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

паразитная емкость диода) не должна превышать определенной ве­

82

то щ , амплитуда импульсов которых равна Е . Частота релакса­ ционного генератора должна быть равна частоте опроса FK .

Диодные каскада временной селекции бывают трех типов: параллельные, последовательные и мостовые.

§ 4 .2 . КАСКАДЫ ВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА Наибольшее распространение имеет диодная схема параллель­

ного типа, представленная на рис.4 .3 . Работает такой каскад временной селекции следующим образом.

из селекторных импульсов входная цепь каскада практически за­ корачивается открытым диодом и малым сопротивлением /?7 или R2

V ) '

Очевидно, что каскад временной селекции параллельного типа применим лишь в таких коммутаторах, в которых от распределите­ ля импульсов можно получить сигналы обеих полярностей. Приме­ рами таких распределителей являются цепочка ждущих мультивиб­ раторов, кольцевой распределитель на двухстабильных элементах и др.

Если коммутируемый сигнал имеет строго определенную поляр­ ность, одну из цепочек (Л,-Я, или Л2~/?2) можно исключить. Поляр­ ность управляющего импульса в этом случае должна совпадать с полярностью входного сигнала.

84

Затем последовательно выбираются сопротивления RBl ,

И,2 •

При выборе диода надо стремиться к максимально возможному RdoBp , так как при учете этого сопротивления видна опасность прохождения селекторного импульса на выход схемы:

пи селектирующих импульсов Uce/)- Rs , а также входной и выход­ ной цепей.

При отсутствии положительного селектирующего импульса Ucejl оба диода за счет отрицательного напряжения смешения, подавае-

I

86

Поскольку на величину сопротивления нагрузки рассмотренной схемы не накладывается столь жестких требовании, как в предыду­ щем случае, схема последовательного типа применима в коммутато­ рах с большим числом каналов N . Недостатком схемы следует при­ знать необходимость источника смещения Есм и связь между селек­ торными и сигнальными цепями. Последнее призодит к тому, что в выходном напряжении схемы появляется какая-то часть селектирую­ щего импульса. Из-за этого повышаются требования к форме импуль­ сов селекции: импульс должен быть строго прямоугольным, иначе будет искажен выходной сигнал.

§ 4 .4 . МОСТОВЫЕ СХЕМЫ ВТЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ

Один из вариантов мостовой схемы временной селекции приве­ ден на рис.4 .5 . Для управления этой схемой необходимы селекти­ рующие импульсы обеих полярностей. Управляющие1 напряжения по­ даются в нижнюю и верхнюю вершины моста, входом является левая вершина, выходом - правая вершина моста.

В том случае, когда через диоды и на мост поступают положи­ тельные импульсы, а че­ рез диоды Д6 и Д8 - от­ рицательные, все четыре диода моста открываются и мост представляет со­ бой эквипотенциальную точку, т .е . выход схемы соединяется со входом и все напряжение сигнала передается на общеканаль­ ный элемент. Как только полярность напряжения, подаваемого через любой из диодов Д5 - Д8, изме­ нится на противоположную,

сопротивление моста резко возрастает и входной сигнал на выход не проходит.

Точность схемы селекции зависит от степени попарной согла­ сованности диодов моста Д^- - Дг> и Дд - Д^. Если, например, рас­

87

согласование составляет 2%, разность между входным и выходным напряжением составляет 10 мв, т .е . 0,2% от диапазона измере­ ний 0-5в.

Приведенная на рис.4.5 схема является сравнительно сложной и дорогостоящей. Преимуществом ее помимо высокой точности явля­ ется способность ограничивать входной сигнал по максимуму, что предохраняет передатчик радиотелеметрической системы от пере-

рис.4 .6 . Для управления этой схемы достаточно селектирующих им­ пульсов одной полярности (положительной). Поданные на вход

чен источник постоянного смещения. Однако в этом случае потре­ бовалось бы столько источников смещения, сколько имеется схем временной селекции, что существенно усложняет коммутатор и сни­ жает его экономичность. Ограничиться одним, общим для всех схем источником смещения, как в мостовых схемах, подобных приведен­

88

ной на рис.4.5» в данном случае нельзя, так как источники долж­ ны быть изолированы от земли.

Для достижения необходимой точности и стабильности мост дол­ жен быть хорошо сбалансирован. С этой целью в каждое плечо мо­ ста последовательно с диодом включается балансное сопротивление R , величина которого много больше прямого сопротивления дио­ да R3np . Максимальная стабильность нулевого уровня имеет место при выполнении условия:

(4.18)

R~\fR dnp Ядобр

Врассматриваемой мостовой схеме удается получить стабиль-г яость в балансировке моста порядка 0,5 - 1%, что практически полностью устраняет влияние селектирующих импульсов на выход­ ной сигнал.

К недостаткам схемы следует отнести прежде всего наличие

(4.221

т* - период коммутации.

89

Г л а в а У

ТРИОДНЫЕ КАСКАДЫ ВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ

Схемы временной селекции, выполненные на транзисторах, более сложны и дорогостоящи, менее экономичны и сложнее в на­ ладке, чем диодные схемы, но зато передаточные характеристики триодных селекторов отличаются высокой линейностью. Поэтому в тех случаях, когда требование точности является преобладающим, необходимо применять транзисторные схемы временной селекции.

Селекторы на транзисторах бывают с внешним смещением и без него. Транзисторы в схемах без смещения работают только в клю­ чевом режиме. Во временных селекторах с внешним смещением тран­ зисторы могут работать как в ключевом, так и в усилительном режимах.

Строгой классификации схем временной селекции на триодах нет. Ниже сначала описываются схемы, в которых транзисторы ра­ ботают в активной .области вольтамлерных характеристик, а затем рассматриваются различного рода ключевые каскады.

§ 5.1. ДВУХКАСКАДНЫЕ СХЕМЫ ВРЕМЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ С УСИЛЕНИЕМ

Наиболее распространенные каскады временной селекции с

•двумя транзисторами, в которых происходит усиление коммутируе­ мого сигнала, приведены на рис.5.,1 и 5.2.

Приведенная на рис.5.1 схема представляет собой двухкаскадный усилитель, каждый из каскадов которогс выполнен по схеме с общим эмиттером. Особенностью этого усилителя является то, что каскад усилителя на транзисторе Tj является нагрузкой для другого уси­ лительного каскада.

Напряжение коммутируе­ мого сигнала подается на базу транзистора Tg, а се­ лектирующий импульс посту-

вует. Как только с распределителя импульсов на базу Tj посту­ пит селектирующий импульс отрицательной полярности,транзистор Tj откроется и на сопротивлении RK выделится определенный сиг­ нал. Амплитуда этого сигнала зависит от потенциала эмиттера . транзистора Tj, а потенциал эмиттера Tj определяется величиной коммутируемого сигнала. Таким образом, сигнал, поступающий на вход каскада временной селекции, усиливается дважды. При этом следует иметь в виду, что кошу тируемый сигнал в данной схеме должен иметь отрицательную полярность, иначе транзистор Tj за­ кроется.

Представленный на рис.5 .2 усилитель содержит каскады с об­ щим коллектором (на транзисторе Tj) и общим эмиттером (на тран­ зисторе Tg). В отсутствие

селектирующего импульса на базе Tj ток транзисто­

ра Tj создает на сопроТ1

тивлении R смещение, достаточное для запира­ ния транзистора Tg. Поэ­ тому подаваемый на базу Tg коммутируемый сигнал на выходе селекции не по­ является. С приходом по­ ложительного селектирую­ щего импульса транзистор Tj запирается и напряже­ ние на сопротивлении R3

исчезает. Через сопротивление RK начинает протекать ток вто­ рого транзистора, величина которого пропорциональна входному сигналу USx.

Достоинством схемы является высокая степень линейности функции передачи, а недостатком - большое потребление тока от­ крытым транзистором Tj.

Расчет каскада временной селекции, приведенного на рис. 5.2, слагается из расчета эмиттерного повторителя на транзисторе Tj (рис.5.3) и усилителя с общим эмиттером, содержащим сопротив­ ление отрицательной обратной связи R3 (ри с.5 .4).