S e r i a : AUTOMATYKA z . 22 Kr k o l. 352
K rz y s z to f Tannenberg
I n s t y t u t T e c h n o lo g ii i K o n s tru k c ji U rządzeń Autom atyki i E le k tr o n ik i
Z akład E le k tr o n ik i
UKŁAD DETEKCJI ODSTęPU CZASU
POMIĘDZY KOLEJNYMI IMPULSAMI \'l CIĄGU IMPULSÓ?/
S tr e s z c z e n i e . V7 a r ty k u le zaproponowano u k ład de
t e k c j i o d stęp u cza3u pomiędzy k o lejn y m i im pulsam i v:
c ią g u im pulsów . Układ zbudowany j e s t z dwóch u r i w i - b ra to ró w s p rz ę g n ię ty c h w t e n sp o só b , że wzbudzenie jednego z n ic h powoduje wyzerowanie d ru g ie g o . Dokona
no p r z y b liż o n e j a n a liz y stanów p rz e jśc io w y c h , o ł-re ślo - no b łę d y v/noszone p rz e z u k ład o raz podano p rz y k ła d y zastosov.'ań.
P rz y p ro je k to w a n iu e le k tr o n ic z n y c h układów pomiarowych sp o tk a ć s i ę można z następującym zagadnieniem :
mamy c ią g impulsów s. k = 0,1, . . . , nj
n a le ż y zap ro jek to w ać u k ła d , k tó re g o s y g n a ł w yjściow y x wy = x o d l a 0< t < t . + ~ a x vy = 0 d l a t . + ? < t ^ t . i ^ i-i-1 ’, g d z ie
x Q - o k re ślo n y poziom sy g n a łu lo g ic z n e :o
t ^ - moment p o ja w ie n ia s i ę ta k ie g o i - t e g o im pulsy., V : >
T - o d stę p cz asu pomiędzy k o lejn y m i im pulsam i, po przeJrroo reid u lctórego ma n a s tą p ić d e te k c ja .
92 K rz y s z to f Tannenberg
l j n n n bjul
^WY
t i *T
R ys. 1 . P rz e b ie g sy g n a łu n a w e jś c iu i w y jś c iu u k ład u
O pis u k ła d u
Układ s k ła d a s i ę z dwóch u n iw ib ra to ró w s p rz ę g n ię ty c h z sobą w t e n sp o só b , że wzbudzenie jednego pov/:,;V.'.jo w rw ro w an ie d ru g ie g o . Im pulsy w ejściow e podawane s ą n a bazy odpov/iednich tra n z y s to ró w każdego z u n i - vd.bratorów . Schemat blokowy uk ład u p rz e d sta w io n y j e s t n a r y s . 2 .
Każdy im puls w ejściow y powoduje wzbudzenie u n iw ib r a to r a niew zbudzo- r.ego i d z ię k i s p rz ę ż e n iu wyzerowanie u n iw ib r a to r a wzbudzonego. Wyzero
w anie u n iw ib r a to r a wzbudzonego n a s tę p u je w wyniku szy b k ieg o rozładow a
n i a k o n d e n sa to ra C^Cc^), k tó r y zw ieran y j e s t impulsowo sterowanym t r a n zy sto rem Tg(T,-). Im pulsy s t e r u j ą c e tra n z y s to r a m i Tg(T^)otrzym uje s i ę p r z e z różniczk o w an ie n a p ię c ia na k o le k to rz e t r a n z y s t o r a S ta ł ą czasową ró ż n ic zk o w a n ia o k r e ś l a j ą : i r ' o ra z C '' i R^, z a ś war
to ś ć prąd u s te r u ją c e g o I^ g C l^ ,-) o g ra n ic z a o p o rn ik R^(r^ ) .
N a p ię c ia z k olek to ró w tra n z y s to ró w i T3 podane s ą n a u k ła d su my l o g i c z n e j. Sygnał w yjściow y U j e s t w p r z y b liż e n iu róvmy n a p ię c i u z a s i l a n i a , j e ż e l i dowolny z u nivn.bratorów j e s t wzbudzony. J e ż e l i obydwa u n iw ib ra to ry są wyzerowane (co n a s t ą p i po p rz e rw ie m iędzy ko
le jn y m i im pulsam i d łu ż s z e j n iż T) n a w y jś c iu p o jaw i s i ę n a p ię c ie rów
ne w p r z y b liż e n iu z e ro .
R ys. 2 . Schemat blokowy uk ład u
T^Tgj - u n iw ib ra to ry z tra n z y s to r a m i z e ru ją c y m i, j Ug2 - u k ła dy s p r z ę g a ją c e , UL - u k ład lo g ic z n y
R ys. 3 . Schemat ideowy uk ład u
K rz y sz to f Tannenberg
W u k ła d z ie ja k na r y s . 3 o d stęp c z a s u , po którym n a s tą p i d e te k c ja T o k re ś lo n y j e s t wzorem [ i ] :
R „ , ~ TcrJ-R2 ~ ?'V2 ' UBEP ~ UCES
' 2 2 \ A S * W - 0 BEP
g d z ie
UZA^ - n a p ię c ie z a s i l a n i a I CQ - p rą d zerowy k o le k to r a
U-gg-p - n a p ię c ie b az a - e m ite r przewodzącego t r a n z y s t o r a UCEg - n a p ię c ie k o le k t o r - e m ite r t r a n z y s to r a nasyconego
U^bep ” n a p ię c ie b a z a -e m ite r , p rz y którym t r a n z y s t o r zaczyna p r z e w odzić .
W p r z y b liż e n iu można p r z y ją ć :
T = R0d ŁC„ l n 2 S R 4 4c, l n 2
A n a liz a p ra c y
Załóżmy, że u n iw ib ra to r zbudowany n a tr a n z y s to r a c h j e s t wzbu
d zo ny, a u n iw ib r a to r Tg - wyzerowany. J e ż e li * w t a k i e j s y t u a c j i na w e jś c iu układu pojaw i s i ę ujemny im puls s t e r u j ą c y , t o p rz e z u n iw ib ra t o r n ie z o s ta n ie on "zauważony" ( t r a n z y s t o r n ie p rz e w o d z i), l e c z wzbudzi u n iw ib ra to r ^ T g . N a p ię c ie U ^ g zm ieni w a rto ść z na
p i ę c i a z a s i l a n i a na z e r o . Po zró żniczkow aniu w u k ła d z ie c " R^, p rz e z o p o rn ik Ra " zmiana t a p r z e n ie s io n a z o s ta n ie n a bazę t r a n z y s t o r a Tc , 'y P rą d bazy t r a n z y s to r a T^ p r z y z a ło ż e n iu :
Rd » ^ 2 Rd > > R R
o p isa n y j e s t równaniem:
v , ( t )
u z - u
ZAŚ BKSr" W F*
R RP.d
g d z ie
- n a p ię c ie z a s i l a n i a
UgEsg - n a p ię c ie b a z a -c m ite r t r a n z y s t o r a p r z y przewodzącym t r a n z y s to r z e .
Wysterowany tym impulsem prądov/ym t r a n z y s t o r T,. ro zład o w u je konden
s a t o r w obwodzie ja k n a r y s . 4.
W z a le ż n o ś c i od momentu po
ja w ie n ia s i ę in ę u ls u p rą d o wego w b a z ie t r a n z y s to r a n a k o n d en sato rze i s t n i e j e n a p ię c ie początkoy/e, k tó re p rz y jm u je w a rto ś c i od z e r a do n a p i ę c i a z a s i l a n i a . P rzy padkiem n ajm n iej korzystnym j e s t n a p ię c ie początkowe równe n a p ię c iu z a s i l a n i a , poniev/aż wtedy czas r o z ł a dow ania k o n d e n sa to ra j e s t n a jd łu ż s z y . S y tu a c ja ta k a z a i s t n i e j e , gdy na w e jś c ie u k ła d u podane zo
s t a n ą dwa k o le jn e , barózo szybko po s o b ie n a s tę p u ją c e , im p u lsy .
Czas A T p otrzebn y' do p r z e j ś c i a tr a n z y s t o r a ze s ta n u o d c ię c ia do przevrodzenia p o d z ie lić można na dwie składow e: A i A T2 .
At^ - cz as p o trz e b n y do zmiany n a p ię c ia n a b a s ie t r a n z y s to r a od w a r to ś c i U do U,,.*,-
o CIC35
Uq - n a p ię c ie początkowe n a k o n d en sa to rze
A t2 - c z as p o trz e b n y do zmiany n a p ię c ia na b a z ie t r a n z y s to r a T, od
,r *
R ys. 4 . Obwód ro z ła d o w a n ia kondensato
r a C,
w a r to ś c i U,
CES5 do U
BE3
96 K rz y s z to f Tanneriberg
R ys. 5 . P rz e b ie g n a p i ę c i a n a b a z ie t r a n z y s t o r a
Z a k ła d a ją c ^ “ c o n s t. d l a ca łe g o z a k re s u n a p ię ć k o le k to r - e m ite r i c a łe g o z a k re s u zmian p rą d u bazy i ^ ( t ) t r a n z y s t o r a o ra z pomi
j a j ą c Y.pływ o p o rn ik a R^ możemy n a p is a ć :
W * > • ° « i | ł “ c ' 4 > " "CES4 ł “ o - C J ¿ W * >“*
O
uJL,_ - n a p ię c ie b a z a -e m ite r t r a n z y s t o r a T_. p rz y lctórym t r a n z y s t o r T_
n t j i i
zaczyna, p rz e w o d z ić .
At.j o bliczalny p o d s ta w ia ją c : UCE,_ (t) = UCES^ i t a A l^
g d z ie
UCES5 ~ UCKS4 ~ Uo RdC
^UZJ\S " UBE36^ R " C "
Czas
A
Tg o b lic z a n y z a k ła d a ją c , że po o s ią g n ię c iu na b a z ie t r a n z y s t o r a T_ n a p ię c ia U„„„_ d a ls z e ro z ła d o w an ie k o n d e n sa to ra C, od -3 OrJop 4
bywa s i ę ze s t a ł ą czaisową
UB E 3 ^ = “ ^UCE35 + UZAŚ^ 6 4 4 + UZ/*
At„ _
UBE3 = “ ^UCES5 + UZ-Ah ^ e + UZ /ii’
s t ą d
A l , , , ! „
V + “igj
4 4 « u 5 - ' 4 o
Czas A T decyduje o j a k o ś c i u k ła d u . V7 c z a s ie A 7 obydwa u n iw ib ra to - r y s ą wzbudzone, a w ięc u k ła d n i e re a g u je n a im p u lsy w ejścio w e. S k ró c e n ie c z a s u
A
T o c ią g a s i ę p rz e z dobór t r a n z y s t o r a o dużym I _ i dużym . D alsze s k ró c e n ie c z a su A t można uzyskać podw yższając pot e n c j a ł em iterów tra n z y s to r ó w i Tg.
Z astosow anie
W zbudowanym wg schem atu ja k n a r y s . 2 t u k ła d z ie o p aram etrac h :
U z a £ = 1 2 Vj T » 8 s
K rz y s z to f Tanneriberg
uzyskano
A Tmax >m r n .<■
— s
U kład s ł u ż y ł do wypracowania s y g n a łu "3T0P" p rz y poni,arze s p ła s z c z e ń b r y ł obrotowych m etodą f o to e l e k tr y c z n ą . Obraz o b ra c a ją c e j s i ę b r y ły po
równywany b y ł na e k ra n ie z przesuw ającym s i ę w k ieru n k u o s i o b ro tu bry
ł y , elementem fo to e le k try c z n y m . J e ż e l i p rz e z czas odpow iadający je d n e mu o b ro to w i, f o to e l e n e n t zn ajd o w ał s i ę s t a l e w c i e n i u b r y ł y , t o u k ład d e t e k c j i sygnałem "3T0P" k o ń cz y ł c y k l pond arowy.
Układ noże z n a le ź ć z a sto so w an ie do s te ro w a n ia pomiarami., p rz y k tó ry c h z a ch o d zi k o nieczność zrezygnow ania z pom iaru w przypadku w y stą p ie n ia z a k łó c eń na oicres ic h w ystępow ania i dodatkowo w c z a s ie T po u - s t a n i u d z i a ł a n i a z a k łó c e ń .
LITERATURA
1 . Baranowsld. J . - Półprzew odnikow e u k ład y impulsowe - \71!T 7/arszawa 1970.
o:ErJA JJtTElCTliPOUAHl.h U l i KP3AAA JPKMHIb
l.lBaJ(y JKiUJimoJAT RIlLHUi.ł. l.k liy jIb O A li. J C E ll.ł. l..J ly jIb C 0 3
1’ e 3 » m e
i) HuoToiimeii c T a T h e iipeACTiiBJiciiu o i m c a i i n e c x e t ! u AeTeKTHpoBaHna h h t e p B a — Jia HpeMCHM ueKjiy iiocjicAOBaTejii.HMF«i vim;yjib cuM 3. CxeMa i to c T p o e H a Ha A B yx y - H H B ii6p aTopax cb)13(ihlix t h k h t o HostiyjK^eHue n e p B o r o BU3LiBaeT 3aH yjie H ne b t o — p o r o . Upe,acTUBJieHo iipn6J]nxijHHuM a m u i n 3 n e p e x o A i i u x c o cT o aH H il, c aeJiaH o oueH- Ky CDiHCOK II AaHb! IipHMepU npnMeH(iHlll) .
At
max = c
.5
NETWORK OE AN INTERVAL DETECTION BETWEEN TV/O FOLLOWING PULSES IN SERIES OF PUISES
S u m ra a r y
Network o f an i n t e r v a l d e t e c tio n betw een two fo llo w in g p u ls e s i n s e r i e s o f p u ls e s i s d e s c r ib e d . The netw ork c o n s i s t s o f two s i n g l e - s h o t m u l t i v i b r a t o r s , one o f which e x c it in g ca u ses th e z e ro a d ju s tin g o f th e o th e r one. The a n a ly s is o f th e t r a n s i e n t s t a t e s and th e e r r o r s o f t h i s netw ork i s p r e s e n te d .
