Odbiornik
Modelarski odbiornik radiowy jest urządzeniem specjalizowanym. Jego charakterystyczną cechą jest wyjście impulsowe w postaci wydzielonych sygnałów proporcjonalnych. Omówię tutaj poszczególne bloki odbiornika oraz hasła, które pojawiają się w związku z tym rodzajem urządzeń.
1. Pojedyncza i podwójna przemiana, kwarce
Jednym z powszechnie stosowanych kryteriów jest podział odbiorników na te z pojedynczą i podwójną przemianą. O jaką przemianę chodzi? Otóż jak wcześniej pisałem do odbiornika dociera ogromna ilość fal radiowych, z których tylko jedna jest tą pożądaną. Tor radiowy odbiornika musi więc przede wszystkim "oddzielić ziarno od plew" czyli wyselekcjonować falę radiową o konkretnym zakresie częstotliwości, tym, który akurat wykorzystujemy. Do tego służą właśnie stopnie przemiany (w połączeniu z filtrami, o których w następnym punkcie).
W odbiorniku tkwi kwarc odbiorczy. Jest to element elektromechaniczny o bardzo długiej historii. Działa na zasadzie efektu piezoelektrycznego. Tym którzy nie pamiętają z fizyki przypominam, że efekt piezoelektryczny polega na zmianie wymiarów fizycznych ciała stałego pod wpływem pola elektrycznego. Zjawisko jest odwracalne co oznacza, że pod wpływem zmian geometrii ciała stałego na jego bokach pojawia się pole elektryczne. Zjawisko ma szerokie zastosowanie w brzęczykach zegarków elektronicznych, głośnikach, czujnikach sił itp oraz, co dla nas istotne, w rezonatorach. Jednym z najpopularniejszych znanych naturalnych piezoelektryków jest kwarc. Precyzyjnie i pod odpowiednim kątem wycięte z jego kryształów płytki charakteryzują się ponadto wysoką stabilnością parametrów w funkcji temperatury. W połączeniu z łatwością stosowania cechy te tworzą z rezonatorów kwarcowych bardzo dobre i tanie wzorce częstotliwości.
Tak więc w układzie odbiornika osadzony jest kwarc, który stanowi komplet z kwarcem nadawczym zamontowanym w nadajniku. Taka para rezonatorów kwarcowych charakteryzuje się precyzyjnie dobraną różnicą częstotliwości drgań, czyli częstotliwością różnicową. I tu pierwsza różnic między odbiornikami z pojedynczą i podwójną przemianą. W odbiornikach z pojedynczą przemianą częstotliwość różnicowa wynosi zwykle 455kHz a przy przemianie podwójnej (aż) 10,7MHz.
W specjalnym układzie zwanym mieszaczem następuje zderzenie oscylacji wytworzonych w kwarcu odbiornikowym z sygnałem z anteny. W wyniku tej kolizji powstają między innymi oscylacje o częstotliwości różnicowej. Następnie filtr przepuszcza dalej tylko oscylacje o częstotliwości np 455kHz +/- 3kHz czyli bardzo wąski zakres; pamiętajmy że pierwotny sygnał radiowy ma częstotliwość mniej więcej 5000 razy większą.
W podwójnej przemianie użyteczny odfiltrowany sygnał różnicowy 10,7MHz trafia do kolejnego mieszacza, gdzie dopiero tam powstaje ostateczny sygnał różnicowy jak w pojedynczej przemianie, czyli 455kHz. Zwielokrotnienie przemian ma głęboki sens. Pamiętajmy o tym, że sygnał radiowy jest bardzo słaby i musi być wzmocniony w sumie nawet 1000000 razy. Tak ogromne wzmocnienie łatwiej jest uzyskać w 2 połączonych szeregowo odbiornikach niż w tylko jednym. A przecież odbiornik z podwójną przemianą jest niczym innym jak (w pewnym przybliżeniu) właśnie podwójnym odbiornikiem. To prowadzi nas do prostego wniosku, że odbiorniki z podwójną przemianą powinny się charakteryzować większą czułością niż z przemianą pojedynczą. I tak też właśnie jest. Dodatkowymi zaletami wielokrotnej przemiany jest również mniejsza podatność na zakłócenia z uwagi na wielostopniową filtrację.
2. Tajemnicze filtry
Wcześniej wspomniałem o filtrach współpracujących z mieszaczami. Są to wyjątkowo ważne elementy, ponieważ na nich spoczywa obowiązek zablokowania sygnału sąsiednich kanałów radiowych. Taki filtr na płytce odbiornika wygląda jak mała czarna kostka. Jego zasada działania również oparta jest na efekcie piezoelektrycznym. Nie wnikając w zasadę działania filtru z falą powierzchniową należy stwierdzić, że filtry produkowane są w szerokiej gamie wykonań. Dla nas najważniejsze parametry to zakres przepuszczanych częstotliwości oraz zdolność tłumienia częstotliwości niepożądanych. Skupmy się na pierwszym parametrze. W odbiornikach modelarskich stosuje się filtry o szerokości 6kHz. Pamiętamy, że szerokość kanału wynosi 10kHz. Jest więc niezbędny zapas bezpieczeństwa, żeby filtr na pewno "nie przepuszczał" sąsiedniego kanału. Jest też pewna pułapka i wytłumaczenie braku pełnej kompatybilności między kompletami kwarców różnych firm. Jeśli firma X zwykła poruszać się bliżej górnej granicy częstotliwościowej kanału, a firma Y bliżej dolnej, to próba połączenia kwarcu nadajnikowego X i odbiornikowego Y (lub na odwrót) skończy się tym, że tylko mała część mocy użytecznej fali radiowej zostanie zaakceptowana przez odbiornik. Mimo tego, że obydwa kwarce były wyprodukowane na ten sam kanał, nie będą chciały współpracować. Przejawi się to drastycznym spadkiem zasięgu toru radiowego.
3. Czułość a zasięg
Czułość odbiornika wyrażona jest w mikrowoltach (uV). Mówi jakie napięcie uzyskane z anteny wystarcza odbiornikowi do poprawnego działania. Odbiorniki modelarskie mają czułość podobnie jak zwykłe odbiorniki radiowe UKF - na poziomie pojedynczych uV.
Czułość odbiornika ma bezpośrednie przełożenie na maksymalny możliwy zasięg aparatury. Jest to jednak parametr często pomijany w danych technicznych. Czasami zastępowany jest "zasięgiem" wyrażonym w metrach, co może jest bardziej sugestywne, ale za to zupełnie nie sprawdzalne i może świadczyć o chęci ukrycia kiepskiej czułości (dużo uV).
4. Antena
Antena jest integralną częścią odbiornika modelarskiego. Oryginalnej długości anteny nie wolno zmieniać, ponieważ jest to również element elektroniczny o pewnych właściwościach związanych z długością i przekrojem. Natomiast należy starać się prowadzić antenę po torze jak najbardziej zbliżonym do linii prostej i z dala od elementów będących źródłem zakłóceń: silników i przewodów zasilających silniki.
5. Dekoder
Dekoder jest tym fragmentem odbiornika, który wyodrębnia i kieruje na odpowiednie wyjścia impulsy poszczególnych kanałów proporcjonalnych. Dekodery sygnału PPM mają zwykle budowę dyskretną, czyli z kilku standardowych elementów ogólnego przeznaczenia. Jeśli odbiornik wyposażony jest w funkcję "fail safe" ewentualnie nadajnik pracuje w trybie PCM, wtedy dekoder zbudowany jest w oparciu o mikroprocesor.
6. Zaciski wyjściowe
Każdy kanał wyjściowy posiada własne 3-pinowe złącze. Poszczególne zaciski mają odpowiednio funkcje: masa, +5V, sygnał. Taki sposób łączenia zapewnia, że w razie odwrotnego podłączenia wtyku serwa nic się nie ma prawa zepsuć. Większość producentów stosuje znormalizowane złącza w rastrze 0,1 cala, ale są też firmy przymuszające do kupowania wyłącznie własnych produktów przez stosowanie nietypowych (nie znaczy lepszych) złączy.
7. Zasilanie
Odbiorniki modelarskie zwykle przystosowane są do zasilania napięciem +5V (w stosunku do masy). Zwykle pracują poprawnie już od 3,5V. Nieliczne konstrukcje przeznaczone do uproszczonych instalacji mają wbudowany stabilizator, przez co możliwe jest zasilanie napięciem wyższym. Jest to tzw układ BEC, o którym nieco dalej. Czasami układ BEC poza samą elektroniką odbiornika jest w stanie zasilić dodatkowo 1 lub 2 serwa.
8. Funkcje w odbiornikach
W ogromnej masie produkowanych modeli istnieją liczne rozwiązania ciekawe i nietypowe. Przede wszystkim niektóre odbiorniki posiadają funkcję fail safe umożliwiającą zaprogramowanie położenia w jakim powinny ustawić się stery modelu w sytuacji zaniku sygnału nadajnika. Są odbiorniki wyposażone w układ syntezy częstotliwości, w których numer odbieranego kanału ustawia się mikro przełącznikiem w miejsce wymiany rezonatora kwarcowego. Zdarza się, że odbiorniki mają dodatkowy kanał wyjściowy, który może być przyporządkowany z pewną dowolnością.
źródło
http://www.modelarstwo.or...klad/index.html
