Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.98 Mб
Скачать

71

Тш-1 )

*f)

 

 

Ш

0,12-Ю ' -0,7-1)

=

0,074-м к ф .

 

 

(8+2)10\п [/,7+ (1,7-1)Ц £

 

 

С помощью соотношения (S .I9)

определяется коээфициент $ :

7

7

 

0,31.

е* - ! е (г+6)o,im-w-s_ j

Величина скачка напряжения при перебросе UKT рассчитывает­ ся по формуле (3 .18):

 

 

КЕк

1,25-12,5

2Ь.

 

0 + &)(1 + Ккэ)

(1+0,31)0+5)

Используя формулу (3.39) и (3 .4 0 ), легко найти напряжение

на коллекторе при

£ =

0

 

 

v , M ~

 

г * Щ р -- ю .5 Ь .

и при £ = Т

 

 

 

 

ик1(Т) = икТККЗ

7-1-<У

(К-1)е~г' +(КШ-К)е

к (кш- 7)

 

 

 

 

2-5 j -щ

’^

(7,25-i ) i (*+s]°’m+(1,7-1,25)е~Ф^= 3,7Ь,

а также напряжение на коллекторе после окончания процесса пере­ ключения:

Л UK1= UK1(Т) - Uкт - 3,7-2 = 7,76.

§ 3 .5 . ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И РАСЧЕТА МНОГОФАЗНОГО МУЛЬТИВИБРАТОРА С МАРКЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ

Если в одном из каскадов симметричного многофазного мульти­ вибратора изменить постоянные времени, симметричность схемы на­

72

рушится. Соответствующим выбором параметров можно добиться, чтобы длительность импульсов была одинаковой на выходах всех каскадов МФМВ, кроме одного. Получаемая таким образом схема называется многофазным мультивибратором с маркерным импульсом.

МФМВ с маркерным импульсом обладает рядом достоинств. На­ пример, коммутаторы радиотелеметрических систем, в которых ис­ пользуются такие распределители, могут обходиться без синфазирующих устройств.

Анализ многофазного мультивибратора показывает, что .дли­ тельность маркерного импульса Тм определяется формулой:

_

^1

^мМ 1г. КШ‘С„ ( КщЪ"

(3.42)

Т» ~ К

сг

 

 

 

где R,км* л

См -

параметры каскада, в

котором формируется

 

 

 

маркерный импульс;

(3.43)

 

 

 

(Рк„ +

 

< ,=

ккмС» г

(3.44)

 

Гкэм=

(3.45)

Делая вполне приемлемые для инженерной практики допущения, можно получить формулу, определяющую отношение длительностей импульсов Тм и Т :

±сл

 

Кт -1

In К

(3.46)

 

1

In К ,'

Т

 

К,

-Л -

 

 

 

ш

<С.

 

 

 

Используя формулу.(3 .4 6 ),

легко

по заданному отношению

определить величину

j

 

 

 

1

Однако на практике

обычно

возникает

обратная задача:

по за­

данному значению у 2

требуется определить отношение у 2

и рас­

считать схему МФМВ. В этом случае уравнение (3.46) разрешить

относительно

аналитически нельзя. Для решения этой задачи

(по формуле 3.46)

можно рассчитать графики зависимостей

-у- =

= Ч Т > полученные

при разных значениях коэффициента Кш .

Ввд

этих графиков для двух значений Кш представлен на рис.3 .7 .

При ориентировочных расчетах с достаточной для практики

точностью можно допустить замену логарифма в

числителе формулы

(3.46) первыми членами его разложения в ряд.

В этом случае ока­

зывается возможным получение зависимостей, Приведенных на рис.3 .7 , в аналитической форме:

 

 

73

 

 

 

 

 

In К.

(3 .4 7 )

 

 

т к ш( г - и кш)-г '

Для случая

 

 

Тп < Т

оказывается справедливым более простое

соотношение:

 

 

 

 

 

 

Тм

К ш

(3 .4 8 )

 

 

Т

Кш-1 ■

 

 

 

Изменение параметров в маркерном каскаде ШШ (Кмф (Z1)

приводит к тощ ,

что в

послемаркерном звене формируется импульс,

длительность которого

Тп отличается от Т . Для выполнения ра­

венства

 

 

 

 

 

 

Тп = Т

 

(3 .4 9 )

необходимо соответствующим образом выбирать параметры послемаркерного каскада. Применительно к ламповым вариантам МФМВ

Рис.3.7

74

эта задача решена в СГб] . В транзисторных многофазных мульти­ вибраторах сопротивление Я g , стоящее в цепи базы открытого

транзистора, заметно шунтируется входным сопротивлением каска­

да Я(х ** р Яэ . Поэтому в

ряде случаев выполнения равенства

(3 .4 9 ) можно добиться, не

изменяя параметров послемаркерного

каскада. Ниже приводится инженерный расчет двух возможных ва­ риантов многофазного мультивибратора с маркерным импульсом.

Излагаемому расчету обязательно должны предшествовать опреде­

ление

постоянной времени

и расчет каскада МФМВ, формирую­

щего

импульс длительностью Т

. При этом расчете схема рассмат­

ривается как симметричная и используются соображения, приведен­ ные в § 3 .2 и 3 .3 .

1 -Т и > Т .

В даслемаркерном каскаде при отпирании транзистора на его базе действует экспоненциальное напряжение с достоянной времени

лщм

(3 -50)

 

где

 

U

(3.51)

ш"

'

Анализируя формулу ( 3 . 5 0 ) , нетрудно убеди ться , что при за ­ данном условие Тп= Т можно выполнить соответствующим выбо­ ром коэффициента Кшм . Действительно, при

<сМ

(3 .5 2 )

к,шм

 

законы изменения напряжений на базе послемаркерного каскада и базах симметричного МФМВ совпадают, что как раз является усло­ вием выполнения равенства ( 3 .4 9 ) .

Поскольку в данном случае

‘СМ> ‘С , в сегда

можно выбрать

та­

кое значение коэффициента Кшм , что равенство

(3 .4 9 ) будет

вы­

полняться:

 

 

 

и

сг К

 

 

_ им ^ ш

(3 .5 S )

^UiM

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры маркерного каскада определяются с помощью формул

(3 .4 3 )

и ( 3 .5 1 ) .

В этих уравнениях содержится три неизвестных.

От отношения

 

 

существенно

зависят условия

самовозбуждения

схемы и величина напряжения на общеэмиттерном сопротивлении

R3 , запирающего остальные каскады. Поэтому при проектировании

схем

МФМВ целесообразно

это

отношение сохранить

постоянным

для

в сех

звен ьев .

Тогда,

полагая

RKM= B K ,

нетрудно

из

( 4 .5 1 )

и

( 4 .4 3 )

получить

значения

и

См

:

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

_

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; ( 3 .5 4 )

 

 

 

 

 

l - i t y - f a * - ? * . )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%к+ ]?5м

 

 

 

 

(3 .5 5 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П арам етр

послемаркерного каскада остаются

неизменными.

 

В данном

случае <1М<- <£, и условие

(3 .5 2 )

удается

выполнить

лишь тогда ,

когда

требуемое

К ш м оказывается больше

I . Если

( 3 .5 2 )

не выполняется,

необходимо

изменять

параметры после­

маркерного

 

каскада.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Можно показать, что длительность послемаркерного импульса

Тл связана

 

с

коэффициентами

К ш и

Кшм и постоянными времени

с ,

и

<tn следующим

соотношением:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 п

1 а -

•'шм п.

 

 

(3 .5 6 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тм

In

Кш

 

 

 

 

(3 .5 7 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

к ш- 1

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ п ~

кп +

^ ( Г я )

у

 

 

(3 .5 8 )

Якп ,

ВГп ж

 

Сп -

 

параметр: послемаркерного каскада.

 

 

 

Очевидно,

что

для выполнения условия Тп= 7

необходимо

обес ­

печить равенство

правых частей

формулы

(3 .1 4 )

и

( 3 .5 6 ) :

 

 

К

х

 

 

.

 

Кщм^п

 

 

 

 

X

!к й

^ - Л а К ш .(3 .5 9 )

 

_а <г 1

а г .

К ^ -1 1аКш

7+ К

К

 

 

''ш л г '■п

 

и

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

76

При условии, что

Кш~1

, формула

(3.59) упроща­

ется:

 

 

 

 

Ь

In К„ ^ - ~ К ,

 

L l

(3.60)

>

Ш.Мt.

 

*1

Мгг Т

Т

Ц 'м

 

Используя (3 .6 0 ), можно построить графики, аналогичные при­ веденным на рис.3 .7 , облегчающие определение значения постоян­ ной времени <с„ при заданных у 3 и Кшм. Примеры таких графиков представлены на рис.3.8 .

Т„

Рис.3 .8

В тех случаях, когда допущение Ы КШ** Кш-1 приводит к залетной ошибке (это выясняется в ходе расчетов), определение величины %п по графикам рис.3 .8 должно производиться с поправ­

кой (отношение

^

надо брать умноженным на

). Дальнейшее

уточнение можно получить с помощью формулы (3 .5 9 ).

 

После выбора величины <zn задача расчета сводится к преды­

дущей: при Хп ^

т,

требуется выбрать такое Кшл ,

чтобы выпол­

нялось условие

 

 

 

 

 

 

JLl.

*1

(3.61)

 

 

У

 

 

 

"щп

 

 

77

Таким образом, расчет многофазного мультивибратора с мар­ керным импульсом может быть произведен по следующей методике.

1.По заданному Т рассчитываются все каскады МФМВ, за ис­ ключением маркерного и, если Гм< Т , послемаркерного. Расчет производится по схеме, изложенной в § 3.3.

2.По графикам рис.3.6 или формулам (3.47) и (3.48) опре-““"

деляется постоянная времени маркерного

каскада 1 м .

 

3.

Если ТМ> Т , в соответствии с

(3.53)

находится коэффи­

циент

Кшм и При RKM= RK по формулам (3.54)

и (3.55)

определя­

ются величины

и См . На этом расчет

МФМВ заканчивается.

В случае

Тм< 7 после выполнения пунктов расчета

1-3 сле­

дует найти параметры послемаркерного каскада. Для этого необ­ ходимо следующее.

4. По графикам рис.3.8

определить постоянную времени после­

маркерного каскада

и,

если нужно, ввести требуемые уточне­

ния.

 

 

5.В соответствии с формулой (3.61) определить необходи­ мый коэффициент Кшп .

6.При RKn= RKпо формулам, аналогичным (3.54) и (3 .55), рассчитать параметры послемаркерного каскада Сп и R .

78

Р А 3 Д Е I П. ШЕНЕРШЙ РАСЧЕТ КАСКАДОВ ВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ

Г л а в а 1У

ДИОДНЫЕ СХЕМЫ ВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ

Ifea было указано в § 1.3, диодные схемы И бывают диодно­ реостатными и диодно-трансформаторными. Наибольшее распростра­ нение в электронных коммутаторах получили диодно-реостатные - схемы.

Схемы совпадения типа И используются в каскадах временной селекции и в матрицах распределителей импульсов матричного типа и имеют, как правило, два-три входа. Если в радиотелеметриче­ ской системе используется аналоговый метод передачи, а кодирую­ щее устройство системы расположено после коммутатора, к каска­ ду временной селекции предъявляются весьма жесткие требования по линейности функции передачи, поскольку она в существенной мере определяет точность коммутатора. Если же на входы коммута­ тора поступает информация в закодированном виде, указанные тре­ бования к схемам совпадения -коммутатора снижаются. С этой точ­ ки зрения цифровые радиотелеметрические системы являются более предпочтительными.

Схемы И, используемые в матричных распределителях, могут иметь до л входов ( л - число триггерных ячеек). Однако, поскольку распределитель с большим числом выходов N целесо­ образно выполнять с многоступенчатой матрицей, число входов элементарной логической ячейки можно свести к 2-3.

§ 4 .1 . СХЕМЫ СОВПАДЕНИЯ МАТРИЧНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ

В матричных распределителях с одноступенчатой матрицей наиболее часто используется схема совпадения, представленная

79

на рис.4 .I . Импульс селекции на выходе схемы появляется лишь тогда, когда на все п входов схемы.подаются отрицательные импульсы с триггерных ячеек распределителя. Очевидно, что амп­ литуда входных импульсов должна превышать напряжение питания схемы Е. Величина выходного напряжения определяется формулой

 

 

 

UВых. ~ ^

1 п Я я к

(4.1)

 

 

 

'

о

 

добр

 

где 10 и Rgo-

максимальный обратный

ток диода и его

обратное

сопротивление.

 

 

 

 

 

 

 

Если только хотя бы один из

 

 

 

 

диодов Д-j - Дп от1фоется, напря­

 

 

 

 

жение на выходе схемы резко упа­

 

 

 

 

дет и будет равно

 

 

 

 

 

- £

 

 

Е Я.дпр

 

 

 

 

 

ц,*

(4.2)

 

 

 

 

 

R, + /?,

 

 

 

 

 

 

 

 

!

дпр

 

 

 

 

&

 

Здесь Rg

- прямое

сопротивле­

 

 

-В ы хо д

ние диода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку обычно Я . » R.

,

 

 

 

 

величина

Un

 

*

опр

 

 

 

 

 

оказывается не-

 

 

 

 

 

значительной. Напряжение' Un

 

 

 

^

 

называется ложным сигналом,

 

 

 

 

 

или напряжением помехи.

 

 

 

 

 

 

Матрица распределителя вы­

 

 

 

 

полняется таким образом, чтобы

 

 

 

 

в течение одного: канального ин­

 

 

 

 

тервала были закрыты' все диода-

 

 

 

 

только одной из схем; совпадения.

 

 

Рис.4Л

 

На выходах остальных схем

И есть

 

 

 

 

лишь небольшое напряжение,

помехи.

 

 

 

Можно показать, что при выполнении неравенства

 

отношение -jf* - ,

называемое коэффициентом отбора схемы совпа­

дения,;. определяется формулой [25}:

 

 

 

 

 

 

J U

Rdno .

R3o6d

(4.3)

 

 

 

2 4

п

 

г{2п~’-1)

 

 

И.

= / +

 

Ri

|

Rдобо

 

 

 

 

®дпо

 

 

 

 

п2п~'\_ 2п-1

 

п{2п-'-1) +R,

 

80

На рис.4.2 представлен пример зависимости коэффициента от­ бора от числа входов п , рассчитанный в соответствии с форму­

лой (4.3) при

= ю о без учета

влияния обратных токов

диодов.

дпр

 

 

 

 

 

При высоких температурах обратные

токи

достигают срав­

нительно больших величин (порядка

60 - 100

мка)

и выходное на­

пряжение 0Silx снижается, что

ведет

к уменьшению коэффициента

отбора.

 

 

 

 

 

 

Как следует

из рис.4 .2 ,

уже при

п = 6

-10 величина помехи

Un оказывается весьма заметной. Поэтому переход от одноступен­ чатой матрицы к многоступенчатой целесообразен не только из со­ ображений экономичности схемы, но и из соображений более высо­ ких коэффициентов отбора.

Инженерный расчет элементарной схемы совпадения на п вхо­ дов, предназначенной для использования в матричном распредели­ теле импульсов, может быть выполнен в следующем порядке.

I . По заданному коэффициенту отбора и графику рис.4.2 орие тировочно определяется максимально допустимое число входов мат­ рицы п .

2.

Выбирается сопротивление /?;

. Для того чтобы напряжени

помехи было Минимальным, необходимо стремиться

к усилению не­

равенства

При п > 2 к одному

и тому

же триггеру рас­

пределителя через диоды Д оказываются подключенными не одно, а несколько, например т , сопротивлений Rt . В этом случае экви­

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ