标签: 无人机测试测量

    继续上一篇，进一步针对这个 “ 40MHz ” 的遥控器进行测试分析。   接下来，我们可以通过 DS1104Z 数字示波器也来看看这时的遥控器发出的信号，已不再是正弦波，变成了一个如图 11 所示的幅度发生了不等间隔变化的波形，其实是幅度被一不等间隔的数字信号调制了。   图 11 ：调制信号的时域波形   进一步调整频谱仪的设置，这时我们能看到如图 12 所示的稳定的频谱显示，这是一个典型的数字调制信号的频谱，很像是幅移键控 ASK 调制信号的频谱。当然，也可以认为是调制信号是数字串的调幅 AM 信号的频谱。       图 12 ：数字调制信号的频谱   解调一下，看看基带调制信号的大概模样，我们看到如图 13 所示的情况，有一簇簇的由 0 和 1 组成的数字串，这很可能就是遥控器发出的控制信号的数字编码。展开更清楚地看看，果然是由 0 和 1 组成的数字串，如图 14 所示。我们把图 14 与图 11 做个对比，发现信号的包络很像。其实，这就是 ASK 的调制 信号，载波被间隔不等的 0 和 1 组成的数字编码串调制成具有 0 和 1 对应的两个幅度的信号模样，调制速率是 1KHz 。       图 13 ：数字调制的基带调制信号     图 14 ：数字调制的基带调制信号展开   通过以上的微测和分析可以看出，这个入门级的直升机玩具遥控器采用的载波频率是 ~ 40.68MHz ，遥控编码通过 ASK 调制技术进行调制并发射。不同的动作操作会有不同的编码。它用的是固定频率， ASK 调制 , 相比 FSK 调制，易受干扰，如果在同一区域有多人在用同样的遥控器玩儿， “ 撞频 ” 的概率会很高。通过测试也发现，这个遥控器的信号发射功率挺强，实际使用时也感到电池的消耗挺快，毕竟是入门级产品，玩玩儿嘛。   工作在几个 GHz 的无人机遥控器又是采用了何种技术？它们发出的遥控信号又有何特性？且听下篇分解。     我的微博所有文章： http://bbs.ednchina.com/BLOG_JIGONG_2004572.HTM?source=ednc_topnav   注： 1 ）转载本人文章请注明出处： EDNChina JIGONG 的博客 微测 2 ）希望进一步交流，分享有关电子产品的测试测量知识的朋友， 可以加我的微信公众号： WEICE_JIGONG  

    接着上一篇，把专业级的带跳频的 2.4GHz 的 Futaba T8FG 遥控器切换到 “ FRANCE ” 模式，频谱的实际情况如何 ? 这种遥控器信号的时域特性如何？跳频有规律吗？下面接着测！       图 12 ：“ FRANCE ” 模式下的频谱分布   从图 12 可以看出，与通用模式相比， “ FRANCE ” 模式在最左侧少了一个信道，在右侧少了一堆的信道，数了数，一共少了 14 个 信道，看来在欧洲的一些国家，像法国，奥地利，意大利，比利时，俄罗斯等国家，只能用其中的 22 个信道，否则可能就会有人管你了，欧洲人民不爽也没办法。   当使用这个遥控器去控制一架新的飞机时，为了更好地进行匹配，确保无人机受控，厂家建议用户最好要先进行 “Range Checking” ：把无人机放置在一个距离地面 1 到 1.5 米的塑料或木质的桌子上，打开 “Range Checking” 模式，此时的遥控器的发射功率会比正常工作时降低，操作者拿着遥控器缓慢走远到大概 30 到 50 米的位置，如果还能正常控制无人机，说明距离检测通过。   通过频谱仪，可以观测一下在这个模式下的发射信号的情况。如图 13 所示，打开遥控器的 “Range Checking” 模式。     图 13 ：打开遥控器的 “Range Checking” 模式   此时遥控器进行 90 秒的 “Range Checking” ，通过频谱仪记录下这个过程中的信号的频谱情况，发现频率范围没变，但功率明显降低了 20dB ，也就是发射功率仅为正常工作模式下的 100mW 的 1% ，大约 1mW 。此时的有效遥控距离只相当于正常距离的 1/10 ，遥控距离会大大缩短，所以，使用说明书上告诫使用者千万不要在这个模式下去操控飞机，否则会跑丢的。 90 秒结束，信号的功率又自动回复到正常水平。     图 14 ：遥控器的 “Range Checking” 模式下发射功率降低 20dB   既然是跳频信号，好奇它在时域的表现。通过解调，可以看到这个信号的一个时隙大概是 2ms , 如图 15 所示。     图 15 ：跳频信号的一个时隙   展开，还可以大致看看跳频信号所携带的基带调制信息，如图 16 所示。       图 16 ：跳频信号的基带调制信号                                                还可以通过 “ 瀑布图 ” 显示方式来看看跳频信号的频率随着时间的变化趋势，如图 17 所示。     图 17 ：使用瀑布图观察跳频信号的跳频规律     以上，我们对这个专业级的带跳频的 2.4GHz 的 Futaba T8FG 遥控器进行了微测，与上一个入门级的遥控器相比，信号复杂多了吧。它的遥控信号可以在 74MHz 的频率范围内按自己的规律跳频，除非你摸到了它的跳频规律，进行同频段同步干扰，要么就进行整个 74MHz 频段的宽频范围全覆盖，高功率干扰，否则很难干扰它，这种技术可以在比较复杂的电磁环境下使用，即使多人同时使用同样的遥控器，发生 “ 撞频 ” 的概率也极低。另外，快速跳频， 2ms 的时隙，玩儿竞技航模，很讲究舵机的遥控反应速度，这种遥控器能很好地满足专业人士的需求。很多搞遥测的用户，为了可靠性，都在使用这种遥控器。国内外很多搞航拍无人机的厂家，装上配套的收发器，也同样可以使用，只是成本的问题。   国内也有一些厂家在研制，生产 2.4GHz 频段的无人机遥控器，这些遥控器已经被旋翼的，固定翼的无人机生产厂家以及发烧友采用。   我的EDNChina博客的所有文章： http://bbs.ednchina.com/BLOG_JIGONG_2004572.HTM?source=ednc_topnav   注： 1）转载本人文章请注明出处：EDNChina JIGONG的博客 微测   2）希望进一步交流，分享有关电子产品的测试测量知识的朋友， 可以在微信的“添加朋友”中搜索我的微信号： WEICE_JIGONG