Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Белицкий В.И. Коммутаторы каналов радиотелеметрических систем учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

4.98 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 113 4 5 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

пуска диод Д вновь закрывается и емкость С разряжается через обмотку и)1 следующего сердечника и ограничительное сопротив ление R . Разрядный ток переключает в новое состояние равно весия второй сердечник. Затем описанный процесс повторяется.

Однотактные распределители проще двухтактных, но для их запуска требуются генераторы больших мощностей.

Инженерный расчет ферродиодных распределителей импульсов изложен в работе [18].

Основными достоинствами ферродиодных схем являются их ис ключительно большой срок службы и малые габариты. К недостат кам этих схем следует отнести плохую форму выходных импульсов, сравнительно низкое быстродействие, трудность регулировки скважности импульсов. Весьма существенным недостатком ферродипдних распределителей является также необходимость больших мощностей на запуск (единицы и даже десятки ватт). Последний

недостаток легко устраняется включением в схему усилителя на транзисторе (рис.12). Полученная таким образом схема называ-

ется ферротранзисторной триггерной ячейкой (ФТЯ). Триггеры ти па ФТЯ могут выполняться по различным схемам. Подробное рас смотрение ферротранзисторяых схем и их инженерный расчет при

ведены в работах [б,	18].
Р а с п р е д е л и т е л и		н а	с х е м а х		с /V
с о с т о я н и я м и	р а в н о в е с и я .			Распределители

импульсов такого типа являются весьма экономичными, так как в них на один выход приходится всего один активный элемент.

Схемы с N состояниями устойчивого равновесия являются дальнейшим развитием релаксационных устройств типа триггера и мультивибратора. В работе [з] описаны схемы с 3 - 5 устой чивыми состояниями равновесия. Однако большое число цепей внутренних связей существенно ограничивает возможности этих схем.

Весьма перспективной схемой данного класса является много фазный мультивибратор (МФМВ), полупроводниковый вариант которо го впервые описан в 1961 году [г].

Рис.13

Многофазные мультивибраторы (ри с.13) различают по соотно шению длительностей импульсов Ти пережимам работы. Если на каждом из N выходов МФМВ длительность импульса Т остается

постоянной, мультивибратор называют симметричным. Если одна и та же величина Т характеризует все имцульсы, кроме одного, схема называется МФМВ с маркерным импульсом. Наконец, в случае, когда

четные импульсы имеют длительность Tj, а нечетные - Tg	и Tj Ф Tg,
МФМВ называют парносимметричным.
По режиму работы МФМВ делятся на автоколебательные	и старт-

стопяые.

В качестве распределителей импульсов используются в основ ном симметричные многофазные мультивибраторы и МФМВ с маркер ным импульсом. Подробный анализ этих схем проводится в главе Ш.

Другим примером распределителя с N состояниями равнове сия является распределитель на элементах задержки, схема ко торого приведена на рис.14. Как и в многофазных мультивибрато рах, длительность импульсов, формируемых в таком распредели


теле, может быть различной.
Элемент задержки, включающий в себя один транзистор,					один
диод, две емкости и три сопротивления, работает следующим об
разом. В установившемся режиме напряжение			на базе транзистора
элемента (например, Tj в схеме, представленной на рис.14)
равно нулю, транзистор закрыт, а емкости Cj и Cg заряжены до
напряжения	. Когда же на вход элемента через			транзистор		,
играющий роль ключа и входящий в состав предыдущего элемента
задержки, подается отрицательный импульс запуска, транзистор
открывается и начинает пропускать ток разряда конденсато
ров Cj и Cg, протекающий через диод flj		и сопротивление			.
Постоянная времени разряда для случая		Р7	и	С1= Сг	равна

	V v	+ P™+ pgnp) ,	(4)
где Ps<( -	сопротивление эмиттер-коллектор открытого		транзистора;
Рдпр -	прямое сопротивление диода ДJ.
После окончания импульса запуска транзистор Т„			закрывается

и емкости Cj и Cg начинают заряжаться до своего обычного уров

ня Y * Постоянная заряда °Сзлр равна примерно величине		С1(Р1+2РК).
При этом ток заряда емкости Cj открывает транзистор		Т р	В тот
момент времени, когда напряжение на конденсаторе Cj		станет
равным напряжению на	сопротивлении Р2 , заряд емкости Сj		пре
кратится из-за того,	что откроется диод Др При этом	транзис

тор Tj снова закрывается, так как ток в его базу больше не по ступает.

	Таким образом,		после окончания импульса запуска в	элемен
те	задержки формируется импульс, длительность Т которого может
быть рассчитана по формуле:
			Т = РС1Ы 2 ,	(5)
где	Р -	сопротивление заряда конденсатора.
	Сформированный		импульс является запускающим для следующе
го	элемента	задержки.
	Одним из основных достоинств рассмотренной схемы следует

признать ее простоту и независимость длительности импульса Т от питающих напряжений, параметров транзисторов и сопротивле ний нагрузки на выходе схемы.

При инженерных расчетах элементов задержки следует стре миться к удовлетворению неравенств:

	Щ а р ^ К ,	;	С6)
	%изр	»
	<иразр ^ ~ £ т -
При выборе	сопротивления Рк	необходимо также даеть в ви
ду, что его величина не может быть выбрана очень малой,			так
как при малых	Рк транзистор Tj в	насыщение может не войти.

Кроме того, параметры схемы должны быть выбраны таким образом, чтобы ток заряда емкости Cj был достаточен для отпирания тран зистора.

Схемы на элементах задержки и многофазные мультивибраторы являются распределителями с N состояниями равновесия, работаю щими в автоколебательном режиме. В тех случаях, когда требуется кольцевой распределитель с шаговым режимом работа, может быть использована схема генератора импульсов на четырехслойных дио дах (ри с.15).

При включении схемы один из диодов переходит в проводящее

состояние; ток этого диода на сопротивлении	создает запи
рающее смещение для остальных диодов. Импульс	запуска отрица

тельной полярности, поданый на сопротивление £0(Г , запирает проводящий диод, создавая на нагрузке этого диода отрицатель ный перепад напряжения. Этот скачок напряжения через емкость С поступает на следующую ячейку кольца и открывает стоящий в ней диод. Теперь уже ток этого диода создает на сопротивлении #gS запирающее смещение для остальных диодов. С приходом оче редного импульса запуска происходит новое переключение-схемы. Таким образом, на выходах схемы (на Рн ) последовательно выра батываются положительные селектирующие импульсы.

Особенностью распределителей на четарехслойных гиодах яв ляется сравнительно большая величина питающего напряжения

(порядка 100 в) и низкий коэффициент его использования (при мерно 0 ,3 ).

Матричные распределители импульсов

Матричный распределитель импульсов состоит чаще всего из цепочки последовательно соединенных двухстабильных элементов и присоединенной к выходам этих элементов матрицы. В более слож ных матричных распределителях матрица может питаться от несколь ких источников импульсного напряжения.

Цепочка последовательно соединенных двухстабильных элемен тов представляет собой пересчетную схему с коэффициентом деле ния N - 2* , где п - число элементов. В пересчетной схеме при менимы только триггеры со счетным запуском.

Матрицы состоят из набора логических схем И, выполняемых на диодах или сопротивлениях.

По схеме выполнения матричные схемы делятся на параллель ные и последовательные.

Я,		Ж	ж		Г У	—
	Ж			Ж				■1
«н		ж	■		.ж	■		-2
Я*	.Ж		л	ж	,ж	■		-3
~Е$—							,Ж -4
	1..	ж	у	у			Ж	■ ■5

R H	У				■		ж	-6
Л	Ж		____________ А	У	____________ JL		У	-7
Д								-8

Рис.16

Параллельные матрицы бывают одноступенчатыми и многоступен чатыми. Пример матричного распределителя с одноступенчатой па-

раздельной матрицей представлен на рис. 16. Число каналов, ком


мутируемое с помощью такого распределителя, равно N = 2					,
где а - число двустабильных элементов			(в	данном случае	тран
зисторных триггеров).	В распределителе		с	одноступенчатой мат
рицей число транзисторов		равно 2 п , число		диодов - n ( 2 + N ) .
При больших величинах	N	число диодов оказывается чрезвычай
но большим. Например,	уже при N = 256		на	каждый выход распре

делителя приходится 8 диодов. Матрица распределителя оказывает ся довольно сложной.

В случае больших А/ целесообразен переход на многоступен чатую схему распределителя, представляющую собой два и более одноступенчатых распределителя, нагруженных на одну общую мат рицу. Пример такого распределителя при двух ступенях приведен на рис.17. Простые расчеты показывают, что в двухступенчатом распределителе число диодов составляет 2»2П+ п (2Т + 2 ), т .е . при N = 256 на один канал приходится не 8, а только 2,5 диода.

С дальнейшим увеличением числа каналов экономия в диодах де лается еще заметней.

Инженерный расчет параллельных матричных распределителей приводится в главе I.

В современных радиотелеметрических системах контролируемые параметры имеют самые различные частотные спектры, что приводит к целесообразности коммутирования этих параметров с разными ча стотами опроса. В ряде случаев требуется менять программу изме рений и по числу параметров. Поэтому в современных высокоинфор мативных системах электронный коммутатор должен обеспечивать возможность получения различных частот опроса по различным ка налам и изменения самого числа каналов. Параллельные матричные и кольцевые распределители позволяют строить такие коммутато-

Пример матричного распределителя последовательного (пира мидального) типа приведен на рис.18. Отличие его от описанно го выше состоит в том, что диодная матрица построена по друго

му принципу.	Число диодов в такой матрице составляет	4(2* - I ) ,
г .е . на один	выход распределителя приходится примерно	4 диода.

Недостатком последовательных матричных распределителей являет ся то, что при большом числе каналов коммутатора проектирова ние логических ячеек вызывает большие трудности вследствие вы соких требований к диодам.

Р А З Д Е Л I . ШЖЕНЕШЙ РАСЧЕТ ПОЛУПРСВСДНИКСВЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ ИМПУЛЬСОВ

Г л а в а I

МАТРИЧНЫЕ РАСПЕЙТЕЛИТЕЛИ ШП7ЛВСОВ НА ТРИГГЕРНЫХ ЯЧЕЙКАХ

Распределител» импульсов матричного типа могут быть реали зованы только на триггерных ячейках, в которых возможен счет ный запуск. Поэтому в матричных распределителях применяются в основном толыю симметричные триггеры. А Пример принципиальной схемы матричного распределителя на 8

выходов представлен на рис.16. На этом рисунке триггерная ячейка выполнена по схеме с внешним смещением. На практике иногда ис

пользуются триггеры без	смещения (рис.1.1		и 1.2)		и с автосмеще
нием (рис.1 .3).
Матрица, как прави					X
ло, потребляет от триг					X
герных ячеек большие
токи, что предъявляет
повышенные требования				4 Н
к нагрузочной способно		Л	Л
сти триггеров. Поэтому		Л	Л
в ряде случаев между	г 7 ]
логическими элементами	г 7 ]			**	*2
матрицы и триггерными	___	' т		**	*2
ячейками встраивают	___	___ z U 1 — j___
эмиттерные повторители,
работающие в режиме уси			Рис.1.1
ления мощности (рис.1 .4).
При этом выходное сопротивление		триггерной ячейки заметно сни
жается, что упрощает проектирование матриц.

Как было указано раньше, наиболее рациональными являются матричные распределители с одноступенчатой и многоступенчатой матрицами параллельного типа.

В одноступенчатой матрице число диодов на один выход равно числутриггерных ячеек распределителя п , а в двухступенчатой - &+ 2 г . Следовательно, при числе выходов распределителя, боль шем 8, целесообразен переход на параллельную матрицу с двумя и более ступенями.

Рис,1.4

<<< < Предыдущая 1 23 / 113 4 5 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ