|
Рысин О. В., Рысин А. В. Описание алгоритма и программы расчета интегратора, составленного на основе блокинг-генератора, имеющего сердечник с ППГ |
|
Интегратор на основе блокинг-генератора (рис. 1) производит преобразование усредненной амплитуды аналогового сигнала за время импульса записи в дискретные моменты времени, определяемые по теореме Котельникова, в пропорциональные записанному магнитному состоянию импульсы разрешения счёта следующим образом. В начальный момент времени, предшествующий записи, на вход блокинг-генератора поступает импульс начальной установки, обеспечивающий перемагничивание сердечника в исходное магнитное состояние. Причём, само перемагничивание сердечника производится в соответствии с прямоугольной петлёй гистерезиса ППГ приведённой на рис. 2. Рис. 1 - Интегратор на основе блокинг-генератора ![]() Рис. 2 - Прямоугольная петля гистерезиса ППГ Затем, поступающий на вход схемы импульсной записи аналоговый сигнал ~U(t) с помощью импульсов записи разделяется на отдельные импульсы в соответствии с теоремой Котельникова и каждый импульс пропорционально усреднённой амплитуде на временном интервале, ограниченном длительностью импульса записи , перемагничивает сердечник трансформатора в магнитное состояние пропорциональное магнитному потоку, создаваемому током импульса записи. После этого, на вход блокинг-генератора поступает короткий импульс, который запускает блокинг-генератор и происходит перемагничивание сердечника трансформатора в исходное магнитное состояние. В момент перемагничивания на выходе блокинг-генератора формируется импульс разрешения счёта пропорциональный по длительности величине записанного магнитного состояния. Здесь, следует отметить, что длительность импульса записи обуславливается инерционными свойствами перемагничивания сердечника трансформатора и выбирается короткой в соответствии с теоремой Котельникова, чтобы обеспечить необходимое число отсчётов для полного восстановления сигнала. Наоборот, импульс блокинг-генератора, формируемый при поступлении импульса считывания, должен быть как можно длиннее, что обеспечивается соответствующим числом витков коллекторной обмотки и шунтирующим влиянием элементов схемы, подключённых к обмоткам трансформатора, участвующих в процессе формирования импульса. Это требование формирования длительного импульса обусловлено тем, что длина считываемого импульса обратно пропорциональна погрешности, возникающей при частотном заполнении временного интервала импульсами счёта. С учётом требований к импульсам записи и считывания очевидно, для того, чтобы обеспечить непрерывную запись и считывание сигнала следует использовать несколько включённых параллельно относительно входного сигнала блокинг-генераторов интеграторов, на которые импульсы записи и считывания должны поступать последовательно по времени. В завершении описания принципа работы важно отметить, что интегрирование, осуществляемое при преобразовании каждого импульса пропорционально усреднённой амплитуде на временном интервале в соответствующее магнитное состояние, позволяет выделить среднее значение сигнала из шумов, так как известно, что среднее значение «белого» шума на интервале времени равно нулю. Среднее значение амплитуды аналогового сигнала на интервале времени записи определяется согласно формуле: ![]()
Принцип магнитной записи среднего значения сигнала и преобразования его в интервал времени изображён на рис. 3. Рис. 3 - Принцип магнитной записи среднего значения сигнала и преобразования его в интервал времени Далее в пояснение работы схемы записи импульса остаётся разъяснить назначение отдельных её элементов. На транзисторах VT1 и VT3 соответственно собраны усилитель-инвертор и узел управления записью. Усилитель-инвертор играет вспомогательную роль и помогает установить требуемый режим узла управления записью. Режим работы узла управления записью входного аналогового сигнала является смешанным, то есть каскад усиления с общей базой на транзисторе VT3, в моменты отсутствия импульса записи, находится в закрытом состоянии, а при поступлении импульса записи приводится в активный режим работы «А». Активный режим работы «А» транзистора VT3 обеспечивается делителем напряжения на резисторах R7 и R10. Подача запирающего потенциала в отсутствие импульса записи на узел управления записью производится с транзисторного ключа VT2 через разделяющий диод VD5. Чтобы исключить в этот момент влияние запирающего потенциала на усилитель-инвертор и защитить базу-эмиттер транзистора VT3 от пробоя, в схему узла соответственно включены диоды VD3 и VD4. Для обеспечения удовлетворительного с точки зрения потребления по току режима работы усилительного каскада на транзисторе VT1 «земляной» конец записывающей обмотки следует подключить к источнику отрицательного напряжения, обозначенному на рис. 1 пунктиром. Тогда питание усилительного каскада на транзисторе VT1 можно производить от меньшего по напряжению источника. В связи с тем, что расчёт схемы интегратора предполагает учёт большого числа взаимозависимых параметров целесообразно автоматизировать процесс вычислений в виде программы. Программа позволяет рассчитать элементы интегратора на основе блокинг-генератора (рис. 1), собранного на трансформаторе с тороидальным сердечником. Причем необходимо, чтобы сердечник перемагничивался по прямоугольной петле гистерезиса ППГ (рис. 2). Алгоритм программы расчета блокинг-генератора приведен на рис. 4,5. Рис. 4 - Алгоритм программы-расчета блокинг-генератора. Часть 1 Рис. 5 - Алгоритм программы-расчета блокинг-генератора. Часть 2 Исходными данными для программы являются:
Расчет интегратора на основе блокинг-генератора (рис. 1) производится в соответствии с алгоритмом, приведенным на рис. 4,5 и начинается с предварительной оценки и выбора размеров тороидального сердечника для трансформатора. Полностью расчет можно посмотреть в файле Магнитный тороидальный сердечник с обмотками, а также скачать ZIP-архив или RAR-архив
|
Новости: 25.01.2009 Новый раздел!28.11.2008 Новый раздел26.11.2008 Изменение адресов |
copyright © 2003-2021 naf-st.ru, info@naf-st.ru При полном, либо частичном цитировании материалов сайта naf-st.ru ссылка (для интернет изданий гиперссылка) обязательна!!! Будьте взаимовежливы! |