Как устроены многоотсчетные системы преобразования сенсоров

7.2. Многоотсчетные пфк

Все рассмотренные в этой главе, а также в гл. 5 и 6 схемы преобразовате­лей перемещение — фаза — код относятся к одноотсчетным многоразрядным ПФК. Такие преобразователи осуществляют преобразование, например, углового перемещения вала какого-либо вращающегося объекта в пределах одного обо­рота вала, т. е. в диапазоне 0—360°. Для дальнейшего увеличен диапазона измерения необходимо введение грубого отсчета (ГО), позволяющего отсчиты-вать число оборотов (или шагов) преобразователя точного отсчета (ТО). Таким образом, построение многоотсчетных преобразователей предполагает наличие ка­налов грубого и точного отсчетов. Существует два основных метода построения многоотсчетных ПФК: метод с использованием специального датчика ГО и ме­тод формирования ГО по показаниям точного отсчета специальный устройством без применения датчика ГО,

Применение первого метода предусматривает наличие специальной схемы согласования отсчетов (ССО), необходимой потому, что коэффициент редукции ГО, осуществляющий масштабное преобразование угла в реальных преобразова­телях, не является постоянной величиной. Его непостоянство вызвано наличием как систематических, так и случайных погрешностей преобразования в канале ГО. Кроме того, измерение кода ГО происходит с погрешностями, значительно превышающими ТО [1, 11, 17, 22, 23, 39].

При использовании второго метода в согласовании отсчетов нет необходи­мости, так как в схемах преобразователей этого типа в момент перехода через максимальное значение ТО формируется импульс, который поступает на вход реверсивного счетчика ГО. В результате получаем ГО накапливающего типа. Отсюда следует, что преобразователи, использующие второй метод согласования отсчетов, обладают недостатками, присущими ПФК накапливающего типа. Вы-бор того или иного метода построения многоотсчетных преобразователей зависит от условий работы, метрологических требований и т. д. Рассмотрим более по­дробно различные варианты построения многоотсчетных ПФК. реализующих оба метода.

7.2.2. Пфк с использованием датчиков грубого отсчета

Упрощенная схема двухотсчетногоПФК представлена на рис. 7.6 [22]. Схе­ма состоит из первичного преобразо­вателя измеряемых перемещений ПП и отсчетной части 0Ч. преобразователь перемещений включает в себя фазовра­щатель точного отсчетаи датчик грубого отсчетаПри этом иирасполагаются, например, непосредственно на намеряемом валу, преобра­зуя угол поворота в «электрические сигналы, параметры которых зависят от это­го угла. При этом многократно за оборот вала повторяет фазу сигнала.Число циклов изменения фазы равно коэффициенту преобразования масштаба поэтому часто называют преобразователем масштаба угла ПМУ. Наличие коэффициента вносит неоднозначность отсчета и, как правило, представляет собой ПМУ с коэффициентом [11, 17, 22].

Отсчетная часть преобразователя имеет соответственно два канала: канал ТО (КГО) и канал ГО (КГО), которые могут в общем случае быть построены с использованием любых методов преобразования, рассмотренных выше. Однако при использовании этих методов необходимо в схему вводить согласование отсчетов ГО и ТО (на рис. 7.6 блок ССО) для устранения возможной погреш­ности, определяемой младшим разрядом ГО, поскольку дискретность канала ГО всегда соответствует единице старшего разряда канала точного отсчета. Следует также отметить, что многоотсчетные преобразователи, как правило, имеют два отсчета и только в некоторых случаях используются три и большее число отсче­тов системы преобразования перемещений.

Рассмотрим принципы построения многоотсчетных ПФК с использованием датчиков ГО, например циклический преобразователь с электромашинным ФВ [53], состоящей из двухотсчетного электромашинного фазовращателя (ЭМФВ) в электронного блока.

В качестве ЭМФВ используются бескорпусные двухотсчетные вращающиеся трансформаторы типа BT-7I или ВТ-100 с коэффициентом электрической редук-цви канала точного отсчета 16 и 323 соответственно.

Электронный блок преобразователя содержит двухфазный генератор ДФГ (рис. 7.7), питающий ЭМФВ, преобразователи фаза —код точного ПФК ТО и грубого ПФК ГО отсчетов, блок совмещения отсчетов БСО и блок контроля БК, на выходе которого выдается сигнал Исправен в виде потенциала +5 В при исправности линий связи ЭМФВ с электронным блоком, а также при исправности ДФГ и аналого-цифровых устройств электронного блока. Электрон­ный блок имеет две модификации — для использования совместно с ВТ-71 или ВТ-100.

Синусоидальный выходной сигнал ДФГ формируется путем деления частоты кварцевого генератора (15 МГц) и последующей фильтрации полученного напря­жения (частотой 3660 Гц), причем для снижения порядка фильтра и, следова­тельно, повышения стабильности его характеристик предварительно формируется ступенчатый синусоидальный сигнал, в котором отсутствуют высшие гармоники до шестой включительно. Фазовый сдвиг между выходными сигналами, равный и равенство амплитуд сигналов с погрешностью обеспечивает

прецизионный фазовращатель. Коэффициент гармоник выходных сигналов ДФГ не превышает 0,1.%.

Упрощенная функциональная схема канала ТО приведена на рис. 7.8. Пре­образователь ПФК ТО выполнен по схеме прямого измерения фазы с одним пороговым элементом ПЭ, на вход которого поочередно с помощью ключей К1—К4 подаются синусоидальные сигналы со входов на рис. 7.9)

выходов вращающегося трансформатора точного отсчета. В такой схеме исключаются погрешности разброса порогов срабатывания в задержек переключения, неизбежных при использо­вании нескольких ПЭ.

Пороговый элемент вырабатывает короткий импульс при переходе сину­соидального сигнала на его входе из положительного значения в отрицатель­ное через нулевое значение. По фронту этого импульса переключается распреде­литель импульсов РИ, управляющий ключами К1—К.4. На выходах РИ форми­руется последовательность импульсов управления После срабатывания ПЭ его вход блокируется на время переходных процессов, вызванных переключе­нием К.1—К4.

Сигналпоступает на вход запретауправляемого счетчикаСУ. При-отсутствии этого сигнала СУ переключается по каждому импульсу, напряжениячастотой 15 МГц, поступающему из ДФГ. Модуль счета СУ при наличии сигналана входеа при Таким образом , в интервалы времени (см. рис. 7.9) на вход счетчика С поступают импульсы с частотой 3,75 МГц, а в интервал времени —с частотой 7,5 МГц. Фронты выходных сигналов РИ синхронизированы импуль­сами высокой частоты. Это исключает возможность пропуска хотя бы одно­го импульса СУ при переключении ключей К1—К4. По окончании цикла измерений срезом сигнала (в момент запускается формирователь импульсов ФИ, который после небольшой задержка вырабатывает импульс Го­тов длительностью 4—8 мкс. По фронту этого импульса происходит запись кода счетчика С в регистр Р, а по спаду — установка счетчиков С и СУ в исходное-состояние.

Выходной код регистра Р выдается при подаче внешнего сигнала Считыва­ние. При отсутствии сигнала Считывание на выходе поддерживается «третье состояние», что позволяет по одной многоразрядной цифровой линии связи пе­редавать информацию от нескольких преобразователей угол — код. На время-действия сигнала Считывание осуществляется блокировка записи кода в регистр Р. Это дает возможность подавать импульс Считывание в любой момент вре­мени, не нарушая нормальной работы преобразователя. На вход Считывание можно подать сигнал Готов, при этом выходная информация будет считываться с минимальной динамической погрешностью.

В соответствии с изложенным алгоритмом работы код, формируемый на выходе ПФК ТО, пропорционален интервалу времени

Здесь— фазовый сдвиг между первым выходным и первым входным напря­жениями ВТ;— фазовый сдвиг между вторым выходным и вторым входным напряжениями ВТ. При этом где 8 — угол поворота ротора ВТ; — частота питающего напряжения.

При таком преобразовании компенсируются составляющие погрешности, обу­словленные второй пространственной гармоникой индукция ВТ и погрешностями ДФГ [53], что наряду со снижением общей погрешности преобразователя позво­ляет существенно упростить схему ДФГ. Так, для используемого ДФГ при ко­зффициенте редукции ТО амплитуды составляющих погрешности преобразователя, вызванные фазовой и амплитуднойпогрешностямиДФГ, со-ставят соответственно

Параллельное преобразование интервалов времени в код обеспечивает высокое быстродействие устройства. Цикл измерения угла не превышает двух периодов питающего напряжения ВТ.

Алгоритм работы ПФК ГО аналогичен рассмотренному для ПФК ТО. Отличне состоят в последовательном преобразовании интервалов в коды. Это позволило упростить схему ПФК ГО, не снижая быстродействия устройства, определяемого быстродействием ПФК ТО. Зона совмещения отсчетов применен­ной схемы БСО для ВТ-71 составляетчто обеспечивает надежное согла­сование точного и грубого отсчетов. Для совмещения отсчетов используются три

дополнительных разряда выходного ко­да ПФК ГО.

Особый интерес представляет устройство согласования отсчетов рас­сматриваемого преобразователя, функ­циональная схема которого представле­на на рис. 7.10 [а. с. 1088047 (ССРР)]. Устройство работает следующим образом.

На выходе двоичного сумматора SM образуется следующая сумма:

где S — код значащих разрядов двоич­ного сумматора; —выходной код допол­нительных разрядов двоичного суммато­ра; Т — инверсный код разрядов точного

отсчета (соответственно Т—прямой код), который используется для согласова­ния; Е — единица с весом старшего разряда точного отсчета; Г — код значащи» разрядов грубого отсчета; г — ход дополнительных разрядов грубого отсчета, за исключением младшего разряда; b—младший дополнительный разряд грубого, отсчета. Используя правила двоичной математики, можно следующим образом выразить инверсный код через прямой: где —единица с весом,равным удвоенному весу старшего разряда ГО или, что то же самое, с весом младшего значащего разряда грубого отсчета; е — единица с весом, равным весу младшегосогласующего разряда точного отсчета. Следовательно,

Выделяя код дополнительных разрядов двоичного сумматора с учетом сиг­нала переноса в младший значащий разряд, получаем

где— код дополнительных разрядов двоичного сумматора с учетом сигналапереноса в младший значащий разряд. Отсюда следует, что зона согласования отсчетов —это значение (г—1), при котором не будет происходить изменений в значащих разрядах выходного кода двоичного сумматора за счет изменения» значения г, т. е. это значение (г—Г), при котором выполняется условиеСледовательно, учитывая, чтоможно записать

Отсюда видно, что соединение младшего дополнительного разряда грубого отсчета с входом переноса двоичного сумматора не увеличивает зону согласова­ния отсчета, а лишь симметрирует ee.

Так, без этого разряда при соединении входа переноса двоичного суммато­ра с шиной логического нуля получили бы

Учитывая, что вес младшего дополнительного разряда грубого отсчета, в 2 раза меньше веса младшего согласующего разряда точного отсчета, можно записать: при b=0 2b=0; при b=1 2b=2.

Таким образом, при b=1, т. е. при изменении выходного кода грубого отсче­та на выходной код двоичного сумматора увеличится на единицу младшего-дополнительного разряда, Следовательно, зона согласования отсчетов опреде­ляется следующим образом:

или, окончательно,

Таким образом, зона согласования отсчетов стала полностью симметричной. Величиназоны согласования отсчетов, равная разности границ этой зоны.определяется как

Следовательно, для такого преобразователя величина зоны согласования отсчетов равна единице младшего значащего разряда грубого отсчета без еди­ницы младшего согласующего разряда.

Так, например, при двух согласующих разрядах

Принцип работы БК основан на измерении отклонения фазового сдвига между выходными напряжениями ВТ в каналах ГО и ТО от При идеальных

ВТ и ДФГ Погрешности ДФГ, обрыв линий связи ЭМФВ

с электронным блоком, неисправности К1—К4, ПЭ и РИ приведут к нарушению этого равенства. Выход величины отклоненияиз заданного

допуска, определяемого предельно допустимой погрешностью преобразованиявызванной погрешностями ДФГ, индицируется сигналом Исправен. Погрешности

ДФГ вызовут максимальное суммарное отклонениеЗадавая предельно допустимые составляющие погрешности преобразования

можно найти величинупревышение кото-

рой следует индуцировать:

где

Например, при коэффициенте редукции ТО для обнаружения по-

грешности вызванной погрешностями ДФГ, контролируют превыше-

ние отклонения величины _ что технически реа-

лизуется достаточно просто.

Помимо выявленных выше недостатков, присущих циклическим фазовым преобразователям, рассмотренный двухотсчетный вариант ЦПУ весьма сложен. Он реализован на ИМС малой и средней степеней интеграции и поэтому усту­пает амплитудному циклическому ЦПУ [54], который за счет более рациональ­ного построения и использования ИМС с повышенной степенью интеграции имеет в 1,6 раза меньше объем отсчетной части при сопоставимом быстродей­ствии.

Технические характеристики преобразователя: разрядность выходного кода 15 для ВТ-71 и 16 для ВТ-100; статическая погрешность смены кода для

ВТ-71 идля ВТ-100; частота обновления выходной информации 1830 Гц;

напряжения источников питания В; потребляемая мощность

2,5 Вт; диапазон рабочих температур — от —60 до 70 °С; габаритные размеры электронного блокамм [53].

Несмотря на возможности обеспечения комплектной поставки в рассмотрен­ном варианте ЦПУ не приняты меры по компенсации погрешности датчика элек­тронной отсчетной частью. Следует отметить, что этот недостаток присущ боль­шинству известных двухотсчетных ЦПУ [3, 81], что ограничивает их точность погрешностью точного канала первичного преобразователя.

Поэтому особый интерес представляют схемы, предусматривающие повыше­ние точностных показателей и помехозащищенность ЦПУ за счет совершенство­вания микроэлектронной отсчетной части.

Многоотсчетная система отработки заданиых

«р(дю ОП ИСАЙ ИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 288080 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ от авт. свидетельства-0.111,1969 ( 1309056/18-24 висимо Заявлено 21 с, 460 21 с, 46/5 с присоединением заявки тле Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Министров СССРриорите Опубликовано ОЗ.Х 11.1970, Бюллетень М 36 Дата оп ликования описания 5.11.19 Авторыизобретения паленко и В, Л, Нещеретов 3 аявител Экспериментальный научно-исследовательский институт кузнечно прессового машиностроенияАННЫХ ГООТСЧ ЕТН ТРАБОТКНИЙ ИСТЕМ ЕРЕМЕ Данное изобавтоматическогоиспользовано прсистем и позициуправления.Известны мнботки заданныхкроме задатчикоселектор для вьрый поступаютканалов, дискрправление рассожения, усилителдвигатель. относится к средствам лени я, может быть ектировании следящих систем программного етениеупра и про онных огоотсчперем в идат бора ка сигналь иминат гласова ь мощи етные системы отраещений, содержащие, чиков обратной связи, нала отсчета, на которассогласования всех ор, различающий нания, усилитель напряости и исполнительный Предлагаемая система отличается тем, что выход датчиков обратной связи каждого отсчета подключен к двум релейным усилителям, реагирующим на разные знаки рассогласования, выходы которых связаны с одним из реле уровня скорости исполнительного двигателя. Вторые выходы всех усилителей, срабатывающих при положительном рассогласовании, соединены с исполнительным реле двигателя, а вторые выходы всех усилителей, срабатывающих при отрицательном рассогласовании, соединены с другим исполнительным реле двигателя, причем выходы каждого из усилителей положительного рассогласования подключены к выходам предоконечных каскадов усилителей отрицательного рассогласования более точных отсчетов, а выходы каждого из усилителей отрицательного рассогласования подключены к выходам предоконечных каскадовусилителей положительного рассогласованияболее точных отсчетов. Кроме того, выход усилителя отрицательного рассогласования вкаждом канале отсчета подключен к выходупредоконечного каскада другого усилителя, авыход усилителя положительного рассогласования в этом же канале отсчета соединен свыходом предоконечного каскада другого усилителя.Такое построение системы дает возможность исключить селектор сигналов и дискри — мпнатор знака рассогласования, а также повысить точность и стабильность работы устройства.На чертеже изображена принципиальнаясхема предлагаемой системы (на этой схемепоказана, как пример реализации, трехотсчетная трехскоростная сельсинная система отработки заданных перемещений релейного действия),Система состоит из трех каналов отсчета:2 з грубого (Гр,), среднего (Ср.) и точного (Т).Каждый канал содержит датчик положения,например сельсин — датчик СД, датчик обратной связи, например сельсип — приемник СП идва фазочувствительных усилителя релейного30 действия (У 1 и Уз).5 10 15 20 25 Зо 40 45 50 И бО Усилители У, Уи У 1, реагируют на положительное рассогласование, а Уз Уз2 гр 2 ср и Уз, — на отрицательное. Каждый из однотипных усилителей релейного действия состоит из четырех каскадов (транзисторы Т, — Т,), В цепь коллектора третьего каскада включены два сопротивления Я, и Яъ общая точка которых через диод Д выведена в точку 1 ячейки, Коллектор выходного транзистора Т 4 усилителя через диоды Д, и Дз выведен в точки 2 и 3 ячейки. Питание усилителя подводится к клеммам 4 — 7 отисточника питания П.Реле Р, — Р, одним концом соединены с источником питания П Исполнительное реле Р 4 через диоды Д 4 — Дз соединено с усилителями положительного рассогласования всех трех отсчетов У У У, а реле Р; через диоды Д, — Д 9 соединено с усилителями отрицательного рассогласования Уг У. У,. Реле Р — Рз соединены соответственно с точками 3 обоих усилителей У, и Уз всех каналов отсчета.Выход усилителя У (точка 2) соединен через диоды Дщ и Д, с точками 1 усилителей У и Уз а выход усилителя У (точка 2) связан с точкой 1 усилителя Уз, Выход усилителя У,. (точка 2) соединен через диоды Дз и Дз с точками 1 усилителей У и У а выход усилителя У (точка 2) связан с точкой 1 усилителя У, Эти связи накладывают запрет на ложное срабатывание реле одного направления, если сработало реле другого направления от канала более грубого отсчета.Кроме того, в каждой паре усилителей У и У, выходной каскад одного (точка 2) соединен с точкой 1 другого. Эти связи накладыдают запрет на срабатывание реле Р 4, если сработало реле Рз, и наоборот — от сигнала помехи.Сельсины-приемники С ,р, СП и С 17 п двигатель Д соединены между собой механической передачей, Двигатель Д соединен с источником питания, имеющим три уровня напряжений У — Уз через замыкающие контакты реле Р — Рз.Система работает следующим образом, При наличии рассогласования между сельсинами-датчиками и приемниками напряже:ше рассогласования с однофазных обмоток сель- синов-приемников поступает на входы усили. телей, с каждого сельсина на свою пару усилителей, Усилители У Ур и У, а с ними и реле Р 4 срабатывают, например, при положительном рассогласовании, Усилители У,р, Уз,р и Уз а с ними и реле Рз срабатывают при отрицательном рассогласовании.Фазочувствительность каждого усилителя определяется фазой напряжений, питающих коллекторную цепь транзистора Т, и базовую цепь транзистора Тз. Релейный характер срабатывания усилителя определяется положительной обратной связью через сопротивление ЛзПри срабатывании одного из усилителей грубого канала срабатывает реле Рз, среднего канала — Р, точного канала — Рь Срабатывание реле Р 4 или Рз вызывает вращение двигателя Д вправо или влево, При одновременном срабатывании реле Р, — Рз двигатель имеет наибольшую скорость, при срабатывании Р, — наименьшую. Появление нулевого потенциала в точке 1 любого усилителя вызывает запирание его выходного каскада независимо от наличия сигнала на его входе. По мере отработки заданной позиции сначала выключается усилитель грубого канала, При этом размыкается реле Рз, а двигатель начинает питаться от напряжения Уз. Затем выключается усилитель среднего канала, и двигатель начинает питаться от напряжения У,. При установке в заданную позицию выключается усилитель точного канала, размыкается реле Ри двигатель отключается от источника питания.Для простоты изложения элементы торможения двигателя на схеме не показаны, а связь усилителей с двигателем осуществлена с помощью реле, хотя эта связь может быть полностью бесконтактной. Предмет изобретения 3. Многоотсчетная система отраоотки заданных перемещений, содержащая датчики положения, датчики обратной связи, усилители рассогласования и исполнительный двигатель с релейным управлением, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и стабильности работы, выход датчиков обратной связи каждого отсчета подключен к двум релейным усилителям, реагирующим на разные знаки рассогласования, выходы которых связаны с одним из реле уровня скорости исполнительного двигателя, вторые выходы всех усилителей, срабатывающих при положительном рассогласовании, соединены с исполнительным реле двигателя, а вторые выходы всех усилителей, срабатывающих при отрицательном рассогла. совании, соединены с другим исполнительным реле двигателя, причем выходы каждого из усилителей положительного рассогласования подключены к выходам предоконечных кас кадов усилителей отрицательного рассогласования более точных отсчетов, а выходы каждого из усилителей отрицательного рассогласования подключены к выходам предоконечных каскадов усилителей положительного рассогласования более точных отсчетов. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, выход усилителя отрицательного рассогласования в каждом канале отсчета подключен к выхоту предоконечного каскада другого усилителя,288080 выходом предоконечного каскада другого усилителя,Составитель 3, В. Марковаактор Б. Б. Федотов Техред Л, Я. Левинаюрре 1 ар О. С. Зайце Тираж 480 ретеиш и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб., ип. Харьк. фи.т. пред. Патент и выход усилителя положительного рассогласования в этом же канале отсчета соединен с 1 каз 828/2 НИИПИ Комитета по делам изоо Подписи. ии Совете Министров СССР4/5

Заявка

В. Д. Беспаленко, В. П. Нещеретов, Экспериментальный научно исследовательский институт кузнечно прессового машиностроени

МПК / Метки

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-288080-mnogootschetnaya-sistema-otrabotki-zadaniykh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Многоотсчетная система отработки заданиых</a>

Схема нейтрализации усилителя на полупроводниковом триоде с симметричным выходом

Номер патента: 120855

Импульсный усилитель со стабилизацией нулевого уровня на выходе

Номер патента: 603107

. выбирается надва порядка больше дпитепьности импупьсаПоэтому, когда импупьс на выходе импульсного усипитепя 4 достигает максимума,конденсатор 6 оказываетсязаряженнымдо напряжения, вепичина которого примерно на два пдрядка меньше амппитуды импульса, но пропорциоиапьна ей. Этим достигается уменьшение количества заряда,поступающего на интегрирующую цепочкус каждым импупьсом, что эквивалентносоответствующему уменьшению дифференцируюшего действия цепи внешней обратнойсвязи. В момент достижения импульсоммаксимума срабатывает устройство 5 определения попожения максимума импупьсафиг, 2 б) и замыкает электронный кпюч 8,Конденсатор 6 начинает разряжаться спрстоянной времени (фиг. 2 в) 1:й — С Бгде Яа — сопротивление электронного кшочав.

Реле сопротивления на операционных усилителях

Номер патента: 615562

. входного сигнала,С1сопротивление резистора 1 ЗЛ 1 м;С — емкость конденсатора 1 5, Ф. 5 10 15 20 25 30 Угол поворота р фазоврагцателя 8 регулируется в пределах от 0 до л, путем изменения сопротивления резистора 13, Для того, чтобы иметь возможность регулировать угол поворота р в пределах от 0 до л, служат. переключатель 6 и инвертор-повторитель 7, Последний представляет собой операционный усилитель с дифференциальным входом, Если входной сигнал подается переключателем 6 на неинвертируюший вход (переключатель 6 в положении 1), то операционный усилитель 7 работает в режиме повторителя, если же входной сигнал подается на инвертируюший вход (переключатель 6 в положении П, как показано на фиг. 1), то операционный усилитель 7 работает в.

Реле сопротивления на операционных усилителях

Номер патента: 868910

. выполненного на ОУ, причем положительные полуволны с первого выхода формирователя 6 преобразовываются в соответствии с коэффициентом передачи, определяемым соотношением операционного сопротивления 21 в цепи отрицательной обратной связи инвертирующего ОУ 20 и входного резистора 26. Отрицательные полуволны поступают на первый вход сумматора 12. Кроме того, напряжение с выхода масштабирующего звена 3 поступает на второй вход сумматора 12, где суммируется с отрицательными полуволнами с выходом блока 6. На выходе сумматора 2 формируется средневыпрямленное напряжение, которое отфильтровывается с помощью сглаживающей цепочки С 4 К , включенной в обратную связь ОУ 13.Напряжение с выхода фазоповоротного блока 8 поступает на первый вход второго.

Мощный усилитель типа усилителя догерти

Номер патента: 65144

. длясдвига фаз несущей частоты на 90дополнительно к 90-градусломусдвигу ее фаз, полученному в результате прохождения сигнала через контур 10, так что в результатенапря;.сепия на выходе обоих каналов будут находиться в фазе.Так как вместо компенсации одного 90-градусного сдвига фаз другим сдвигом получился 180-градусный сдвиг фаз несущей частоты между входной цепью модулированного сигнала и общей выходной или анодной цепью 7, то в канале Г усиления пиковых сигналов предусмотрено соответствующее устройство, сдвигающее фазу несущей частоты на 180 и содержащее сред. ства для такого же сдвига фаз боковых полос и такого же запаздывания фаз в половинах кривой модуляции, какие создаются фазосдвигающими и настроенными контура,ми в,главном.

Глава 3 ПЕРЕДАЧА И ПЕРЕРАБОТКА СЕНСОРНЫХ СИГНАЛОВ

Сенсорные сигналы несут в мозг внешнюю информацию, необходимую для ориентации во внешней среде и для оценки состояния самого организма. Эти сигналы возникают в воспринимающих элементах (рецепторах) и передаются в мозг через цепи нейронов и связывающих их нервных волокон сенсорной системы. Процесс передачи сенсорных сигналов сопровождается их многократными преобразованиями и перекодированием на всех уровнях сенсорной системы и завершается опознанием сенсорного образа. Этим процессам посвящён ряд обзорных работ [Черниговский, 1960; Физиол. сенсорн. систем, 1971, 1972, 1975; Кейдель, 1975; Сомьен, 1975; Тамар, 1976; Батуев, Куликов, 1983; Глезер, 1985; Дудел и др., 1985, Хьюбел, 1990; Физиол. зрения, 1992].

Основные функции сенсорной системы. Каждая сенсорная система выполняет ряд основных функций, или операций с сенсорными сигналами. Эти функции таковы: обнаружение сигналов, их различение, передача, преобразование и кодирование, а также детектирование признаков сенсорного образа и его опознание. Обнаружение и первичное различение сигналов обеспечивается уже рецепторами, а их детектирование и опознание – нейронами корковых уровней сенсорной системы. Передачу, преобразование и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех уровней системы.

Читайте также

1. ОБНАРУЖЕНИЕ И РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ

1. ОБНАРУЖЕНИЕ И РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ Сенсорная рецепция Рецептором называют специализированную клетку, эволюционно приспособленную к восприятию из внешней или внутренней среды определённого раздражителя и к преобразованию его энергии из физической или химической

2. ПЕРЕДАЧА И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ

2. ПЕРЕДАЧА И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ Процессы передачи и преобразования сигналов обеспечивают поступление в высшие сенсорные центры наиболее важной (существенной) информации о сенсорном событии в такой форме, которая удобна для надёжного и быстрого анализа. Что

4. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ

4. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ Детектированием называют избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Осуществляют такой анализ нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определённые свойства

7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ Взаимодействие сенсорных систем осуществляется на спинальном, ретикулярном, таламическом и корковом уровне. Особенно широка интеграция сигналов в ретикулярной формации. В коре мозга происходит интеграция сигналов высшего порядка. В

Глава 4 ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ ПРОЦЕССОВ

Глава 4 ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ ПРОЦЕССОВ 1. ОБЩИЕ СВОЙСТВА СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ Сенсорной системой называют часть нервной системы, воспринимающую внешнюю для мозга информацию, передающую её в мозг и анализирующую её. Сенсорная система состоит из воспринимающих

1. ОБЩИЕ СВОЙСТВА СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

1. ОБЩИЕ СВОЙСТВА СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ Сенсорной системой называют часть нервной системы, воспринимающую внешнюю для мозга информацию, передающую её в мозг и анализирующую её. Сенсорная система состоит из воспринимающих элементов – рецепторов, нервных путей, передающих

1.1. Методы исследования сенсорных систем

1.1. Методы исследования сенсорных систем Функции сенсорных систем исследуют в электрофизиологических, нейрохимических и поведенческих опытах на животных, проводят психофизиологический анализ восприятия у здорового и больного человека, а также с помощью ряда

Общие принципы организации сенсорных систем

Общие принципы организации сенсорных систем Все сенсорные системы человека организованы по некоторым общим принципам. Важнейшие из них следующие: многослойность, многоканальность, наличие так называемых «сенсорных воронок», а также дифференциация систем по вертикали

4.4. Основные афферентные пути и проекции вестибулярных сигналов

4.4. Основные афферентные пути и проекции вестибулярных сигналов Два основных пути поступления вестибулярных сигналов в кору мозга обезьян следующие: прямой – через вентральное постлатеральное ядро и непрямой – через вентролатеральное ядро. В коре основные афферентные

5.6. Передача и переработка соматосенсорной информации

5.6. Передача и переработка соматосенсорной информации Чувствительность кожи и ощущение движения связаны с проведением в мозг сигналов от рецепторов по двум основным путям (трактам): лемнисковому и спиноталамическому, значительно различающимся по своим

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ ПУТЕЙ СПИННОГО МОЗГА

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ ПУТЕЙ СПИННОГО МОЗГА 1. Дорсальные (задние) столбы спинного мозга представляют собой мощную систему волокон различного происхождения (рис. 6.21). Задние столбы у наземных млекопитающих в эволюции формируются в связи с развитием конечностей, когда

Механизм передачи гормональных сигналов через мембранные рецепторы

Механизм передачи гормональных сигналов через мембранные рецепторы Гормоны (первичные посредники) связываются с рецепторами на поверхности клеточной мембраны и образуют комплекс гормон-рецептор. Этот комплекс трансформирует сигнал первичного посредника путем

Передача сигналов через рецепторы, сопряженные с ионными каналами

Передача сигналов через рецепторы, сопряженные с ионными каналами Рецепторы, сопряженные с ионными каналами, являются интегральными мембранными белками, состоящими из нескольких субъединиц. Они действуют одновременно как ионные каналы и как рецепторы, которые

Передача гормонального сигнала: синтез, секреция, транспорт гормонов, их действие на клетки-мишени и инактивация

Передача гормонального сигнала: синтез, секреция, транспорт гормонов, их действие на клетки-мишени и инактивация В определении понятия «гормон» было указано несколько этапов распространения гормонального сигнала (рис. 2.6). Рис. 2.6. Этапы распространения гормонального

Глава 22. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОНОВ

Глава 22. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОНОВ Львиная доля производимой в процессе обмена веществ энергии выделяется в ходе реакций, в которых участвует атмосферный кислород. Перед тем как мы сможем свободно рассуждать об этих реакциях, надо сначала обговорить основные

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ МЕТОДОВ КОРРЕКЦИИ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРАХ АЦП

Показанный на примере ППАЦП принцип построения многоотсчетных систем для коррекции динамических погрешностей и, сводящихся к ним по характеру проявления, статических погрешностей можно распространить и на другие многоотсчетные структуры АЦП. Кроме этого, комплексный подход к коррекции этих погрешностей можно распространить также на некоторые структуры, в которых в соответствие с принципом их работы деление разрядов выходного кода на группы как таковое отсутствует. Примером последних могут являться АЦП поразрядного кодирования.

Рассмотрим, как эти принципы могут быть реализованы для АЦП поразрядного кодирования. Кроме элементов, входящих в традиционную структуру АЦП поразрядного кодирования (компаратора КОМ, регистра последовательных приближений РПП и цифроаналогового преобразователя ЦАП), в структуру устройства добавляются сравнивающее устройство (СУ), блок опорного напряжения (БОН) и цифровой сумматор (СУМ) (рис. 8).

Р и с. 8. АЦП поразрядного кодирования с введением корректирующего рязряда

На первых тактах преобразования кодирование производится также как в обычном АЦП поразрядного кодирования. На некотором контрольном такте кодирование приостанавливается и производится суммирование уравновешивающего напряжения с выхода ЦАП с напряжением БОН. Величина напряжения БОН равна сумме весов еще не определенных разрядов (весу последнего определенного разряда). Если сумма уравновешивающего напряжения и напряжения БОН превысят входное напряжение, о чем можно судить по сигналу с компаратора, значит, весов последующих разрядов не хватит чтобы скомпенсировать входное напряжение и получить соответствующий ему код. При этом производится коррекция уже полученного кода старших разрядов путем прибавления к нему веса последнего определенного разряда. Инициализация проведения контроля осуществляется дополнительным разрядом РПП, а необходимость коррекции определяется выходным сигналом СУ. После окончания отработки контрольного такта работа АЦП продолжается в обычном порядке. Примечательной особенностью такой структуры является то, что в ней используется стандартная БИС РПП, однако, надо учитывать, что разрядность выходного кода в отличие от традиционной структуры в структуре с коррекцией динамической погрешности будет на один двоичный разряд меньше.

Группа старших разрядов, определяемых до контрольного такта, можно рассматривать как грубый канал многоотсчетной (грубо-точной) системы, а группу разрядов, определяемых позже контрольного такта, как точный канал. К точному каналу необходимо отнести и корректирующий разряд. Он по весу совпадает («перекрывается») с весом младшего разряда грубого канала. С этой точки зрения к рассмотрению и анализу этой структуры можно применять все общие принципы организации работы грубо-точных систем.

Исходя из того, что этот подход может использоваться для коррекции как динамических погрешностей второго рода так и статических погрешностей грубого канала, вес корректирующего разряда должен выбираться исходя из допустимых динамических погрешностей преобразователя в целом и статических погрешностей грубого канала, которые определяются в данном случае погрешностями задания весов старших разрядов ЦАП, соответствующих по весам разрядам выходного кода, определяемых до контрольного такта.

Отметим, что в общем случае может меняться не вес корректирующего разряда, а количество корректирующих разрядов, т. е. величина перекрытия грубого и точного канала.

Положение корректирующего разряда или количество перекрывающихся разрядов определяется исходя из априорной известности величины статических погрешностей грубого канала и динамических характеристик измеряемого сигнала. Но т. к. в процессе работы преобразователя могут меняться и статические погрешности грубого канала и динамические свойства входного сигнала, то для получения наибольшей точности преобразования и долговременной метрологической стабильности можно перестраивать работу устройства в ходе процесса измерения – изменять веса корректирующих (перекрывающихся) разрядов.

Структура двухотсчетного АЦП поразрядного кодирования с возможностью оптимальной компенсации динамических и статических погрешностей преобразования приведена на рис. 9. Преобразование грубого канала осуществляется цепью РПП1–ЦАП1–КОМ, преобразование точного канала – РПП2–ЦАП2–КОМ. С целью получения возможности коррекции кодов, получаемых в процессе преобразования входного напряжения грубым каналом, в точный канал вводятся дополнительный разряд, по весам перекрывающийся с весом младшего разряда грубого канала. Номер корректирующего разряда определяется кодом N_i. До тех пор, пока номер такта коррекции меньше номера такта преобразования, определяемого кодом счетчика СТ, преобразование осуществляется цепью РПП1–ЦАП1–КОМ, т. е. с помощью грубого канала, а затем – цепью РПП2–ЦАП2–КОМ, т. е. точным каналом. Выходной код N_ВЫХ устройства формируется суммированием кодов, получаемых в грубом и точном каналах. Определение необходимости коррекции и величины перекрытия осуществляется по значению корректирующего разряда за промежуток времени, позволяющий сделать представительную оценку.

Р и с. 9. Приведение структуры АЦП поразрядного кодирования

к многоотсчетной структуре

Отметим еще одну возможность использования перекрытия разрядов в каналах преобразователя. Если в рассматриваемой структуре при контроле ЦАП1 выяснится, что один (несколько) из его разрядов, перекрывающийся с разрядами точного канала, вышел из строя, то его функцию будет выполнять разряд ЦАП2, того же веса. Это может привести к нескомпенсированности динамической погрешности, однако общая погрешность преобразования будет не больше, чем при игнорировании неработоспособности разряда ЦАП1. Конечно, для предусмотрения такой ситуации ЦАП2 должен иметь разрядную сетку, перекрывающуюся по весам со всеми разрядами ЦАП1. Фактически, с потерей некоторой доли точности таким образом осуществляется «саморемонт» преобразователя – повышается его живучесть.

На основании проведенного анализа, можно сделать вывод, что рассмотренные методы коррекции статических и динамических погрешностей (комплексная коррекция к собственному состоянию измерительного канала и к динамическим характеристикам измеряемого сигнала) применимы ко всем АЦП, структуру которых удается свести к многоотсчетной (грубо-точной) системе. К таким структурам относятся ППАЦП, следящие АЦП многоразрядных приращений, уравновешивающие АЦП поразрядного кодирования. К таким структурам нельзя отнести уравновешивающие АЦП последовательных приближений, следящие уравновешивающие АЦП.

Первую группу образуют АЦП, использующие алгоритмы кодирования, которые начинают определять выходной код со старших разрядов. Такие алгоритмы предполагают возможность появления динамических погрешностей второго рода. Но структуры этих АЦП можно свести к многоотсчетным, а за счет этого удается получить возможность корректировать и динамические погрешности второго рода преобразователей в целом, и статические погрешности их отдельных элементов.

Вторую группу образуют АЦП, использующие алгоритмы кодирования, которые начинают определять выходной код с младших разрядов. Такие алгоритмы свободны от появления динамических погрешностей второго рода. Но структуры этих АЦП невозможно свести к многоотсчетным. Коррекция статических погрешностей их отдельных элементов может проводиться лишь традиционными способами.