1、.這篇文章將討論無線電遙控的基本原理， 從此我們將可以區(qū)分許多常見的遙控問題。 更重要的是我們將消除一些常見的誤解， 例如FM（調(diào)頻 -譯者注）比 AM （調(diào)幅）好或者PCM（脈沖編碼調(diào)制）比 PPM（比例脈沖調(diào)制）好等。每個系統(tǒng)都有它的優(yōu)點和缺點，了解這些你就可以選擇最合適自己的那一種系統(tǒng)。勞斯萊斯至少比豐田凱美瑞貴五倍，但是它卻不一定使你的駕駛感覺更好，對大多數(shù)司機(jī)來說可能更糟（我們中國人可能不一樣，勞斯萊斯有面子）。遙控設(shè)備的價格并不等同於相應(yīng)的性能。由遙控模型專家George Steiner進(jìn)行的獨立測試證明，某些廉價的遙控設(shè)備也能擠身最好之列。接收機(jī)的內(nèi)部讓我們從接收機(jī)系統(tǒng)開始。 你

2、的家用 AM/FM 立體聲通常包括 3 個部分：調(diào)諧器、音頻功放和揚(yáng)聲器（音箱） 。類似的，遙控模型接收系統(tǒng)也由 3 個部分組成：調(diào)諧、解碼和伺.服（就是舵機(jī)） 。調(diào)諧、放大以及解碼電路都封裝在接收機(jī)內(nèi)。家用收音機(jī)的調(diào)諧器選擇你想要的電臺， 同時排除其它電臺的信號，然后將解調(diào)后的音樂傳遞給音頻功放。類似的，模型接收機(jī)調(diào)諧器僅僅鎖定接收晶體確定的那個頻率，除掉72Mhz 或者 50Mhz 的載頻，將解調(diào)后的信號傳給解碼器。解碼器從碼流中挑選出單獨的伺服信號脈沖并送到相應(yīng)的引腳。請注意音頻功放和揚(yáng)聲器并不知道音樂是來至 AM 還是 FM 的廣播站。類似的， 模型接收機(jī)的解碼器也不關(guān)心上一級的信號是

3、使用 AM 還是 FM 調(diào)制。舵機(jī)收到的位置信號也是標(biāo)準(zhǔn)化的， 所以任意品牌的舵機(jī)可以和任意品牌的接收機(jī)相連， 就像所有的 8 揚(yáng)聲器都可以插到任意牌子的立體聲收音機(jī)一樣（現(xiàn)在很多喇叭 4的）。伺服信號怎樣編碼讓我們來研究一下位置信息是如何傳送給每一個舵機(jī)。這由信號脈沖的 0 電壓（ OFF-低電平）和大約 3.3V 電壓（ ON-高電平）來表示（ Futaba 高電平是 2.8V-3.3V，JR和其它是 5V-譯者注）。位置信息由脈沖在 ON 狀態(tài).的時間長度決定。 這種脈沖占用 2 毫秒的時間片，每秒鐘重復(fù) 50 次。脈沖的寬度在 1 毫秒 -2 毫秒之間變化， 它決定了舵機(jī)的角度， 1m

4、S 對應(yīng)舵機(jī)的左邊最大角度， 1.5mS 對應(yīng)中間位置， 2mS 對應(yīng)最右邊。在剩下的約18.5mS 時間里，該信號一直保持低電平。 這種大約 1.5mS 高電平（ 3.3V-5V）緊接著 18.5mS 低電平（ 0V)的脈沖信號，不斷的重復(fù)著。信號脈沖沿著黃色（ JR)或者白色（ Futaba）的線傳輸給舵機(jī)，使用黑色（ Futaba）或者棕色（JR)的線作為公共端 （電池負(fù)極， 0V)。紅色的線提供舵機(jī)工作所需的電源正電壓。舵機(jī)本身的原理將稍后討論， 但是要注意的關(guān)鍵點是：* 舵機(jī)的位置和供電電池的電壓無關(guān)， 它僅僅由輸入脈沖寬度決定* 舵機(jī)的內(nèi)部機(jī)制和位置信號無關(guān)。* 位置信號（在白線上

5、）相對較弱，主要的.驅(qū)動功率來自紅線和黑線。最后一點解釋了為什么長距離的舵機(jī)線比較容易受到電磁噪聲的干擾， 特別是在電動飛機(jī)上通過紅線 （主功率線） 傳過來的噪聲。任何擾亂脈沖信號的噪聲都將導(dǎo)致舵機(jī)行為不正常。你可能會好奇為什么伺服信號有一個固定的開頭 1 毫秒高電平周期。 這其實是舵機(jī)的同步脈沖， 它指示舵機(jī)電路緊接著的是實際的占空比位置信息。換句話說，舵機(jī)等待直到信號電壓從低電平變成高電平， 在精確地等待 1mS 時間后，開始解碼接下來的 1mS位置脈沖。 因此信號脈沖用不著每秒鐘精確的重復(fù) 50 次。該脈沖信號也提供了發(fā)射機(jī)是否工作的信息， 如果長時間沒有同步脈沖。當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)掉的時候，

6、將長時間持續(xù)低電平，某些設(shè)備例如墜機(jī)定位器正是使用這個特征來激活一個蜂鳴器。驅(qū)動多個舵機(jī)- PPM為什么舵機(jī)位置脈沖僅僅 2 毫秒寬， 而要空閑長達(dá) 18 毫秒來等待下一個脈沖呢？是的，這剩下的空間就是留給其它的舵機(jī)的。 每一.個伺服信號被分配一個2 毫秒的時隙， 于是總共可以有20/2=10 個舵機(jī)可以被分別驅(qū)動。換句話說，真實的信號是一個脈沖序列，第一個 2 毫秒的脈沖分配給第一個舵機(jī)，第二個 2 毫秒的脈沖分配給第二個舵機(jī)，依此類推。這個脈沖序列， 或者叫 “幀 ”，每 20 毫秒重復(fù)一次，也即每秒鐘50 次。接收機(jī)的解碼電路把該脈沖序列分割為單獨的伺服脈沖并把它們傳送給相應(yīng)的舵機(jī)。跟一

7、臺立體聲收音機(jī)把經(jīng)過編碼的立體聲信號分割為左右兩個聲道有點類似。 因此對于伺服信號，我們也存在相似的同步問題。到底哪一個 2 毫秒的信號屬于第一個舵機(jī)？換句話說我們怎么來確定哪里是一個幀的開頭呢？為了解決這個問題， 緊接著最后一個脈沖，保持信號電壓為低電平至少 2 毫秒，該低電平持續(xù)時間比任何一個合理的最長的伺服信號都要長。因此解碼器只需要等待2 個毫秒的低電平時間就可以識別出脈沖序列的頭部。而緊接著的第一個脈沖就是第一路伺服信號。 這個 2 毫秒的低電平周期就是“同步脈沖 ”（它可以長于 2 毫秒，四通道的.可能是 8 毫秒或者更長） 。此外，因為總是有一個 1mS 或更長的高電平緊跟著該

8、2mS 低電平的同步脈沖， 因此提供了一個精確的“幀頭 ”指示接下來的伺服幀。這種簡單地把基本伺服脈沖插入幀的方法就叫做比例脈沖調(diào)制PPM，你現(xiàn)在已經(jīng)知道了 PPM 的含義。 PPM 可能很簡單但它是一種優(yōu)美的編碼方式同時非常健壯（抵抗錯誤的能力）?；趯?PPM 的了解，我們可以推斷：* 長于 2mS 的外部干擾將損壞多路伺服信號，所以這種外部干擾信號產(chǎn)生的抖動將同時出現(xiàn)在所有的通道上。 （當(dāng)然，干擾信號未必會以精確的每秒50 次的周期重復(fù)）* PPM 能 夠 同 時 驅(qū) 動 的 舵 機(jī) 數(shù) 量 ，20-2ms=18ms，每個舵機(jī) 2ms，18/2=9 個舵機(jī)。這就解釋了為什么 PPM 接收

9、機(jī)產(chǎn)品序列的最高端就是 9 通道。* 舵機(jī)位置與信號強(qiáng)度無關(guān)，所以距離不會.影響控制除非收不到信號。* 即是一個幀出錯，接下來的幀也將被快速的同步，所以 “抖動 ”的影響是短暫的。* 因為幀頭是由低電平到高電平的跳變標(biāo)出，而不是由精確的每秒 50 次的計數(shù)，所以 PPM 的 “幀率 ”是靈活的， 四通道發(fā)射機(jī)可以達(dá)到 70 幀 /秒。這對于愛淘二手貨的愛好者是一個福音，因為每種牌子發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的交換性相當(dāng)好（甚至跨品牌，我們接下來將討論）。* 通道數(shù)量不同的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)可以混用。例如 4 通道的發(fā)射機(jī)可以控制 6 通道的接收機(jī)，或者相反。多出來的脈沖信號被發(fā)射機(jī)簡單的保持低電平或者被接收機(jī)

10、忽略。PCMPCM（脈沖編碼調(diào)制）和PPM 的關(guān)系就像 CD 和電唱機(jī)的關(guān)系。唱片是 “模擬的 ”，唱針沿著波浪狀的螺紋移動。而 CD 將每個.聲道的音樂信號振幅， 以每秒 44,100 次的采樣頻率，用數(shù)字信號記錄下來。就像我們已經(jīng)知道的， PPM 以每秒 50 次，占空比在 1-2ms 之間變化，來編碼舵機(jī)位置信息。占空比可以在 0 到 100%之間任意取值，因此 PPM 是 “模擬的 ”。PCM 編碼舵機(jī)位置信息的方式和計算機(jī) Modem 通過電話線發(fā)送數(shù)據(jù)的方式幾乎一樣。 因此每個在 20 到 23 毫秒 PCM 幀中的 2ms 包含著一個數(shù)字，第一個 2ms 編碼第一個通道的， 第二

11、個 2ms 編碼第二個通道的， 依此類推。這個數(shù)是二進(jìn)制的，在十進(jìn)制中，一位數(shù)可以表達(dá) 0-1，兩位數(shù)可以表達(dá) 0-99，依此類推，而在二進(jìn)制中，一位數(shù)可以表達(dá) 0-1，二位數(shù)可以表達(dá) 0-3，三位數(shù)可以表達(dá) 0-7 等等。對于 PCM，二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)可能是 8（ 0-255）， 9（ 0-511）或者 10（0-1023），依賴于具體的廠商。所以，舉例來說， Futaba PCM 1024 可能發(fā)送 0 表示左滿舵， 511 表示中位， 1023 表示右滿舵。真實的位數(shù)和同步編碼方式往往為各個廠家私有。 所以，不象 PPM，PCM 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)往往不能互換。 “數(shù)字編碼 ”限制了舵.機(jī)的位

12、置數(shù)量（上例中為 1023 步），但是這影響不大。PCM 的優(yōu)點在于精確，例如， 255 永遠(yuǎn)表示中位（9bit 編碼），與之相反， 一個馬虎的 PPM 發(fā)射機(jī)可能用 1.45ms 中位來代替1.5ms。噪聲也會擾亂 PPM 脈沖造成舵機(jī)位置誤讀。 數(shù)字系統(tǒng)可以通過加入校驗碼來進(jìn)行糾錯。 CD 采用了此種技術(shù)，顯著的提高了抗干擾能力。因為 PCM 接收機(jī)驅(qū)動的是標(biāo)準(zhǔn)的模擬舵機(jī)，需要最終將數(shù)字信號翻譯為比例伺服脈沖。因此以上提到的優(yōu)勢只存在于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的精確通信上。不幸的是， PCM 也有它的阿基里斯腳后踵（命門 -譯者注）。甚至最小的外部噪聲也會損壞那些復(fù)雜的二進(jìn)制編碼而根本不能被糾錯。簡單的 PPM 脈沖可能會被干擾損壞，但是未損壞的脈沖仍然能夠起作用。 這是在完全失控（ PCM）和部分失控（ PPM)中間選擇。（復(fù)雜吧我來解釋一下，他的意思就是 PCM 一受干擾就全部完蛋， 所有的通道