號(hào))或指令信號(hào)(無(wú)線(xiàn)電遙控信號(hào))進(jìn)行副載波調(diào)制，實(shí)施頻譜遷移；兩者都要進(jìn)行高頻載波調(diào)制，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電波的對(duì)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(shí)間內(nèi)僅可傳送一個(gè)控制指令。頻分制多路遙控設(shè)備：同一時(shí)間內(nèi)可以同時(shí)傳送多個(gè)控制指令。（1）頻分制單路遙控（2）頻分制多路遙控4、時(shí)分制多路無(wú)線(xiàn)電遙控（1）頻分制多路遙控的特點(diǎn)：適用于傳送連續(xù)的指令信號(hào)，可同時(shí)進(jìn)行多路控制，但遙控的數(shù)日不宜過(guò)多。頻分多路遙控的每路控制信號(hào)在頻域中占據(jù)著有限的不同頻率區(qū)間，但每個(gè)控制信號(hào)占據(jù)著整個(gè)時(shí)域。（2）時(shí)分多路遙控的特點(diǎn)時(shí)分多路遙控是利用時(shí)間的正交性，即以時(shí)間作為信號(hào)分割的參量，使各路信號(hào)各占一小段時(shí)間（常稱(chēng)為時(shí)隙)，并在時(shí)間軸上互不重疊。它利用不同時(shí)隙來(lái)傳送不同路的遙控信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)如下：①在時(shí)分多路電路中，各路信號(hào)的編碼與譯碼、多路信號(hào)的匯合與分路均采用數(shù)字電路，比頗分多路采用的模擬濾波器、選頻器進(jìn)行分路要簡(jiǎn)單、可靠，且體積小、重量輕。②在頻分多路裝置中，由于電路和傳輸通道的非線(xiàn)性，易產(chǎn)生交替失真和高次諧波，易引起路間串?dāng)_；而在時(shí)分多路裝置中，多采用數(shù)字集成器件，相對(duì)于使用模擬器件的非線(xiàn)性失真要小得多。（3）時(shí)分多路遙控設(shè)備的組成四、無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備的常見(jiàn)調(diào)制方式1、調(diào)制和調(diào)制的作用（1）調(diào)制：所謂調(diào)制就是用基帶信號(hào)控制裁波的某一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)，使載波的參數(shù)按照基帶信號(hào)的變化規(guī)律而變化。（2）調(diào)制的作用：①將基帶信號(hào)的頻譜遷移至載頻附近，以適應(yīng)傳輸信道的頻帶要求，使信號(hào)特性與信道特性相匹配，便于發(fā)送和接收。在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸時(shí)，必須將基帶信號(hào)調(diào)制到高頻載波上，這樣才能將電磁能量有效地向空間輻射。②調(diào)制的另個(gè)作用是便于實(shí)施信道復(fù)用，即在一個(gè)信道中同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的傳輸。③利用信號(hào)帶寬和信噪比(S/N)的互換性，提高系統(tǒng)的抗干擾件能，并有效地利用頻帶。2、無(wú)線(xiàn)電遙控的調(diào)制方式模擬調(diào)制：當(dāng)控制載波某個(gè)參數(shù)變化的基帶信號(hào)(或稱(chēng)調(diào)制信號(hào))是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)時(shí)，這種類(lèi)型的調(diào)制稱(chēng)作模擬調(diào)制。模擬正弦波調(diào)制：若模擬調(diào)制的載波采用高頻正弦波，這種調(diào)制即為模擬正弦波調(diào)制。根據(jù)基帶信號(hào)所控制的正弦波參量(幅度、頻率和相位)的不同，可分為幅度調(diào)制(AM)、頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM)，簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。模擬脈沖調(diào)制：若模擬調(diào)制的載波是脈沖序列，則這種調(diào)制即為模擬脈沖調(diào)制。按照基帶信號(hào)所控制的脈沖序列的參量不同，又可分為脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制(PWM)和脈位調(diào)制(PPM)，它們分別表示脈沖的幅度、寬度和位置隨基帶信號(hào)作線(xiàn)性變化。脈沖調(diào)制：當(dāng)控制載波某個(gè)參數(shù)變化的基帶信號(hào)是脈沖序列時(shí)，這種類(lèi)型的調(diào)制即為脈沖調(diào)制。根據(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(hào)去抑制正弦載波的幅度、相位和頻率的不同，又可分為幅度鍵控(ASK或00K)、頗移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。小結(jié)1、遙控、遙控指令和無(wú)線(xiàn)電遙控：遙控，廣義地講，它是對(duì)被控對(duì)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的指示被控對(duì)象工作或如何工作的命令（信號(hào)）。無(wú)線(xiàn)電遙控：是在控制端產(chǎn)生并發(fā)出指令信號(hào)，利用無(wú)線(xiàn)信道將指令信號(hào)傳送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使被控對(duì)象完成預(yù)定的動(dòng)作。2、遙控系統(tǒng)（裝置）：完成遙控任務(wù)的整套無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)電遙控系統(tǒng)或遙控裝置?？刂凭嚯x遠(yuǎn)、設(shè)備較復(fù)雜的稱(chēng)為遙控系統(tǒng)；控制距離近、設(shè)備簡(jiǎn)單的常稱(chēng)為遙控器（裝置）。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)：大型的遙控系統(tǒng)通常包含有遙測(cè)（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)（設(shè)備），形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)；開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：小型或簡(jiǎn)單的遙控裝置（遙控器）一般控制距離較近，操縱者的眼睛（耳朵）相當(dāng)于監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)需加裝遙測(cè)設(shè)備，故可認(rèn)為是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。4、無(wú)線(xiàn)電遙控系統(tǒng)的組成：包括無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和執(zhí)行電路三部分。發(fā)射機(jī)包括編碼電路和發(fā)射電路，發(fā)射電路的一個(gè)重要作用是將指令信號(hào)調(diào)制到高頻載波上；接收機(jī)包括高頻部分（放大、解調(diào)）和譯碼電路。5、“通道”及“路”：?jiǎn)瓮ǖ肋b控、多通道遙控，單路多通道遙控和多路多通道遙