無線電遙控技術概述PPT演示課件

概述,劉肩山,緒論,教學目的教學任務教學要求教學方法參考文獻,教學目的,1、將無線電理論和電子技術很好地結合起來，培養(yǎng)閱讀、裝配遙控電路的能力。2、熟悉常見遙控電路基本工作原理與組成，學會分析遙控電路。3、MULTISM應用軟件的使用能力。4、培養(yǎng)學生分析電路的能力、實踐能力、創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展能力。,教學任務,完成無線電遙控基本理論、電波與天線、無線電發(fā)射電路、無線電接收電路、常用單元電路與集成電路、無線電遙控應用實例等六大類常用的無線遙控理論知識與技能。,教學要求,熟悉無線電遙控設備的基本構成和基本原理。掌握無線電發(fā)射電路、接收電路的原理和實驗技能。掌握使用集成收發(fā)模塊設計與制作遙控電路。,參考教材,無線電遙控入門陳永甫主編人民郵電出版社實用無線電遙控電路陳永甫主編人民郵電出版社模擬電子技術基礎江路明主編中國傳媒大學出版社數(shù)字電子技術靳孝峰主編北京航空航天大學出版社無線電技術基礎王謹之主編高等教育出版社無線電遙控技術袁永明、鄧大文上海教育出版社,第一章概述,內容概要,1、遙控、遙控指令、無線電遙控的概念。2、無線電遙控系統(tǒng)、遙控裝置，閉環(huán)控制系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)概念。3、無線電遙控系統(tǒng)的各組成部分及其作用。4、“通道”和“路”的概念，單通道、多通道、單路多通道和多路多通道的意義。5、頻分制多路遙控和時分制多路遙控的特性及區(qū)別6、調制及不同的調制方式（連續(xù)波調制、脈沖調制、模擬調制、數(shù)字調制、AM、FM、PM、ASK、FSK等）。,一、無線電遙控的基本概念,1、無線電遙控和遙控指令無線電遙控：遙控就是對被控對象進行遠距離控制，并使被控對象按指令動作。電信號：是指代表某種信息(如聲音、圖像等)或指令的電流或電壓，也稱為原始信號或基帶信號。無線電遙控的任務，是將各種控制指令變成相應的電信號，并利用無線電波將電信號傳遞到接收端，對被控對象或各種過程進行遠距離控制。,一、無線電遙控的基本概念,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象工作或如何工作的命令（信號）。遙控指令的特點：特征明顯、相互間易于區(qū)分（電信號）。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示各種指令，也可用聲音、圖像、文字、數(shù)據(jù)等作為遙控用的指令信號。遙控指令的輸入方式：按鍵、開關、鍵盤，還有聲音、光信號等。無線電遙控過程：遙控指令載波（電磁波）發(fā)射空間傳輸接收執(zhí)行。,一、無線電遙控的基本概念,2、遙控裝置(系統(tǒng))及其分類完成遙控任務的整套設備稱為遙控系統(tǒng)或遙控裝置。通常將控制距離遠、設備較復雜的稱為遙控系統(tǒng)；而將控制距離較近、設備簡單的稱為遙控裝置或遙控器。遙控系統(tǒng)(裝置)的分類：按被控對象及其特性分類，有固定式遙控和活動式遙控。按被控對象的控制特性或控制信號(指令)的特性可分兩類：一是開關型控制對被控對象的狀態(tài)進行單一的通斷控制；另類是連續(xù)型控制：對被控對象的狀態(tài)進行連續(xù)調整。,一、無線電遙控的基本概念,3、遙測和遙控的關系及開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（1）遙控和遙測的關系：,常用的監(jiān)測系統(tǒng)：遙測、雷達和電視監(jiān)控等。,一、無線電遙控的基本概念,3、遙測和遙控的關系及開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)：有完善的監(jiān)測系統(tǒng)（設備）的遙控系統(tǒng)。（3）開環(huán)控制系統(tǒng)：無需監(jiān)測設備的簡單遙控系統(tǒng)（監(jiān)測常由控制者的眼睛實現(xiàn)）。,二、無線電遙控的基本原理,1、無線電遙控設備的組成及工作原理,二、無線電遙控的基本原理,遙控指令產生器：有簡單的如電源控制開關，單通道發(fā)射器；復雜的如頻分多路(FDM)遙控設備，時分多路(DTM)遙控設備等。發(fā)射電路通常包括調制電路高頻振蕩器和執(zhí)行電路等。簡易的：單通道發(fā)射電路。一般常見的：調制式發(fā)射機（含高頻載波振蕩器、音頻振蕩級、調制電路、末級功率放大級等）。接收機包括接收電路和譯碼電路(簡易的無譯碼)。接收電路按其用途、靈敏度高低和放大類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)端編碼的逆過程，對原各指令信號進行鑒別、再現(xiàn)，然后將恢復原狀的指令信號送到相應的執(zhí)行放大電路，再驅動執(zhí)行機件或執(zhí)行機構。,二、無線電遙控的基本原理,2、天線電遙控模型的遙控過程實例分析：遙控模型飛機,三、無線電遙控設備的分類,單通道,開關型,比例型,超再生式,超外差式,單路多通道,多路多通道,三、無線電遙控設備的分類,1、單通道遙控和多通道遙控只有一個通道的無線電遙控設備的控制叫做單通道遙控。將有兩個或兩個以上通道的無線電遙控設備的控制叫做多通道遙控。,單路多通道是指在同一時間內只準許發(fā)送一個控制指令，即不同路的遙控指令只能一個接一個地傳送，它的執(zhí)行機件也只能一個一個地動作。多路多通道可在同一時間內同時傳送多個遙控指令，它的執(zhí)行機件在同一時間內可同時執(zhí)行或動作。多路多通道的無線電遙控設備在多個通道同時工作時，在空間也具有相同路數(shù)的無線電波傳播通道。*通行指令信號的“道路”叫做通道，每個遙控指令都有自己的通道。（結論：通道無線電波頻帶）,例如：某遙控系統(tǒng)有可以發(fā)出8個控制指令（相應的執(zhí)行機構就有8個不同動作，發(fā)射機相應發(fā)出8個不同信號），但同時只能發(fā)出3個控制指令（執(zhí)行機構同時進行3個動作），則該遙控系統(tǒng)為8路3通道遙控。,三、無線電遙控設備的分類,2、開關型遙控和比例型遙控根據(jù)控制指令的性質和被控對象狀態(tài)的不同，遙控設備可分為開關型和比例型兩種。開關型的操縱器通常是開關(包括機械開關和電子開關)，其控制指令的電信號只有兩種狀態(tài)（有與無、1與0）。,比例型遙控的控制指令的電信號是隨時間連續(xù)變化的。最簡單比例型操縱器是電位器。,應用實例：比例調速無線遙控電動機電路（見下圖1-8）。由入空比可變的發(fā)射電路和接收驅動電路兩大部分組成。,三、無線電遙控設備的分類,3、頻分制無線電遙控頻分制無線電遙控與頻分制無線電語音通信的工作原理類同：兩者都要利用調制器對要傳送的語音信號(天線電通信信號)或指令信號(無線電遙控信號)進行副載波調制，實施頻譜遷移；兩者都要進行高頻載波調制，實現(xiàn)無線電波的對空發(fā)射和接收。,頻分制單路遙控設備：在同一時間內僅可傳送一個控制指令。,頻分制多路遙控設備：同一時間內可以同時傳送多個控制指令。,（1）頻分制單路遙控,（2）頻分制多路遙控,三、無線電遙控設備的分類,4、時分制多路無線電遙控（1）頻分制多路遙控的特點：適用于傳送連續(xù)的指令信號，可同時進行多路控制，但遙控的數(shù)目不宜過多。頻分多路遙控的每路控制信號在頻域中占據(jù)著有限的不同頻率區(qū)間，但每個控制信號占據(jù)著整個時域。,（2）時分多路遙控的特點時分多路遙控是利用時間的正交性，即以時間作為信號分割的參量，使各路信號各占一小段時間（常稱為時隙)，并在時間軸上互不重疊。它利用不同時隙來傳送不同路的遙控信號。優(yōu)點如下：在時分多路電路中，各路信號的編碼與譯碼、多路信號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、選頻器進行分路要簡單、可靠，且體積小、重量輕。在頻分多路裝置中，由于電路和傳輸通道的非線性，易產生交替失真和高次諧波，易引起路間串擾；而在時分多路裝置中，多采用數(shù)字集成器件，相對于使用模擬器件的非線性失真要小得多。,（3）時分多路遙控設備的組成,四、無線電遙控設備的常見調制方式,1、調制及調制的作用（1）調制：所謂調制就是用基帶信號控制載波的某一個或幾個參數(shù)，使載波的參數(shù)按照基帶信號的變化規(guī)律而變化。（2）調制的作用：將基帶信號的頻譜遷移至載頻附近，以適應傳輸信道的頻帶要求，使信號特性與信道特性相匹配，便于發(fā)送和接收。在進行無線傳輸時，必須將基帶信號調制到高頻載波上，這樣才能將電磁能量有效地向空間輻射。調制的另個作用是便于實施信道復用，即在一個信道中同時實現(xiàn)多路信號的傳輸利用信號帶寬和信噪比(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、無線電遙控的調制方式,模擬調制：當控制載波某個參數(shù)變化的基帶信號(或稱調制信號)是時間的連續(xù)函數(shù)時，這種類型的調制稱作模擬調制。模擬正弦波調制：若模擬調制的載波采用高頻正弦波，這種調制即為模擬正弦波調制。根據(jù)基帶信號所控制的正弦波參量(幅度、頻率和相位)的不同，可分為幅度調制(AM)、頻率調制(FM)和相位調制(PM)，簡稱調幅、調頻和調相。,模擬脈沖調制：若模擬調制的載波是脈沖序列，則這種調制即為模擬脈沖調制。按照基帶信號所控制的脈沖序列的參量不同，又可分為脈幅調制(PAM)、脈寬調制(PWM)和脈位調制(PPM)，它們分別表示脈沖的幅度、寬度和位置隨基帶信號作線性變化。,脈沖調制：當控制載波某個參數(shù)變化的基帶信號是脈沖序列時，這種類型的調制即為脈沖調制。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)字調制和脈沖數(shù)字調制。連續(xù)波數(shù)字調制按照數(shù)字基帶信號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,1、遙控、遙控指令和無線電遙控遙控，廣義地講，它是對被控對象進行遠距離控制。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象工作或如何工作的命令（信號）。無線電遙控：是在控制端產生并發(fā)出指令信號，利用無線信道將指令信號傳送至執(zhí)行機構，使被控對象完成預定的動作。,2、遙控系統(tǒng)（裝置）：完成遙控任務的整套無線電遙控設備稱為無線電遙控系統(tǒng)或遙控裝置?？刂凭嚯x遠、設備較復雜的稱為遙控系統(tǒng)；控制距離近、設備簡單的常稱為遙控器（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（監(jiān)測）系統(tǒng)（設備），形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)；開環(huán)控制系統(tǒng)：小型或簡單的遙控裝置（遙控器）一般控制距離較近，操縱者的眼睛（耳朵）相當于監(jiān)測設備，無需加裝遙測設備，故可認為是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。,4、無線電遙控系統(tǒng)的組成：包括無線電發(fā)射機、接收機和執(zhí)行電路三部分。發(fā)射機包括編碼電路和發(fā)射電路，發(fā)射電路的一個重要作用是將指令信號調制到高頻載波上；接收機包括高頻部分（放大、解調）和譯碼電路。5、“通道”及“路”：單通道遙控、多通道遙控，單路多通道遙控和多路多通道遙控。,6、頻分制和時分制：在多路多通道遙控設備中，最