evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 61
Текст из файла (страница 61)
..., Вых1т) результаты обработки информации. Чюце всего эти результаты выражаются в виде дискретных сигналов — логических и цифро- вых. Тогда к ключам выходного ЭП Т коммутатора не предъявляются е П ВХ р, ЗЛ = метрологические требования. В этом смысле он проще входного пес) ВПТ реключателя, Однако при выдаче м и цифровых сигналов в виде парал- ~> лельного льразрццного кода приходится одновременно коммутировать т цепей на входе каждого пни о днвидуального выходного устрой- В) ства. Поэтому выходные переклю- чатели содержат обычно большее число элементов.
К7 Вх 7;Х— Вх2) — ~Л К7.. — - Выхт К2 — Вьсхх кк Вх) — -~ — с Выел 6) ксс . Вн С'с'~ — - " — ' — — Вых Рхс 5.77 В некоторых (довольиорсцкщ) случаях и к гыходиым переключателям лредьявляютсл мстролсгьюескис требовюпи. Это бывает, когда в ИИС используются аналоговые приборы воспроизведеиия ииформацсш, содержащие внутри авалоговыс элементы памяти. Переключеиис входиых и выходлых цепей может вестись либо всегда в одном лордцке (в режиме циклического обегаиия), либо в произвольном порядке (в режиме программиого или адресного опроса, задаваемого блоком управления ИИС). Работа входиых и выходных персклсочателсй должиа быль сиихроиизироваиа. При этом обычио требуется соблюдать определенный времсииой сдвиг в их работе, зависящий от времени обработки информации в общих блоках и устройствах ИИС. В системах с дальиими связями (телеизмерительиых) задача синхронизации усложняется, так как невыгодно заиимать каналы связи сигиалами управления переключателями.
В таких системах устаиавливиот отдельиые блоки управпеиия переключателями иа передающей и приемкой сторонах и передают по каналу связи лишь редкие сиихроиизирующие сигналы для блока унравлеиия, расположеииого иа приемной стороне. Ключи во входных переключателях бывают последовательные (для сигналов от источников напряжения) и параплельиые (для сигналов от источников тока). Если источиики могут иметь общую точку, то требуется по одному ключу для каждого.
Если же обьедииелие ие допускается, то требуется по два ключа. Ба рис. 5.28са показана структура последовательиого ключа при наличии обшей точки между отдельными источниками сигналов Сс, а па рис. 5.28,б — при отсутствии ее. В обеих схемах Я„представляет общее сопротивление иагрузки. На рис. 5.29,а показана структура параллельного ключа с обшей точкой между источниками токов 1, а иа рис.
5.29,б с отсутствием ее. Цепь источника тока обычно ие допускает разрыва. Поэтому ключ должен быть перекццпым и иаправлить ток либо в Я„, либо в шултируюшую цепь. Дополнительно может быть поставлсио требование, чтобы щуитируюшая цепь замыкалась до размыкаиия цепи тока через Я„. Ключи бывают контактные и бескоитактиые. Последние ие обеспечивают полного разрыва цепи в разомкнутом состоянии и нулевого 30) Рис.
5.28 Кл' сопротивления контакта в замкнутом состоянии. Но они должны обеспечивать заданную точность коммутации. Применитепьно к последовательньгм ключам это означает, что напряжение на нагрузке при замкнутом состоянии ключа ии и при разомкнутом состоянии и„должно отвечать условиям: (55 7) (5 58) где и — входное напряжение„и — и,.„— диапазон значений входного напряжения; Ь вЂ” допустимая приведенная погрешность коммутации; и — число ключей в одном переключателе. Первое условие должно соблюдаться не только при самостоятельной работе одного ключа, но и при его использовании в составе переключателя.
При этом отклонение и от и создается не только неидеаль- и,э постыл параметров данного замкнутого ключа, но и токами утечки остальных разомкнутых ключей. Второе условие ужесточено по сравнению с первым по той причине, что в переключателе из и ключей токи утечки, пропускаемые ими в нагрузку в разомкнутом состоянии, суммируются. В некоторых случаях допускается коммутация напряжения с фиксированным относительным уменьшением уровня, т. е. с коэффициентом а < 1.'Тогда точное соотношение и =Оп и,з Рис 5.30 а допустимые отклонения определяются условиями: (5.59) 1и„~~/а(и — и,„) ч; Цл. (5.бО) Для параллельных ключей должны соблищаться условия, аналогичньге (5.57) н (5.58), с заменой напряжений и токами 1 с теми же индексами.
Контактные переключатели строятся на реле (обычных или безьякорных) или шатовых искателях. Сугпествуют вращанхциеся переключатели специального исполнения с электромашинным приводом. Бесконтактные переключатели строится на полупроводниковых элементах — диодах и транзисторах. На рис. 5,30 показаны схемы двух транзисторных переключателей с ключами последовательного типа. Первый (рис. 5.30,а) выполнен на биполярных транзисторах. Каждый а ключ образован парой транзисторов, например КТ, и Ъ'Т„одновременно открываемых или запираемых сигналом управления и . Вклюу1' чение транзисторов таково, что их остаточные сигналы — напряжение на открытом транзисторе и ток через закрытый транзистор — направ- Рис.
5 31 лены встречно и таким образом частично компенсируют друг друга, Источники сигналов управления ключами в этой схеме не должны иметь общей точки с источниками входных сигналов и,, ..., и . Поэтому сигналы управления подводятся к ключам через разделительные трансформаторы Т», Т„. Второй переключатель (рис. 5.30,б1 выполнен на полевых транзисторах. В частности, несколько таких транзисторов могут быть выполнены в виде одной интегральной схемы.
Ключи на полевых транзисторах отличаются тем, что сигналы управления и не создают "паразнтных'* У токов в коммутируемых цепях Поэтому их источники могут иметь- общую точку. Кроме того, ключ на полевом транзисторе практически не создает тока в нагрузке нри разомкнутом состоянии, а при замкнутом состоянии он ведет себя как резистор с линейной ВАХ, что благоприятно сказывается на точности коммутадии. Построение переключателя с ключами параллельного типа облегчается тем, что коммутируемый ток не изменяется, если в цепь его последовательно включаются резистор и источник напряжения. Допускается большое падение напряжения на ключе при замкнутом состоянии.
Это позволяет строить параллельные ключи на диодах. Для получения достаточно малых значений остаточного тока в коммутируемой цепи при разомкнутом состоянии ключа применяют кремниевые диоды, обладающие ничтожннми значениями обратного тока. Простейшая схема переключателя с диодными ключами параллельного типа, эквивалентными контактному ключу на рис. 5.29. а, показана на рис. 5.31. рассмотрим рабату первого ключа. Пель через нагрузку коммутируется диодами УР'„Ю~~, шунтирующая цепь — диодом И),"'.
Источник управляющего напряжения и,г включается в шунтируюшую цепь последовательно. Шунтирование имеет место при подаче нулевого зна- чения и . Однозначность результата коммутации обеспечивается не- У симметрией: один диод установлен в щунтнруюшей цепи и два — в основной; при этом потенциал анода И1~ равен падению напряжения на открытом диоде РРм а потегщиал катода И)~ равен падению напряженна на нагрузке Х1„. Наименее благоприятный случай для запи- Ф Ю ранна диодов И),, И1~ имеет место при нулевом напряжении на нагрузке. Тогда сумма напряжений на них равна напряжению на 1Ю',", составляющему около 0,7 В.
ВЛХ кремниевого диода такова„что при напряжении 0„35 В в прямом направлении ток еще близок к нулю. Если приложенное к диодам МР,', УР" ,напряжение 0,7 В поделится между ними не поровну, то это обеспечит еше более уверенное запиранке, так как напряжение на одном из них будет меньше 0,35 В. Для запирания щуитирующей и открьпия основной цепи подают напряжение и > Х Ли + 1,5 В. При этом заведомо УР, запирается, а И)~, И>~ открываются. Падение напряжения на замкнутом ключе составляет около 1,5 В, но это не влияет на значения коммутируемого тока Х~ и выходного напряжения Х~Л„. Следует иметь в виду, что контактные ключи обеспечивают более высокую точность коммутации, чем бесконтактные, и пригодны для сигналов меньшего уровня.
Однако они обладают меныпим быстродействием и менее надежны. Кроме того, они имеют большие габариты, требуют более мощных сигналов управления и менее пригодны для применения современных индустриальных методов при монтаже аппаратуры. В выходных переключателях, предназначснньм для выдачи сигналов на аналоговые приборы воспроизведения, применяются такие же ключи„как во входных переключателях. Однако более типичны случаи выдачи дискретных — логических или цифровых — ею палов.
Эквивалентом ключа для логического сигнала служит логический элемент И (схема совпадений) с двумя входами (рис. 5.32,а) . На вход А подается коммутируемый информационный сигнал ХХнф, на вход  — сигнал управления Улр, Когда последний соответствует логической переменной О, то сигнал на выходе С также соответствует логической переменной 0 независимо от значения коммутируемого сигнала. Когда же управляющий сигнал соответствует логической переменной 1, то значение сигнала на выходе повторяет значение коммутируемого сигнала; 1 или О. Эта же схема позволяет коммутировать сигналы, получаемые модуляцией импульсов по ширине или частоте.
При коммутации цифрового сигнала, выраженного в форме параллельного Лсразрядного кода, каждому индивидуальному потребителю соответствуют Ф элементов И (рис. 5.32,б). Их обычно не рассматривают как элементы самостоятельного узла — переключателя, а считают составной частью триггерных схем памяти, устанавливаемых на входах шщивццуальных приемников цифровой информации. Тем не менее по выполняемой функции это, несомненно, выходной переклю- 7-7 ык7 вар 7 77р а С Уар в а) Выха7 упр ы 7иа д12 чатель.
С Ф входных информационных шин Инф1, ..., Инфп сигналы коммутируются на М групп по 7У выходных шин, обозначенных Вых1 ... ..., ВыхМ. Подключение к Вых1 выполняют схемы И с номерами от 1-1 до 1.7У, к ВыхМ вЂ” схемы И с номерами от М вЂ” 1 до М вЂ” Ф. Входы А соединены с входными информационными шинами так, что их номера соответствуют второй цифре номера схемы.
Входы В в каждой 'группе схем И объединены, и на них подается управляющий сигнал. Логический сигнал 1 на входе Упр как бы замыкаег данную группу ключей. Допускается одновременная выдача одного и того же параллельного кода нескольким выходным приборам. Это делается путем одновременной подачи логического сигнала 1 на соответствующие входы Упр. Управляющие сигналы называют также адреснь7ми сигналаии, потому что они задают адрес, по которому направляется информация. Сигналы управления входными и выходными переключателями (адресные сигналы) вырабатываются блоком управления (БУ).
При простейшем режиме обегания информационных каналов — циклическом — в БУ устанавливается для этой цели специальный узел, назы- 306 гти бык 7 Вью ык2 Вык быки Вьж а) ваемый кольцевым распределителем. Это узел (Р на рис. 5.33, а), имеющий один вход и М выходов фЬгх1 ... ВыхМ) и способный принимать М состояний. На вход подаются сигналы от генератора тактовых импульсов ГТХХ при атом с каждым очередным тактом узел меняет свое состояние так, что поочередно возникает логический сигнал 1 сначала на Вых1, затем на Вых2 и так носледовательно до ВыхМ От ВыхМ сигнал 1 снова переходит на Вых1. Таким образом, распределитель работает циклически.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
