Р Максимальный уровень \. с

о

Рис. 26-19. Схема механического коммутатора (о) и примерный внд структуры сигналов на выходе коммутатора (б).

ламелям контакта (щетки), приводимого в движение электродвигателем. К каждой из л мелей подводится выходное напряжение от одного из датчиков. При замыкании вращающейся с постоянной скоростью щетки 1Д с ламелями П±, Я2, Пп, Яс напряжение от отдельных согласующих устройств

Рис. 26-20. Схема включения субкоммутатора.

или датчиков поступает далее на формирующие каскады и в радиопередатчик. Выходное напряжение каждого из каналов на выходе коммутатора представляет собой импульсы, период следования которых определяемся угловой скоростью вращения щетки. Амплитуда выходных импульсов зависит от величины измеряемого параметра, а длительность - от ширины ламелей и от значения угловой скорости вращения щетки.

Для формирования синхронизирующего сигнала, отличающегося по длительности от измерительных импульсов, используется более широкая неподвижная ламель.

Сигнал на выходе коммутирующего устройства имеет вид, показанный на рис. 26-19,6. Индексом с обозначены синхронизирующие импульсы, отличающиеся от измерительных (1, 2, 3, ... п) по длительности

, Механические коммутаторы со скользя-.шим контактом являются наиболее простыми, компактными и надежно работающими устройствами. Они широко применяются

для коммутации медленно меняющихся величин. Для коммутации весьма медленно меняющихся величин используется дополнительный коммутатор (субкоммутатор), выход которого подключается к одной из ламелей основного коммутатора (рис. 26-20). Скорость опроса датчиков субкоммутатором в тЛОш раз меньше скорости опроса основ ного коммутатора (тдоп - число датчиков, опрашиваемых субкоммутатором).

Механические коммутаторы используются обычно только в шифраторах. В дешифраторах они не применяются, так как их невозможно синхронизировать внешними сигналами. С помощью механического коммутатора трудно осуществить высокие скорости коммутации. Максимальная скорость коммутации механических коммута торов ограничивается максимальной скоростью вращения и составляет обычно 50- 60 гц. Число же коммутируемых каналов обычно не превышает 50-60 В результате информативность МКУ оказывается невысокой, не превышающей 3 000-4 000 измерений в секунду.

Форма и длительность измерительных импульсов на выходе коммутатора могут изменяться в процессе работы. Эти изменения происходят из-за переходных процессов, возникающих при переходе щетки с ламели на ламель, и изменения состояния контак-тируемых поверхностей

Вследствие непостоянства формы и длительности измерительных импульсов на выходе коммутатора в нем возникают собственные шумы, ограничивающие величину нижнего уровня коммутируемого напряжения

Для нормализации формы и длительности измерительных импульсов на выходе коммутатора иногда устанавливаются специальные электронные устройства. Срок службы механических коммутаторов составляет несколько сотен часов, а потребляемая мощность - 10-20 ет.

Электронные коммутирующие устройства (ЭКУ) свободны от многих недостатков, свойственных механическим коммутаторам. Поэтому они могут быть выполнены с большим быстродействием (десятки тысяч опросов в секунду), высокой информамв-

ностью (сотни тысяч измерений в секунду) и позволяют коммутировать очень слабые сигналы. Стабильность частоты коммутапии с помощью ЭКУ определяется стабильностью частоты тактового генератора коммутатора и может быть получена значительно более высокой, чем у механических коммутаторов. Срок службы ЭКУ составляет

пользуются самовозбуждающиеся мультивибраторы нли блокинг-генераторы. Помимо того, широко распространены устройства, формирующие периодическую последовательность импульсов из непрерывных синусоидальных колебаний.

Распределители ЭКУ. В шифраторах и дешифраторах с ЭКУ используется много

Распределитель импульсов

генератор -

тантодых Распределитель!

импульсов \

fif Канальный

JI нлюч! \

яг канальный

нлюч г

Д1 0-

&-

Канальный кптчп

Выход

Рис. 26-21. Функциональная схема электронного коммутатора шис] тора РТС с ВРК

несколько тысяч часов. ЭКУ могут быть выполнены с использованием электроннолучевых трубок, трахотронов, декатронов, электронных ламп, полупроводниковых приборов н магнитных элементов. Наибольшее применение в РТС находят ЭКУ, выполненные на электронных лампах, полупроводниковых приборах и магнитных элементах, из которых формируются неконтактные переключающие устройства и однотипные элементы различных каналов коммутатора. На рис. 26-21 приведена типичная функциональная схема электронного коммутатора. Работой коммутатора управляет генератор тактовых импульсов, вырабатывающий периодические импульсные сигналы. Импульсы тактового генератора подаются в распределитель импульсов. На выходе распределителя в раздельных цепях (число цепей равно числу коммутируемых каналов) по очереди появляется управляющий сигнал, который замыкает соответствующий канальный ключ и подключает выход датчика (согласующего устройства) к схеме суммирования. На выходе схемы суммирования формируется последовательность амплитудно-модулиро-ванных измерительных импульсов всех каналов. Для преобразования АИМ в ШИМ или ФИМ за электронным коммутатором в шифраторе устанавливается специальный преобразующий блок. В некоторых РТС с ЭКУ в шифраторе для получения ШИМ, ФИМ или другого вида модуляции применяются соответствующие канальные модуляторы, в которых функции переключения и -модуляции совмещены.

Для формирования тактовых импульсов, определяющих темп работы всей радиотелеметрической системы, как правило, ис-

типов распределителей, однако за последнее время все большее применение находят распределители матричного типа. ЭКУ, использующие этот тип распределителя, называются коммутаторами матричного типа. На рис 26-22 приведена простейшая схема ЭКУ шифратора с одноступенчатым распределителем матричного типа. Распределитель состоит из цепочки последовательно включенных триггеров и диодной матрицы. Каждый последующий триггер цепочки опрокидывается после двукратного опрокидывания предыдущего триггера (двоичный счетчик импульсов). Основным элементом матричной схемы распределителя является логический элемент И на диодах. Число диодов в логическом элементе (по каждой горизонтали) равно числу триггеров N в цепочка Число же логических элементов в распределителе (одноступенчатом) соответствует числу коммутируемых каналов п. Общее число диодов для образования матрицы, включая и развязывающие диоды Д[, Дг, Дп, должно быть п (Л+1). Развязывающие диоды Д{, Д2, Дз, Д< Дъ, Дп и резистор RH образуют схему суммирования сигналов всех каналов. Работает распределитель следующим образом. Вер тикальные шины матрицы подключены к каждой из половин всех триггеров цепочки так, что с запертых половин триггеров на шины подается сравнительно высокий положительный потенциал, а с отпертых - низкий (почти нулевой) потенциал. Диоды, подключенные к шинам с высоким потенциалом, оказываются запертыми, так как выходные напряжения датчиков, подводимые к диодам, всегда меньше положительного потенциала на вертикальных шинах. Диоды

же, подключенные к вертикальным шинам с нулевым потенциалом, будут открытыми, так как к ним с датчиков подводится положительное напряжение (см. т. 1, § 11-13).

Особенность работы логического элемента И (схемы совпадения) состоит в том, что даже при одном открытом диоде напряжение на выходе элемента И не появляется. Выходное напряжение появится

может составлять несколько мегагерц. Частота опроса каждого из канальных датчиков при этом равна Р0пр = Ет/и.

Электронный коммутатор дешифратора приемного устройства работает подобно ЭКУ шифратора. Он предназначен для распределения измерительных импульсов по соответствующим каналам. Так же как и в предыдущем случае ЭКУ дешифратора

аз Н

э S

Триггер 1

2 ff2 0-CZ3-

0-czz1-0-C=r-

Рис. 26-22. Схема электронного коммутатора шифратора матричного

типа.

только в случае одновременного запирания всех диодов, входящих в элемент И. Поэтому при запирании, например, всех диодов первого логического элемента И, связанных с первой горизонтальной шиной (рис. 26-22), в точке Ci (выход первого логического элемента И) появится напряжение, равное выходному напряжению первого датчика. Это напряжение через развязывающий диод Д< суммирующей схемы поступит на выход коммутатора. С приходом очередного импульса от тактового генератора первый триггер опрокинется и в этом случае окажутся запертыми все диоды второго логического элемента И, связанные со второй горизон-тальнойжшиной. На выходе коммутатора, таким образом, появится напряжение от второго датчика. С поступлением последующих импульсов от тактового генератора будут опрошены все оставшиеся датчики.

После завершения опроса всех датчиков цикл повторяется снова. Перед каждым новым циклом коммутатор вырабатывает синхронизирующий сигнал (схема выработки синхросигнала на рис. 26-22 не показана).

Число каналов, которое может коммутироваться с помощью описанного коммутатора, зависит от числа триггеров в цепочке и равно 2N. Максимальная возможная частота следования тактовых импульсов определяется быстродействием триггеров и

(рис. 26-23) содержит генератор тактовых импульсов, распределитель и ключевые схемы. Ключевые схемы ЭКУ дешифратора работают так, что сигнал с выхода приемника может пройти канальную ключевую схему только при одновременном воздействии на нее импульса, подаваемого с распределителя. Для правильного разделения сигналов по каналам распределитель коммутатора должен подавать отпирающий импульс на ключевую схему того канала, сигнал которого передается.

Синхронная работа электронных коммутаторов шифратора и дешифратора, как уже отмечалось, достигается посылкой специальных синхронизирующих импульсов с шифратора. Синхронизирующие импульсы выделяются из общего выходного сигна а приемника посредством специального выделяющего (селектирующего) устройства. Под воздействием синхросигналов регулятор осуществляет коррекцию частоты и фазы следования импульсов ГТИ дешифратора так, что импульсы с распределителя подаются на ключевые схемы в необходимые моменты времени.

Телеметрические сигналы с выходов канальных демодуляторов поступают на многоканальное регистрирующее устройство. При коммутации большого числа каналов применяются многоступенчатые электрон-