В. Днищенко - 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями

Импульсы с эмиттера VT2 подаются на дифференцирующую цепь С4—R6, на выходе которой формируются два коротких всплеска, соответствующих переднему и заднему фронтам положительного импульса (рис. 2.27, д ). Отрицательные всплески срезаются диодом VD3, а положительные, расстояние между которыми равно периоду повторения, подаются на запуск ждущего мультивибратора первого канала. Ждущий мультивибратор собран на транзисторах VT3, VT4.

Полностью аналогичен ему мультивибратор второго канала, который будет запускаться задним фронтом первого канального импульса. В качестве манипулятора в устройте использован стандартный компьютерный джойстик типа F-102, в котором сделаны небольшие доработки. Джойстик содержит два потенциометра по 100 кОм.

К каждому из них припаиваются по четыре резистора (рис. 2.26) для обеспечения требуемого диапазона изменения длительностей импульсов при отклонении ручки джойстика в крайние положения. Отклонения ручки вперед — назад изменяют скорость и направление вращения тягового двигателя модели, а поперечные отклонения — соответственно угол поворота рулевого устройства.

Джойстик подключается к командоаппарату через штатный разъем, ответная часть которого распаяна на соединители X1.1 и X1.2. Естественно органы управления можно оформить любым другим, удобным для моделиста способом. Полезно при этом сохранить номиналы резисторов манипуляторов.

Запуск мультивибратора происходит положительными импульсами, подаваемыми на базу транзистора VT4. Исходное состояние схемы, предшествующее подаче синхроимпульса, таково (интервал 0—t 1на рис. 2.28). Транзистор VT3 открыт и насыщен за счет подачи на его базу положительного смещения от источника питания через подстроечный резистор R7. Напряжение это несколько превышает напряжение отпирания U бо(рис. 2.28, б ).

Потенциал коллектора при этом очень невелик (рис. 2.28, в ). Часть этого потенциала передается на базу транзистора VT4 через резистор R9 и она существенно ниже напряжения отпирания (рис. 2.28, д ). Как следствие, транзистор заперт, и напряжение на его коллекторе равно напряжению питания (рис. 2.28, е ).

Правая обкладка конденсатора С5 имеет потенциал базы транзистора VT3, что составляет примерно 0,8 В. Левая обкладка через контакт 2 разъема X1.1 подключена к движку потенциометра, находящегося в джойстике, и ее потенциал определяется текущим положением движка. В рассматриваемом примере это примерно 2,6 В. Таким образом, конденсатор во время предыдущего продолжительного промежутка времени был заряжен до напряжения U cS= 2,6–0,8 = 1,8 В (рис. 2.28, г ). Схема находится в устойчивом состоянии.

В момент времени t 1 короткий положительный импульс с выхода дифференцирующей цепи через диод VD3 поступает на базу VT4 (рис. 2.28, а ). Начинается лавинообразный процесс опрокидывания схемы. Действительно, этот импульс, превысив порог U бо, вызывает первоначальное отпирание VT4. Напряжение на его коллекторе скачкообразно уменьшается. Этот отрицательный скачок напряжения через диод VD2 и конденсатор С5 передается на базу VT3, обеспечивая начало его запирания.

Увеличивающееся на коллекторе напряжение через резистор R9 попадает на базу VT4, открывая последний, и т. д. В результате транзистор VT4 оказывается открытым. Через малое сопротивление участка «коллектор-эмиттер» этого транзистора и диод VD2 левая обкладка (положительно заряженная) конденсатора С5 подключается к корпусу. К базе VT3 по-прежнему остается подключенной отрицательно заряженная обкладка этого конденсатора, что надежно запирает транзистор (рис. 2.28, б ), обеспечивая на его коллекторе высокий потенциал, часть которого, будучи приложенной к базе VT4, надежно удерживает его в открытом состоянии (рис. 2.28, д ).

Напряжение на выходе схемы практически равно нулю (рис. 2.28, в ). Далее начинается стадия формирования первого канального импульса. Конденсатор С5 перезаряжается по цепи: плюс источника питания, резистор R7, диод VD2 и открытый транзистор VT4. Напряжение на нем уменьшается и, как следствие, повышается потенциал базы VT3 (интервал t 1— t 2на рис. 2.28, б ). Когда конденсатор перезарядится до такой степени, что результирующее напряжение на базе достигнет величины U бо(момент t 2), транзистор VT3 начнет открываться, и произойдет обратное лавинообразное опрокидывание схемы.

На коллекторе VT4 будет сформирован отрицательный импульс, длительность которого зависит как от постоянной времени перезаряда C5R7, так и от величины исходного (в момент t 1) напряжения на конденсаторе С5. Изменение постоянной времени с помощью R7 используется при установке среднего значения длительности командного импульса в процессе настройки, а изменение исходного напряжения на конденсаторе с помощью движка потенциометра джойстика — для регулировки длительности в процессе управления моделью.

Рис. 2.28. Эпюры в характерных точках ждущего мультивибратора

После дифференцирования отрицательного импульса цепью С7, R12, R13 короткий положительный импульс, соответствующий заднему фронту канального, подается через диод VD7 на запуск формирователя второго канального импульса, схема которого полностью аналогична только что рассмотренной, все последующие формирователи устроены одинаково.

Формирователь командной посылки обеспечивает создание на своем выходе прямоугольных положительных импульсов стандартной длительности 0,5–0,6 мс, временное положение которых должно совпадать с границами между канальными импульсами. Реализован он на трех инверторах микросхемы DD1.

Первый импульс должен соответствовать переднему фронту первого канального импульса. Для его формирования отрицательный командный импульс с коллектора VT4 инвертируется элементом DD1.1 и подается на дифференцирующую цепь С3, R5. Короткий положительный всплеск с ее выхода через развязывающий диод VD1 поступает на нормализатор длительности и амплитуды, собранный на остальных двух элементах микросхемы. Сюда же подаются (через диод VD5) положительные всплески с выходов дифференцирующих цепей С7, R12, R13 и С11, R19, R20. Они, как нетрудно убедиться, соответствуют окончаниям первого и второго канальных и импульсов соответственно(рис. 2.29, а, б ).

Рис. 2.29. Эпюры в характерных точках формирователя

График напряжения на входе элемента DD1.2 изображен на рис. 2.29, в . Поскольку этот вход соединен с корпусом через резистор R26, то в отсутствие входных сигналов на его выходе (вывод 10) напряжение соответствует логической единице (+5 В). Логические элементы серии КМОП переходят как из единичного состояния в нулевое, так и наоборот, когда входное напряжение пересекает уровень, примерно равный половине напряжения питания (2,5 В).