evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 64

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 64)

5 . 1 3 , б".5.12неЕ с л и х за п е р и о д Т с у щ е с т в е н н оизменяется и можно в первомп р и б л и ж е н и и считать х = c o n s t , тоур{Т)=ТyJa(U0=a(U0++кх)Т=уп;кх).Следовательно, частота сигнала генератора/=(a/yn)(U<,1/Т=f = /о++(5.14)кх);Ъх,где/оЪ==Итак,(5.15)aUolya;(5.16)ак/уп.привисимостьюЕсли жеп о с т о я н н о м х ч а с т о т а и м п у л ь с о в / с в я з а н а л и н е й н о й " за­(5.14)сх.пренебречь и з м е н е н и я м и хза период Т н е л ь з я , то крутиз­на развертывающей ф у н к ц и и является переменной величиной:«Оtт,um0[~|•ьРис. 5.132645dyp/dt=a[U0=+kx(t)].П р и э т о м в р е м я о т начала р а з в е р т к и д о д о с т и ж е н и я п о р о г а уоп­ределяется соотношением"тУп;о;dy=оа[и0+kx(t)]dt.ОтсюдаТуaU0T +=ОбозначимпериодхакхсрГx(i)dt.f0-среднеезначениеизмеряемойвеличиныхзаТ1сРТГ=—'/0«О*.ТогдаУп=акТхсрТа^оГ +T = yJa(U0=яГ(£/0+**срГ);А:хсрГ).+Отсюда/=(a/yn)(f/01/2- =**срГ)-+С учетом (5.15) и (5.16)/ = /о + & * с р ГПоказанныйна(5.П)рис.5ЛЗ,бсигналимеетимпульсыодинаковойд л и т е л ь н о с т и при л ю б ы х з н а ч е н и я х п е р и о д а Т .

Н а р и с . 5 . 1 4 , д п о к а з а нслучай,когдахм е н я е т с я в о в р е м е н и . Э т о м у с о о т в е т с т в у е т импульс­н ы й с и г н а л п е р е м е н н о й ч а с т о т ы с п о с т о я н н о й д л и т е л ь н о с т ь ю импуль­сов,п о к а з а н н ы й н а р и с . 5Л4,б.П р и м е н я е т с я и д р у г о й в а р и а н т ЧИМ( р и с . 5 . 1 4 , е ) , при к о т о р о м с о б л ю д а е т с я п о с т о я н н а я с к в а ж н о с т ьим­пульсов, р а в н а я 2, т.

е.» =T/tKДляэтоговерткипо=2.применяют двухтактнуюдиаграммерис.схемумодуляции:тактыраз­5 . 1 3 , а р а з д е л я ю т т р и г г е р н ы м с ч е т н ы м уст265п ппппппппппппп пРис. 5.14ФиФнчu(i)ux(t)Рис. 5.15р о и с т в о м на ч е т н ы е и н е ч е т н ы е и в ы д а ю т в т е ч е н и е в с е г о п е р и о д а раз­вертки сТогданечетным н о м е р о м и м п у л ь с , а с четным н о м е р о м — паузу.периодвыходногосигналаТ' о к а з ы в а е т с я р а в н ы м 2Т, а часто­та /' вдвое меньше, т.

е.= /0/2 +/'Увеличив(2>/2)хсрГ.вдвое крутизну развертки j p (г)циента а, м о ж н о сохранитьпутем удвоения коэффи­при д в у х т а к т н о й с х е м е м о д у л я ц и и т о т ж ед и а п а з о н ч а с т о т , ч т о и д и а п а з о н / при о д н о т а к т н о й с х е м е .Дискретизацияцииноситфункциих(7)присвоеобразный характер:частотно-импульсноймодуля­во-первых, период дискретизацииТ является переменным;во-вторых, параметр о б р а з у е м о г о сигналаз а в и с и т н е о т з н а ч е н и я д и с к р е т н о й о р д и н а т ы х{, а о т с р е д н е г о з н а ч е н и яза период х с р Г .Простейшийитизчастотно-импульсныйформирователяимпульсовдемодуляторФИ и(рис. 5.15)состо­ф и л ь т р а н и ж н и х частот ФНЧ.Первый ф о р м и р у е т импульсы по амплитуде и длительности т а к , чтобыв ы д е р ж и в а л о с ь у с л о в и е Umtu = c o n s t .импульсовспектруфункциих(г).Инымисреднее значение импульсногощади266Второй задерживает в спектре этихв ы с о к и е частоты, но пропускает н и з к и е , соответствующиеимпульсовсловами,фильтрвыделяеттекущеес и г н а л а , к о т о р о е п р и п о с т о я н н о й пло­пропорциональноихчастоте.Действительно,сред-ToПГП:ППП-tРис.

5.i6.ЗапускГР^_>—-— 51ф)TБСRРис. 5.17нее значение н а п р я ж е н и я сигнала за к а ж д ы й периодUUT=Um*JcpT=m*J-Широгно-импульснаямодуляциягиния длительности импульсов(ШИМ)получаетсяпутем измене­п о л и н е й н о м у з а к о н у в ф у н к ц и и зна­чений д и с к р е т н ы х о р д и н а т XJ.:t .и»= t n + bxt.иОiПри э т о мv( 5 . 1 8 )'п е р и о д Т0и амплитудаUmQсохраняютсяпостоянными.П р о ц е с с ШИМ и л л ю с т р и р у е т с я р и с . 5 . 1 6 .П р а к т и ч е с к а я р е а л и з а ц и я ШИМ п о к а з а н а н а с х е м е р и с . 5 .

1 7 и иллюст­рируется диаграммамигопреобразования.рис. 5.18.ГенераторИспользуется метод развертывающе­р а з в е р т к и ГР р а б о т а е т спериодомТ0и выдает напряжение разверткии р (О=UH+ at,г д е £/ н — н е к о т о р о е н а ч а л ь н о е н а п р я ж е н и е .НачалотриггерS.БлокразверткиТ вопределяетсясостояниесравненияБС1.сравниваетз а н н ы м с ф у н к ц и е й JC ( ? )импульсомзапуска,переводящимСоответствующий вход триггераир(г)соотношениемсобозначенн а п р я ж е н и е м ux(t),свя­( 5 . 1 ) . В м о м е н т г и наступа­ет их р а в е н с т в о и БС в ы д а е т с и г н а л , п е р е в о д я щ и й т р и г г е р Т в с о с т о я -267Рис. 5.18н и е 0 по в х о д у R.

Сн о с т ь ю ги. В м о м е н т tU+hа'иU=+°т р и г г е р а с н и м а е т с я в ы х о д н о й и м п у л ь с длитель­kx(fJ >отсюда*к =Wo-VЗначения U^a +(*/«)*('„)•и а выбираются т а к , чтобы соблюдались равенства<U0 - UH)la = г и 0 ;к/а= Ъ.Е с л и ' п р и н я т ь , ч т о х.

есть з н а ч е н и е хвалентно(5-19)(5.18).ся от т о г о , ч т оВв момент t, то ( 5 . 1 9 )экви­э т о м р а б о т а р а с с м о т р е н н о г о м о д у л я т о р а отличает­показанна р и с . 5 . 1 6 , г д е х { — з н а ч е н и е х в м о м е н т на­ч а л а 1-го п е р и о д а . Н о т а к о й в а р и а н т м о д у л я ц и и т р е б у е т н е к о т о р о г о ус­ложнениявс х е м ы : н у ж н о ввести у с т р о й с т в о , з а м е р я ю щ е е значение х{м о м е н т ы начала к а ж д о г опериода и з а п о м и н а ю щ е е их на в р е м я Г0.П р и э т о м н а п р я ж е н и е р а з в е р т к и с р а в н и в а е т с я с н а п р я ж е н и е м , снима­емым с указанного запоминающего элемента.Впростейшемвариантеширотно-импульсный демодуляторбыть построен по с х е м е , в н е ш н е идентичной схенееотличиеномсостоит в т о м , что формировательслучае обеспечиваетможете р и с .

5 . 1 5 . Внутрен­и м п у л ь с о в ФИ в дан­постоянство амплитуды, а длительностьUимпульса г„ на его в ы х о д е — т а к а я ж е , к а к и на входе.Всяболеесложном варианте демодулятораобратный развертывающийпряжениеИр (г)преобразовательлинейно возрастает в(рис.5.19)ОРП,использует­у к о т о р о г о на­течение длительностивходно­г о и м п у л ь с а и з а т е м о с т а е т с я н е и з м е н н ы м д о о к о н ч а н и я п е р и о д а , ког­д а о н о ч е р е з к л ю ч К в в о д и т с я в э л е м е н т п а м я т и ЭП, с о х р а н я ю щ и й по268ЭПлученноезначениеобразованияпамяти,(рис.напряжения до5.20).представляетфункции л:(г)вводаНапряжениесобойследующего"п(0>результатр е з у л ь т а т а пре­снимаемоеступенчатойсэлементааппроксимациив соответствии с д и а г р а м м о й р и с .

5 . 1 1 , т о л ь к о аппрок­симирующая ф у н к ц и я запаздывает относительно х (г)на в р е м я , равноеп е р и о д у с и г н а л а Т0.Врис.несущейимпульсной5.8, м о ж н о с м е щ а т ьпоследовательности,импульсы воизображеннойвремени, располагаянаих нев н а ч а л е к а ж д о г о п е р и о д а , а в л ю б о й е г о ч а с т и ( р и с . 5 . 2 1 , 6 ) .

Смеще­нию и м п у л ь с а в о в р е м е н и т с о о т в е т с т в у е т с м е щ е н и е п о ф а з е . Ф а з у мож­но в ы р а ж а т ь в о т н о с и т е л ь н ы х е д и н и ц а хv = т/Тили в радианах( п о а н а л о г и и с н а ч а л ь н о й ф а з о й с и н у с о и д а л ь н о г о сиг­нала)<р =2-пт/Т.2691т > 17пп!TfuпzУ•ь1"14^°!111пhпп•ьtРис. 5.21И з м е н е н и е т в ф у н к ц и и х по з а к о н у= т 0 + Лх,.

*т.(5.20)называют фазо-импульсной модуляцией (ФИМ).Поскольку длянадосравниватьвосстановлениясопорнойз н а ч е н и й х { и з т а к о г о с и г н а л а егоимпульснойпоследовательностью,пока­з а н н о й н а р и с . 5 . 2 1 , а , у д о б н о п е р е д а в а т ь п о л у ч а т е л ю и н ф о р м а ц и и сиг­нал,полученныйсуммированиемдвухупомянутыхсигналов( р и с . 5 . 2 1 , в ) . И м е н н о т а к о й с и г н а л ч а щ е в с е г о и с п о л ь з у ю т при Ф И М .Очевидно, необходимо соблюдать условиег> гиО.iminПолучить(см.рис.такой5.16,(?)сигналможноизширотно-импульсногосигналас п о м о щ ь ю д и ф ф е р е н ц и р у ю щ е г о у с т р о й с т в а , выде­ляющегофронты импульсов, и формирователя, выдающего импульсыд л и т е л ь н о с т ь ю f Q.

При э т о м з н а ч е н и я т{ в о б р а з у е м о м с и г н а л е р а в н ызначениямг„, висходном.Нужно только, чтобы минимальнаядли-И*т е л ь н о с т ь и с х о д н о г о с и г н а л а ШИМ б ы л а б о л ь ш е f „ n .В о с с т а н а в л и в а т ь ф у н к ц и ю х ( г ) н а о с н о в е с и г н а л а Ф И М м о ж н о пу­темп р е д в а р и т е л ь н о г о о б р а т н о г о п е р е х о д а к с и г н а л у ШИМ с п о м о щ ь ют р и г г е р а , к о т о р ы й п е р е в о д и т с я в с о с т о я н и е 1 ф р о н т о м п е р в о г о (опор­ного)импульса и возвращается в состояние 0 ф р о н т о м второгосчетного)импульса. Демодуляцияже сигнала(от-ШИМ б ы л а р а с с м о т р е ­на в ы ш е .Модуляцияи демодуляция импульснойп о с л е д о в а т е л ь н о с т и п о час­тоте, длительности импульсов или их ф а з е требуют270применения болеес л о ж н ы х у с т р о й с т в , ч е м м о д у л я ц и я и д е м о д у л я ц и я го а м п л и т у д е .

Характеристики

Список файлов книги