книги из ГПНТБ / Барсуков Ф.И. Элементы и устройства радиотелеметрических систем

ны (электроды) в виде игл и штифтов, но и плоские регистрирующие органы различной сложной конфигура­ ции, посредством которых на бумаге могут быть отпеча­ таны цифры, буквы и другие сложные знаки. Таким образом, этот способ записи может применяться для регистрации сигналов в аналоговой и цифровой фор­ мах.

Электрохимическая запись позволяет сравнительно просто получить многоцветное изображение. Цвет отпе­ чатка зависит от состава электролита и от материала электродов, участвующих в реакции.

Устройство для многоцветной записи содержит не­ сколько электродов (по числу требуемых цветов) из раз­ ных материалов.

Например если в состав электролита, которым про­ питывается бумага, входят растворы формальдегид-суль- фокислат натрия, азотнокислый натрий, углекислый нат­ рий и двууглекислый натрий, то при использовании элек­ тродов из серебра, меди и железа цвет отпечатков при регистрации получается соответственно: черный, зеленый и желтый. Многоцветная запись является более нагляд­ ной и облегчает дешифрирование записи нескольких сиг­ налов на одном носителе.

7-5. Э Л Е К Т Р О Т Е Р М И Ч Е С К А Я З А П И С Ь

При электротермическом методе регистрации сигналов используется специальная, чувствительная к электрическому току, электротермическая бумага. Ос­ новной слой бумаги предельно насыщен углеродом и имеет черный цвет. Лицевая сторона этого слоя, на ко­ торой производится регистрация, имеет светло-серый цвет и покрыта тонкой пленкой. Оборотная сторона слоя покрыта слоем напыленного алюминия. Пленка на лице­ вой стороне является электрочувствительным слоем и состоит из смеси тиосульфата свинца и окиси титана. Почернение поверхностного электрочувствительного слоя бумаги в результате теплового действия электрического тока при записи вызвано протеканием химической реак- • ции в тиосульфате свинца. При этом мельчайшие части­ цы рабочего слоя частично сгорают и обнажается черная поверхность основного слоя, в результате появляется контрастный след от электрода на бумаге. Науглерожен-

230

пая масса основного слоя бумаги является хорошим про­ водником тока, а алюминиевое покрытие бумаги снизу обеспечивает хороший контакт между носителем (бума­ гой) и металлическим основанием, являющимся вторым электродом регистрирующего прибора.

После записи электротермическая бумага не нужда­ ется в дополнительной.обработке. Для получения качест­ венной записи необходимо обеспечить хороший электри­

стрирующий же электрод 2 в этом случае должен обладать упругостью и создавать необходимое контактное давление (около 5 г). Изготовляется регистрирующий электрод из молибденовой, вольфрамовой или платино­ иридиевой проволоки диаметром 0,2—0,3 мм. Рабочее на­ пряжение, подводимое к электродам, при записи состав; ляет 250—400 в при токе в цепи электродов 25—100 ма [Л. 16].

Лучшие результаты при записи получаются, когда ма электроды регистрирующего устройства подаются кратковременные импульсы определенной амплитуды и длительности (дозированные по энергии импульсы).

Для записи может использоваться также переменный ток, тогда на бумаге, перемещаемой при записи, будут появляться отдельные точки, соответствующие каждому из полупериодов переменного напряжения.

Вследствие малой инерционности электротермических регистрирующих" устройств они могут обеспечить запись до ІО4 имп/сеіс (длительностью 100—150 мксек) или ре­ гистрацию непрерывных величин со скоростью до. 1 м/сек.

В устройствах записи на бумагу, чувствительную к электрическому току, часто вместо одного подвижного регистрирующего органа устанавливается большое коли­ чество неподвижных электродов, расположенных по пря­ мой линии поперек бумажной ленты (рис. 6-25). Запись

231

в этом случае ведется путем последовательного подклю­ чения входного сигнала к электродам в соответствии с его величиной и знаком. Чем больше электродов будет в устройстве, тем меньше ошибка за счет дискретности регистрации.

Такое записывающее устройство не имеет подвижных частей (кроме механизма движения бумаги), и если переключение записывающих электродов производится электронным путем, то устройство оказывается практи­ чески безынерционным. Конструкция устройства полу­ чается прочной и невосприимчивой к ударам и вибра­ циям.

7-6. РЕГИСТРАЦИЯ В ЦИФРОВОЙ ФОРМЕ

Окончательное представление данных радиотеле­ измерений особенно после первичной обработки наибо­ лее удобно в цифровой форме в виде чисел десятичной системы счисления. При этом результаты измерений представляются в форме таблиц плп лепт, на которых числа записыываются арабскими цифрами. Такая запись является наиболее компактной и удобной.

Регистрация информации в цифровой .форме в настоя­ щее время обеспечивается самыми разнообразными устройствами, отличающимися по принципу действия, скорости регистрации и другим особенностям. Все их можно разделить на механические и немеханические устройства, которые в свою очередь подразделяются на знакопечатающие и знакосинтезирующие устройства.

Знакопечатающие устройства обеспечивают печатание всего знака сразу, в то время как в синтезирующих устройствах формирование знака производится поэле­ ментно.

Механические знакопечатающие устройства, несмотря на ограниченную скорость регистрации, в настоящее вре­ мя широко применяются для регистрации электрических ■сигналов в цифровой форме. К этому типу устройств относятся специализированные печатающие машинки, штанговые знакопечатающие устройства, устройства с пе­ чатающими колесами (барабанами) и др.

Наибольшее применение находят устройства барабан­ ного типа, •обеспечивающие высокую скорость регистра­ ции. В них за один оборот барабана с печатными знака-

232

ми может быть отпечатана целая строка цифр и других знаков, имеющихся на барабане.

На рис. 7-12,а приведена схема печатающего устрой­ ства барабанного типа. Основными элементами его явля­ ются непрерывно вращающийся барабан 1, набор печа­ тающих элементов 2 с печа­ тающими молоточками 5, мо­ тор 8 (рис. 7-12,6) и синхрони­ зирующее устройство 9 и 10.

На поверхности барабана (ролика) располагаются печа­ тающие элементы с заготов­ ленными рисунками цифр 0—9 и другими печатаемыми знака­ ми. Цифры и знаки располага­ ются по поверхности барабана 1 в виде кольцевых дорожек. На каждой дорожке распола­ гается полный набор всех цифр и знаков, которые используют­ ся устройством при печатании. Количество кольцевых доро-

Рис. 7-12. Печатающее устройство барабанного типа,

а — схема; б — печатающий барабан.

жек определяется количеством разрядов в регистрируе­ мом числе и количеством чисел в строке. Число дорожек может достигать нескольких сотен. Располагаются до­ рожки друг относительно друга так, чтобы одинаковые цифры и знаки в них размещались по одной образующей барабана. Печатные молоточки, число которых соответст­ вует числу кольцевых дорожек на барабане, располага­ ются параллельно оси барабана на небольшом удалении от печатающих знаков вращающегося барабана. Каж­

233

дый из молоточков при этом Находится против своей коль­ цевой дорожки.

Бумажная лента 4, на которой печатаются цифры, вместе с красящей лентой 3 (перемещается перпендику­ лярно направлению движения бумаги) располагаются между молоточком и барабаном.

. Для получения одного знака печатающий молоточек в момент прохождения под ним нужного печатного зна­ ка ударяет по бумаге. Все знаки в одной строке печата­ ются за один оборот барабана. После того как строка напечатана, бумага продвигается на один шаг вперед для печати следующей строки. Прерывистое движение бума­ ги обеспечивается включением в цепь передачи вращения мальтийского креста (кинематическая связь на рис. 7-12 не показана).

Предельная скорость печатания определяется инер­ ционностью молоточка и управляющих им подвижных механических элементов, а также требуемой четкостью печати и допустимым разбросом знаков в одной строке. Скорость должна быть такой, чтобы печатные знаки не были смазанными.

В регистрирующих устройствах барабанного типа скорость вращения барабана достигает 25—40 об/сек и скорость печати соответственно 25—40 строк в секунду.

Работа регистрирующего устройства при записи по­ ступающей радиотелеметрической информации происхо­ дит следующим образом.

В отсутствие записываемых сигналов все молоточки отжаты пружинами в исходное состояние. Молоточек может быть прижат к бумаге посредством рычага 6, при­ водимого в движение электромагнитом 7. Каждый моло­ точек управляется своим электромагнитом, который сра­ батывает в момент прохождения середины знака под мо­ лоточком.

Выбор места отпечатка вдоль строки определяется номером возбужденного электромагнита: значность печа­ таемой из кольцевой дорожки цифры зависит от момента подачи импульса на электромагнит, так как момент по­ дачи импульса определяет, какой знак в данный момент находится под молоточком.

Для фазирования работы управляющих электромаг­ нитов служит специальный узел синхронизации, состоя­ щий из фотоэлектрических (или индукционных) преобра­ зователей 10, барабана 9 с отверстиями и лампы подсве­

234

та (на рис. 7-12,6 не показана). Отверстия на барабане синхронизирующего узла располагаются по образующим так и в таком количестве, что они выражают в использу­ емой при этом системе счисления значность цифр, рас­ положенных на соответствующих образующих печата­ ющего барабана.

На рис. 7-13 приведена развертка барабанов печати и узла синхронизации. Значность цифр по образующим барабана печати здесь выражается двоичными кодами

Разрядные фотоэлектрические пре образователи.

2s г 2 21 2°

■ ■ ■

в виде отверстий по соответствующим образующим бара­ бана синхронизации.

Число разрядов используемого при этом двоичного кода, а следовательно, и число фотоэлектрических преоб­ разователей определяются максимальной значностью цифр (чисел), расположенных на барабане печати.

На рис. 7-13 на барабане максимальной цифрой является цифра 9, поэтому используются четырехразряд­ ный код и четыре фотоэлектрических преобразователя. Первый преобразователь устанавливается для возврата управляющей схемы в исходное состояние при прохож­ дении под этим преобразователем образующей барабана,

235

на которой располагаются нули, и образующих между рядами цифр.

Используя сигналы синхронизации в виде двоичных кодов, управляющая схема пропускает регистрируемые сигналы на электромагниты в соответствующие моменты времени.

В немеханических знакофиксирующих устройствах регистрация сводится к фотографированию светящихся знаков или к переносу невидимого потенциального релье­ фа изображаемого знака на диэлектрический носитель с последующим его проявлением.

Фоторегистрнрующие устройства обеспечивают боль­ шую скорость регистрации. По своей конструкции и прин­ ципу действия они могут быть самыми разнообразными. Простейшим из них является такое устройство, в кото­ ром светящиеся электролюминесцентные индикаторы проектируются с помощью оптической системы на дви­ жущуюся с постоянной скоростью фотобумагу. Путем усложнения оптической системы (применяется качающе­ еся зеркало) обеспечивается неподвижность проектируе­ мого на бумагу изображения индикатора па время экспо­ зиции, что устраняет размытость регистрируемых знаков.

Использование в подобных фоторегистрирующих устройствах газосветных ламп с несколькими катодами (до 10), выполненными в виде арабских цифр и обеспе­ чивающих высвечивание этих цифр, значительно упроща­ ет регистрирующее устройство и улучшает его характе­ ристики.

Скорость записи с помощью фоторегистрирующих устройств достигает до 50 строк в секунду.

Для вывода цифровой информации из вычислитель­ ных машин широко используются устройства регистра­ ции, основанные на фотографировании экранов знаковых электроннолучевых трубок типа «характрон» и «тайпатрон». Эти ЭЛТ требуют для управления ими весьма сложных электронных логических устройств. Однако фо­ торегистрирующие устройства с такими трубками обла­ дают весьма высокой скоростью и качеством регистра­ ции, позволяют изменять порядок считывания, в них по­ мимо цифр используется большое количество других знаков регистрации, представляющих информацию в бо­ лее наглядной форме.

В настоящее время получает все более широкое раз­ витие новое направление в цифровой регистрации — циф­

236

росинтезирование. Его сущность состоит в замене набо­ ров фигурных знаков и цифр элементарными точечными элементами регистрации, с помощью которых последова­ тельно синтезируется (составляется) изображение знака любой конфигурации.

Синтез регистрируемых знаков производится при ис­ пользовании электротермических, электрохимических и электрографических методов записи. В синтезирующих устройствах записи применяются различного рода элек­ тронные цифровые генераторы, работа которых основана на принципах мозаичного и линейно-кусочного формиро­ вания знаков, а также на использовании фигур Лиссажу

ссоответствующей селекцией по яркости.

Вэлектротермических, электрохимических и электро­ графических цифровых регистрирующих устройствах ис­ пользуется принцип записи цифр и знаков точками, получасмыми отдельными электродами.

Записывающая головка ' такого регистрирующего устройства, например, для записи знаков с соотношением

Бумага

Ряд электродов

Рис. 7-14. Схема устройства цифровой регистрации с неподвижными электродами.

сторон 5X7 (ширина знака — пять интервалов, высота — семь интервалов) представляет собой устройство, состоя­ щее из. одного ряда с семью иглами — электродами. Эти электроды устанавливаются (рис. 7-14) при записи на определенном расстояний от поверхности движущейся бумаги. Знак формируется путем последовательных вы­ боров соответствующих электродов.

Схема управления работы записывающей головки включает в себя преобразователь входной регистрируе­ мой информации в код, в символах которого осуществля­ ется регистрация, управляющей матрицы и семи схем управления иглами — электродами,

237

Скорость записи посредством таких знакосинтезирую­ щих устройств составляет 1 000 и более знаков в се­ кунду.

При использовании в цифровых устройствах знако­ синтезирующих генераторов -изображение формируемых знаков получается на экранах обычных (а не знаковых) электроннолучевых трубок, откуда они фотографируются на фотобумагу.

Работа цифрового генератора и управляющей схемы в таком регистрирующем устройстве сводится к подаче нужных напряжений в соответствующие моменты време­ ни на отклоняющие пластины трубки и ее электрод, мо­ дулирующий ток луча.

Регистрирующие устройства с зпакосинтезирующими генераторами обеспечивают высокую скорость регистра­ ции 4 000—10 000 символов в секунду. Размеры символов могут меняться по величине. Считывание может произ­ водиться в нужном порядке.

Г Л А В А В О С Ь М А Я

ЭЛЕМЕНТЫ АДРЕСНЫХ И АДАПТИВНЫХ РТС

8-1. ПРОГРАММИРУЕМЫЙ КОММУТАТОР

Программируемый коммутатор широко используется в ад­ ресных и адаптивных РТС и предназначен для опроса источников информации в любой последовательности. Программа опроса кана­ лов задается устройством памяти адресов (формирования програм­ мы опроса) в адресных РТС или устройством управления и синхро­ низации в адаптивных РТС.

В таком коммутаторе каждый информационный канал должен иметь свой адрес (условный код). Адреса обычно задаются в двоич­ ном коде. Общее число каналов п коммутатора должно быть равно числу адресов или

n ^ 2 N— 1,

где N — число разрядов адреса в двоичном коде.

Исключению подлежит адрес (кодовая комбинация), состоящая из нулей.

Программируемый коммутатор может -быть построен на основе матричного распределителя (см. § 5-4), в котором вместо двоичного счетчика применяется параллельный регистр (рис. 8-1). Программи­ руемый коммутатор состоит из параллельного регистра, выполнен­ ного на триггерах, диодной матрицы и ключевых схем (К і — К п ) . В исходном состоянии все триггеры регистра находятся в пулевом

состоянии (подается сигнал. Уст. 0). При этом все ключи К і — К п закрыты

238

Рис. 8-1. Функциональная схема программируемого коммутатора.

Диодная матрица строится по двоичному закону аналогично

ответствует записанному адресу. Например если в пятиразрядный регистр записано число 00001 (младший разряд справа), то возбу­ дится шина I, а если записано число 11111, то — шина п (в этом случае п= 31). С выхода соответствующей шины диодной матрицы

по ^различным каналам перед работой или в процессе работы си­ стемы. Программирование опроса каналов может осуществляться оператором, находящимся на передающей стороне (например, космо­ навтом), или при наличии обратного канала по командам с прием­ ной стороны. Программа устанавливает порядок следования кана­ лов и их частоту опроса, частоту следования сигналов синхрони­ зации и другие параметры служебных сигналов, которые необходи­ мы для формирования кадра заданной структуры.

Упрощенная структурная схема устройства памяти адресов приведена на рис. 8-2. Программа вводится командами, поступаю­

239