Аппаратуру для дистанционного управления моделью изготовляют отдельными узлами. Приемник начинают монтировать с каскада детектора. После его регулировки монтируют каскад усилителя низкой частоты. Таким образом действуют до конца, постепенно подключая в работу каждый функциональный узел. Передатчик монтируют таким же образом, но в обратном порядке. Начинают с изготовления и наладки пульта управления, затем — генераторов НЧ модулятора, а заканчивают каскадом ВЧ и согласованием его с антенной. После этого уточняют режим работы для отдельных транзисторов и других элементов схемы, добиваясь методом последовательных приближений правильной работы всего устройства в целом.
Транзисторные схемы имеют то очень ценное свойство, что допускают установку различных типов транзисторов при условии, что будут сохранены определенные значения коэффициента усиления по току, величины предельной частоты усиления по току и обратного тока коллектора. В правильности этого можно легко убедиться, заменяя в каком-либо действующем устройстве все или только некоторые транзисторы их примерными аналогами. В 98 случаях из 100 устройство сразу же будет работать, но чаще всего несколько хуже. В этом случае следует выполнить небольшие изменения режимов отдельных транзисторов, подбирая значения делителя напряжений в базовых цепях Самый значительный результат дадут изменения значений резисторов между базой и минусовым (для транзисторов p-n-p) проводом питания.
При всякой замене транзисторов или при работе с экспериментальными схемами надо заменить все маломощные резисторы потенциометрами 10— 100 кОм, включенными между «+» и «—» питания, скользящим контактом, соединенные с базой транзистора. Тогда в результате индивидуального регулирования можно добиться, чтобы каждый транзистор работал в оптимальном режиме.
Опыт показывает, что 80% неудач при любительском изготовлении аппаратуры вызывается использованием транзисторов со слишком малым коэффициентом усиления по току. Отсюда вытекает требование, что перед установкой каждого транзистора в схему его надо проверить. Это позволит избежать неудач. Если на схеме не указаны значения коэффициента р, то следует считать, что он должен быть больше или равен 50—60, а обратный ток коллектора должен быть меньше 5 мкА.
Особенно большой коэффициент β должны иметь транзисторы в первом каскаде УНЧ, в электронных реле, RC-генераторах НЧ и в задающих кварцевых генераторах ВЧ. Хорошие результаты дает применение транзисторов ВЧ с большим коэффициентом β и малым обратным током коллектора в каскадах УНЧ и в генераторах НЧ. Всегда лучше использовать транзисторы с меньшим обратным током коллектора, хотя бы и с меньшим коэффициентом β, чем наоборот.
В большинстве случаев механический монтаж сочетается с электрическим монтажом, поскольку он выполняется сразу на готовой плате с вытравленной схемой соединений (печатной плате). Монтаж деталей может быть вертикальным (благодаря чему устройство получается меньших размеров, так как лучше используется площадь монтажной платы), горизонтальным (это обеспечивает лучший доступ к деталям, более прочное их крепление) или же смешанным.
Приемники заводского изготовления монтируют на текстолитовых платах с посеребренной схемой печатных соединений. Это нужно для лучшего впаивания деталей и обеспечения меньших переходных сопротивлений, что важно, например, для супергетеродинов, работающих в диапазоне ВЧ. Такие платы не лопаются на морозе
Любительский способ изготовления монтажных плат заключаются в вытравлении схемы соединений в растворе хлорного железа FeCl3 (0,5 л воды и 200 г хлорного железа) в течение 20 мин. Протравленную плату промывают, очищают, сушат и покрывают раствором из 2 г порошковой канифоли в 15 г денатурированного спирта.
В передатчиках следует по возможности соблюдать экранирование отдельных каскадов (например, кварцевого генератора и каскада усилителя мощности ВЧ). Не повредит и более свободное расположение деталей. Зато в транзисторных приемниках детали можно размещать почти как угодно плотно, не опасаясь взаимных связей. LC-фильтры на броневых ферритовых или тороидальных сердечниках можно располагать один за другим. Следует добавить, что эти фильтры надо прикреплять к монтажной плате только с помощью винтов из немагнитных материалов (латуни, алюминия), приклеивать эпоксидной смолой или непосредственно за впаянные выводы. Трансформаторы тоже прикрепляют приклеиванием или привязыванием к монтажной плате.
После того как смонтированы все детали (причем транзисторы и диоды надо стараться впаивать последними) и после проверки их работы, заполняют все свободное пространство между деталями пористой резиной или пенопластом и все устройство несколько раз в разных направлениях обматывают лейкопластырем. Другой способ защиты приемника от механических повреждений заключается в заливке смонтированных деталей эпоксидной смолой. Полная заливка (за исключением входного блока ВЧ, который можно заливать только специальной смолой, не ухудшающей добротность контуров ВЧ) полезна, но это утяжеляет устройство. Поэтому чаще придают жесткость установке деталей с помощью частичной приклейки деталей.
Техника заливки сверхминиатюрных приемников смолой заключается в следующем. Из латунного или алюминиевого листа изготовляют швеллер (по размерам приемника) и две боковые стенки. Стенки и внутренность швеллера смазывают тонким слоем вазелина и обматывают резиновыми нитками. Внутрь приготовленной таким образом формы вкладывают предварительно проверенный приемник и заливают смолой. Приемник может быть спаян без платы (висячий монтаж). При этом надо следить за тем, чтобы провода «+» и «—» — не соприкасались друг с другом. Элементы же (если их корпуса защищены краской) могут соприкасаться друг с другом. После затвердевания смолы, на что требуется 10—12 ч, снимают боковые стенки и вынимают готовый кубик, из которого выступают только выводы для припайки антенны, проводов питания и реле или же исполнительного механизма. Таким образом можно получить одно- или двухканальный приемник массой всего в 10—25 г. Для заливки лучше всего использовать полиэфирную смолу.
Печатный монтаж можно заменить навесным, который делают мягким проводом в поливинилхлоридной изоляции. Во всех случаях следует паять без кислоты, т. е. оловом с канифолью.
В аппаратуре для пропорционального управления все чаще применяют интегральные схемы. Это элементы, собранные в миниатюрном корпусе, где на пластинке размером в несколько квадратных миллиметров удается расположить несколько десятков транзисторов и соответствующее количество резисторов и диодов.
Интегральные схемы можно использовать в приемниках, модуляторах, шифраторах, дешифраторах и в исполнительных механизмах. Они спроектированы так, что их можно соединять друг с другом. Благодаря им упрощается технология производства устройств, уменьшается возможность допущения разного рода монтажных ошибок (в обычной многоканальной аппаратуре имеется свыше тысячи точек пайки) и, как следствие, увеличивается надежность устройства.
С точки зрения их применения интегральные схемы подразделяются на цифровые и аналоговые. Первые работают в шифраторах и дешифраторах, вторые — в усилителях. Радиомоделисты монтируют интегральные схемы путем впаивания их на односторонних печатных платах, в промышленности — на двусторонних. В последнее время для монтажа интегральных схем появились многослойные печатные платы. Эти платы состоят из нескольких изолированных слоев печатных проводников, причем соединения между этими проводниками выполняются через металлизированные отверстия.
Напряжение питания должно быть стабилизировано в диапазоне 5 В ±10%. У каждых пяти соединенных интегральных схем питание шунтируется керамическим конденсатором от 0,01 до 1 мкФ. На краю монтажной платы оставляют широкую полоску медной фольги в качестве «корпуса». Все соединения с «корпусом» в каждой интегральной схеме выводятся в одной точке.
Неиспользуемые входы интегральных схем NAND непосредственно соединяются с источником питания, если напряжение батареи не превышает +5,5 В (иначе надо последовательно включить резистор 1 кОм). Несколько неиспользуемых входов можно припаять к одному резистору или соединить с одним из используемых входов той же интегральной схемы.
Неиспользованные входы интегральных схем NOR соединяют с «корпусом».
Наружные соединения проводами или полосками фольги на печатных платах должны иметь длину до 250 мм. Соединения могут выполняться коаксиальными кабелями с волновым сопротивлением менее 100 Ом.
В линейных интегральных схемах, например, типа Тесла МАА115, МАА125, МАА145 (и в их аналогах) рабочую точку для всех транзисторов задают током базы первого транзистора. Следует стремиться к тому, чтобы при рекомендованном значении резистора нагрузки и напряжения питания на коллекторе было половина величины этого напряжения. Это обеспечит сведение искажений сигнала к минимуму.
В усилителе по напряжению работают, прежде всего, два первых каскада интегральной схемы; третий транзистор — это усилитель мощности, который может работать с большим коллекторным током (максимум 50 мА). Входное сопротивление усилителя при частоте 1 кГц равно 1 кОм. Сопротивление нагрузки не должно заменяться трансформатором (без дополнительной нагрузки активным сопротивлением). При напряжении питания 4,5 В и сопротивлении нагрузки 470 Ом схема усиливает сигнал с частотой до 150 кГц без искажений.
Допустимое напряжение питания для схем: МАА115 — 4 В, МАА125 — 7 В, МАА145 — 12 В. Минимальное рабочее напряжение — 1,1В. Диапазон рабочей температуры — от —55 до +125°С. До температуры +50°С допустимая мощность потерь для всей схемы — 300 мВт. Коэффициенты Р отдельных транзисторов интегральной схемы превышает 40. Усиление по напряжению — от 54 до 75 дБ.
Следует обратить внимание на то, что в интегральных схемах с металлическим корпусом типа Т05 этот корпус часто бывает соединен с одним или несколькими эмиттерами транзисторов.
В дифференциальных интегральных усилителях можно получить дальнейшее уменьшение температурного дрейфа путем понижения значений токов покоя эмиттеров (до 30—100 мкА). Для этого служат внешние резисторы.
В отношении усилителей мощности (выходная мощность до 2—3,5 Вт) следует обращать внимание на охлаждение корпуса интегральной схемы путем соединения ее с радиатором из алюминиевого или медного листа толщиной 2 мм площадью 50 см2. Этим радиатором может быть металлический корпус передатчика или исполнительного механизма.
При монтаже допустима пайка продолжительностью до 6 с при температуре 300°С.
Следует избегать перегрузки входа схемы слишком большим током. Это грозит искажениями сигналов и даже разрушением интегральной схемы. Разностные напряжения между входами не должны превышать значения ± 5 В, Следовательно, если один вход соединен с «корпусом», то напряжение на другом входе должно быть от +5 до —5 В. Критическое значение тока, разрушающего Входные транзисторы, равно 50 мА. В качестве защиты используют, например, два стабилитрона (с напряжением стабилизации ниже 5 В), включенные последовательно в противоположной полярности между входными зажимами.
Следует опасаться ошибочного включения полюсов источника питания, так как это грозит выходом из строя некоторых элементов интегральной схемы. Опасными могут быть перегрузки и КЗ на выходе схемы (при токе свыше 75 мА).
Ввиду большого усиления по напряжению интегральной схемой (50 000) и близости выводов следует обращать внимание на правильную компоновку внешних элементов. Так, элементы, подключенные к входу интегральной схемы, должны быть достаточно удалены от элементов выхода схемы и корректирующих цепей. Иногда требуется экранировать элементы входа или выхода.
Для питания рекомендуется использовать источники тока с малым внутренним сопротивлением, особенно тогда, когда от одного источника должны питаться несколько интегральных схем. Лучше всего подходит для этого кадмиево-никелевый аккумулятор. Полезно также соединять в каждой интегральной схеме «+» и «—» питания с «корпусом» через электролитические конденсаторы 1—10 мкФ, шунтированные керамическими конденсаторами 0,1 мкФ. Это защищает схемы от возбуждения при высоких рабочих частотах.
Желательно шунтирование проводов напряжения питания керамическим конденсатором 0,1 мкФ.
В 1969 г. появился первый в мире приемник серийного производства для дистанционного управления, построенный исключительно на интегральных схемах. Он не имел отдельных транзисторов ни в схеме супергетеродинного приемника, ни дешифратора.
Примеры использования интегральных схем для дистанционного управления моделями приведены в гл. 14. Кроме этого, встречаются гибридные схемы, сочетающие полупроводниковую интегральную технику на основе тонкопленочной технологии и обыкновенные пассивные элементы.