книга в верде после распозна (1024283), страница 49

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

Текст из файла (страница 49)

f)

Рис. 5.30

а допустимые отклонения определяются условиями:

|«нз - аи\/а(итах - иШп) < 5; 0.59)

1мн.Р|/в("«« " umin)<bln- (5-60)

Для параллельных ключей должны соблюдаться условия, аналогич­ные (5.57) и (5.58), с заменой напряжений и токами / с теми же ин­дексами.

Контактные переключатели строятся на реле (обычных или безъ­якорных) или шаговых искателях. Существуют вращающиеся пере­ключатели специального исполнения с электромашинным приводом.

Бесконтактные переключатели строятся 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 ключ образован парой транзисторов, например VT\ и VT\, одновре­менно открываемых или запираемых сигналом управления и у Вклю­чение транзисторов таково, что их остаточные сигналы — напряжение на открытом транзисторе и ток через закрытый транзистор — направ­

0

Щ-1-frr t>l

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 иу, ип. Поэтому сиг­налы управления подводятся к ключам через разделительные транс­форматоры ГьТп.

Второй переключатель (рис. 5.30,6) 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 иу не создают "паразитных" токов в коммутируемых цепях. Поэтому их источники могут иметь у общую точку. Кроме того, ключ на полевом транзисторе практически не создает тока в нагрузке при разомкнутом состоянии, а при замкну­том состоянии он ведет себя как резистор с линейной ВАХ, что благо­приятно сказывается на точности коммутации.

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 ничтожными 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 работу первого ключа. Цепь через нагрузку коммути­руется диодами VD'i, VD", шунтирующая цепь — диодом VD"\ Источ­ник управляющего напряжения и у1 включается в шунтирующую цепь последовательно. Шунтирование имеет место при подаче нулевого зна­

0

чения uyi~ Однозначность результата коммутации обеспечивается не­симметрией: один диод установлен в шунтирующей цепи и два — в ос­новной; при этом потенциал анода VD[ равен падению напряжения на открытом диоде VDX, а потенциал катода VD" равен падению на­пряжения на нагрузке RH. Наименее благоприятный случай для запи­рания диодов VD[, VD'l имеет место при нулевом напряжении на на­грузке. Тогда сумма напряжений на них равна напряжению на VD1", составляющему около 0,7 В. ВАХ кремниевого диода такова, что при напряжении 0,35 В в прямом направлении ток еще близок к нулю. Если приложенное к диодам VD[, VD" напряжение 0,7 В поделится между ними не поровну, то это обеспечит еше более уверенное запи­рание, так как напряжение на одном из них будет меньше 0,35 В.

Для запирания шунтирующей и открытия основной цепи подают напряжение иу > ImaxRH + 1,5 В. При этом заведомо VD'"запирается, a VD[, VD'l открываются. Падение напряжения на замкнутом ключе составляет около 1,5 В, но это не влияет на значения коммутируемо­го тока 1у и выходного напряжения /i^H-

Следует иметь в вццу, что контактные ключи обеспечивают более высокую точность коммутации, чем бесконтактные, и пригодны для сигналов меньшего уровня. Однако они обладают меньшим 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, предназначенных для выдачи сиг­налов на аналоговые приборы воспроизведения, применяются такие же ключи, как во входных переключателях. Однако более типичны случаи выдачи дискретных — логических или цифровых — сигналов. Эквивалентом ключа для логического сигнала служит логический элемент И (схема совпадений) с двумя входами (рис. 5.32,д). На вход А подается коммутируемый информационный сигнал Инф, на вход В — сигнал управления Упр. Когда последний соответствует логиче­ской переменной 0, 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 0. Эта же схема позволяет коммутировать сигна­лы, получаемые модуляцией импульсов по ширине или частоте.

При коммутации цифрового сигнала, выраженного в форме парал­лельного Л^-разряцного кода, каждому ивдивидуальному потребите­лю соответствуют N элементов И (рис. 5.32,6). Их обычно не рассмат­ривают как элементы самостоятельного узла — переключателя, а счи­тают составной частью триггерных схем памяти, устанавливаемых на входах индивидуальных приемников цифровой информации. Тем не менее по выполняемой функции это, несомненно, выходной переклю-

0

ИнФ>-^-ГЦ с

У Вых 1

\ВыхМ

О

Рис. 5.32

<УпрМ

чатель. С N входных информационных шин Инф1, Инфп сигналы коммутируются на М групп по N выходных' шин, обозначенных Вых1...

ВыхМ. Подключение к Вых1 выполняют схемы И с номерами от 1-1 до 1-N, к ВыхМ — схемы И с номерами от М — 1 до М — N. 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 замыкает 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 адресными сигналами, 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-

0

гти

Вых1

ВыхЬ

BbixZ.

^ВыхМ

ВыхМ-

Рис. 5.33

ваемый кольцевым распределителем. Это узел (Р на рис. 5.33,д), имею­щий один вход и М выходов (Вых1 ... ВыхМ) и способный принимать М состояний. На вход подаются сигналы от генератора тактовых им­пульсов ГТИ, при этом с каждым очередным тактом узел меняет свое состояние так, что поочередно возникает логический сигнал 1 снача­ла на Вых1, затем на Вых2 и так последовательно до ВыхМ. От ВыхМ сигнал 1 снова переходит на Вых1. Таким образом, распределитель работает циклически. Это иллюстрируется временными диаграммами на рис. 5.35,6", где показаны импульсы генератора ГТИ, сигналы на Вых1, Вых2 и ВыхМ.

Распределитель Р может быть собран из М триггеров таким обра­зом, что в каждом такте работы один из них находится в состоянии 1, а остальные — в состоянии 0, причем с приходом очередного им­пульса от генератора ГТИ состояние 1 передается соседнему тригге­ру, а данный триггер возвращается в состояние 0.

Модуляционные преобразователи. К модуляционным преобразо­вателям относятся измерительные преобразователи, в которых измеря­емая величина модулирует какой-либо параметр несущего колебания — синусоидального или импульсного, а также обратные преобразовате­ли (демодуляторы). В ИИС применяются различные виды таких мо­дуляторов и демодуляторов, описанные в § 5.2, и особенно широко те из них, которые обеспечивают малые искажения информации при воздействии помех и изменениях затухания сигналов в канале связи. К ним относятся частотные и частотно-импульсные, широтно- и фазо-импульсные модуляторы. Они же нашли применение и в ИИС ближ­него действия благодаря простоте преобразования частоты и времен­ного интервала в число. Это делается с помощью схем счета импуль­сов.

Наряду с перечисленными видами модуляции в ИИС весьма рас­пространена амплитудно-импульсная модуляция, несмотря на то, что для передачи по протяженным каналам связи она не используется. Главное место ее применения - это вход ИИС. Входной переключа­

0

&

ПЗВыхЭ

В7Вых7

06 Вых 6

&

№ Вых5

тВых<,

вз

ВыхЗ

&

В2Вых2

&

VI Вых 1

тель, циклически обегающий источ­ники информации, "вырезает" из их сигналов импульсы, амплитуды ко­торых равны отдельным дискретным значениям этих сигналов. Аналого­вый прибор с элементом памяти на входе, получающий периодически импульсы от общего устройства об­работки информации через выходной переключатель, выполняет демо­дуляцию амплитудно-импульсного сигнала по принципу работы схемы рис. 5.10, е.

Преобразователи кодов. Как ука­зывалось в § 5.4, преобразования ко­дов применяются в ИИС с разными целями: для перехода от одной си­стемы счисления к другой, для защи­ты от помех, для изменения формы представления кода (с переходом из параллельной в последовательную и обратно). Остановимся на некото­рых примерах.

На рис. 5.34 приведена функцио­нальная схема одной декады дешиф­ратора, преобразующего двоично-де­сятичный код в единично-десятич­ный для управления цифровым ин­дикатором. Число таких независи­мых декад, устанавливаемых в одном дешифраторе, определя­ется числом десятичных разрядов кода. В декаду входят 10 элемен­тов И. Два из них — DO и D1 — имеют по четыре входа, два — D8 nD9 — по два входа, остальные — по три входа. Номер элемента И соответ­ствует цифре десятичного числа, расшифровываемой им. Входной сиг­нал, соответствующий четырехразрядному двоичному коду данной десятичной цифры, подводится к восьми вертикальным шинам. Значе­ние каждого двоичного разряда представлено двумя логическими сиг­налами: прямым и инверсным, азряду с весом 23 соответствуют сиг­налы А, А, с весом 22_— сигналы В, В, с весом 21 — сигналы С, С, с ве­сом 2° — сигналы D, D. Так, при кодовой комбинации 0001, выражаю­щей число 1, логические сигналы 1 присутствуют на входах Я, В, С, D, а логические сигналы 0 — на входах А, В, С, D.

Каждый из элементов И обнаруживает совпадение сигналов 1 на определенной комбинации входов. Например, элемент 1 обнаружива-

ТУЮВыхО

АЛ АА АА АА

Характеристики

Список файлов книги