3 Алгебраїчний модуль а001

3.1. Функціональна схема модуля А001.1 подана на рисунку 1.1. Модуль містить три незалежні канали перетворення сигналів: пер­ший та другий виконують функції гальванічного розділення, а третій (додатковий) виконує функцію підсумовування сигналів із масштабуванням. Модуль виконує вказані функції у відповідності з рівняннями

(1.5)

(1.6)

(1.7)

де Y1, Y2, Y3 – вихідні аналогові сигнали;

X11, Х21, Х31, Х32, Х33 – вхідні аналогові сигнали (сигнали Х12, Х22 – допоміжні, що перетво­рюються без гальванічного розділення;

К3 – коефіцієнт пропорційності (0,2...1);

α31, α32 – масштабні коефіцієнти.

Кожний з двох каналів гальванічного розділення містить підсилювач-модулятор 1 (4), гальванічний розділювач 2 (5), демодулятор-підсилювач 3 (6).

Канал підсумовування 7 містить вузли незалежного масштабування α31, α32 для сигналів Х31, Х32 та вузол 9 регулювання коефіцієнта пропорціональності КЗ для всіх вхідних сигналів, що підсумовуються.

Керування ключами модуляторів та демодуляторів виконується напругою змінного струму прямокутної форми з частотою 20 кГц, що надходить від генератора 10. Він же формує й напруги постійного струму, що гальванічно ізольовані від загального живлення модуля живлення операційних підсилювачів входів.

3.2 Принципову електричну схему модуля А001.1 подано на рисунку 1.2. Підсилювачі-модулятори двох каналів гальванічного розділення виконані на операційних підсилювачах (ОП) А1 (А2) та транзисторних ключах V1 (V2).

Рисунок 1.1 – Функціональна схема блока Д05

Гальванічні розділювачі кожного каналу містять трансформатори Т1 (Т2), виконані на феритових сердечниках.

Демодулятори-підсилювачі виконані на транзисторних ключах V3 (V4) та ОП А4 (А5). Підстройка нулів підсилювачів виконується з допомогою резисторів R12 (R13), а підстроювання масштабних коефіцієнтів передачі за каналами гальванічного розділення – за допомогою резисторів R44 (R45).

Суматор виконано на ОП A3.

Генератор містить автогенератор прямокутної напруги, виконаний на ОП A6, та підсилювач, виконаний на транзисторах V13 (V16). Напруги прямокутної форми, во знімаються з обмоток ІV-VIІ трансформатора генератора (Т3) комутують ключі модуляторів та демодуляторів. Випрямлені напруги з обмоток II та III цього трансформатора використовуються для живлення ОП А1 та А2.

4 Модуль динамічних перетворень д005

4.1 Функціональну схему модуля Д005.1 подано на рисунку 1.1. Кожний з двох незалежних каналів 11 та 12 модуля містить вузли: диференціюючий (інтегруючий) підсилювач, підсумовуючий підсилювач, вихідний підсилювач. Вузли обмеження дискретних сигналів обмежують за амплітудою вихідні сигнали Z1 та Z2.

Передавальна функція модуля описується рівняннями

або (1.8)

або (1.9)

Рисунок 1.2 – Принципова електрична схема модуля А001.1

де К – коефіцієнт пропорційності;

Т₁, Т_ДФ – постійні часу динамічного перетворення та демпфування, с.

У залежності від положення перемикача на панелі керування модуля диференціюючий (інтегруючий) підсилювач може виконувати наступні функції:

– перетворення сигналу за Д- або І-законом;

– перетворення сигналу за П- або А-законом разом з підсумовуючим підсилювачем у колі зворотного зв’язку перетворювача вхід­ного сигналу, причому А-перетворення сигналу є окремим випадком перетворення за А-законом з мінімальним значенням постійної часу Т1;

– демпфування вхідного сигналу модуля при Д-перетворенні.

Вихідний підсилювач формує вихідний аналоговий сигнал модуля за напругою Y11 (Y21), який є вихідним сигналом блоку в цілому.

4.2 Принципову електричну схему модуля Д005.1 подано на рисунку 1.3. Зміна законів перетворення сигналів у кожному з двох не­залежних каналів виконується шляхом комутації гнізд перемикачів 1П (2П) двома замикачами за схемою:

«Д» – 1а-1г (2а-2г), 1б-1д (2б-2д);

«А» – 1б-1в (2б-2в), 1д-1е (2д-2е);

«І» – 1а-1б (2а-2б), 1д-1е (2д-2е).

Входи та виходи блока X01, X02, Y1l, Y21 є основними, всі інші – допоміжними. Диференціюючий (інтегруючий) підсилювач виконаний на ОП з високоомними входами 1А1 (2А1).

Постійна часу пе­ретворення «Т1» («Т2_») регулюється плавно потенціометром 1R1 (2R1), а її масштабний коефіцієнт вибирається з дискретних зна­чень «×0,1»; «×1»; «×10» замикачем комутаційних гнізд 1S1 (2S1). Для встановлення нуля підсилювача призначений резистор 1R20 (2R20). Постійна часу демпфування «Т_ДФ1» («Т_ДФ2») при Д-перетворенні регулюється потенціометром 1R2 (2R2).

Рисунок 1.3 – Принципова електрична схема модуля Д005.1

Підсумовуючий підсилювач побудований на ОП 1А2 (2А2). Встановлення нуля цього підсилювача виконується змінним резистором 1R18 (2R18).

Вихідний підсилювач виконаний на ОП 1А3 (2АЗ). Змінний резистор 1R28 (2R28) призначений для встановлення його нуля. Коефіцієнт пропорційності модуля «К1» («К2») регулюється плавно потен­ціометром 1R24 (2R24) та дискретно встановленням замикача кому­таційних гнізд 1S2 (2S2) в одне з положень «×1» або «×10».