Выбор параметров кодированного сигнала телеизмерения.
Для составления элементов кодовой комбинации используется амплитудный признак с количеством импульсных признаков m2. При этом элемент 0 комбинации можно представлять прямоу- гольным импульсом с нулевой амплитудой, а элемент 1- прямоу- гольным импульсом с амплитудой 6 В. Минимальную допустимую длительность элементов импульсов кодовой комбинации определим из условия ш1.0 1 t 4и min 7 . 0 7D 0f 4k 1 t 4и 0 4 0t 4и min 0 7 0 4 мс. 240 ш0 Применим циклическую синхронизацию.
В качестве синфазирующего элемента телеизмерительного сиг- нала используем прямоугольный импульс с амплитудой 6 В и дли- тельностью t 4cи 03t 4и 012 мс. Длительность разделительных пауз t 4п 0t 4и 0 4 мс. Построим временную диаграмму передачи одного кодированного сигнала телеизмерения. Каждый телеизмерительный сигнал состоит из последовательности синфазирующего импульса и ряда информаци- онных импульсов 0 и 1. ш1.0 T 4ц 072мс 75 0 76 0 г г г г г -1 L-1 L-1 L-0 L-1 L-0 L 0 L- СИ L 756 0 756 0 756 0 75 0 76 0 t 4п 04мс t 4и 04мс t 4и 04мс t 4си 012мс ш0 Время передачи длительность цикла одного сигнала телеиз- мерения Т 4ц 0 будет определяться выражением T 4ц 0 t 4си 0 nt 4и 0 n1t 4п 0 3t 4и 0 7t 4и 0 8t 4и 0 18t 4и 0 72 мс 10 - 2Передающее устройство кодоимпульсной системы телеизмерения.
Передающее устройство кодоимпульсной системы телеизмерения служит для преобразования непрерывных измеряемых величин в кодо- вые телеизмерительные сигналы и передачи их в линию связи.
Существуют два основных способа преобразования непрерывной измеряемой величины в код а преобразование угла отклонения в код б преобразование напряжения или тока в код. Способ преобразования угла отклонения в код применяется в преобразователях считывания.
Способ преобразования напряжения или тока в код применяется в преобразователях поразрядного кодирования и преобразователях последовательного счета.
В данном проекте рассматриваются вопросы разработки переда- ющего устройства кодоимпульсной системы телеизмерения с преобра- зователем считывания. 2Разработка передающего устройства кодоимпульсной системы 2телеизмерения с преобразователем считывания. В преобразователях считывания для преобразования угла отк- лонения в код применяются кодирующие диски или сектора, с по- мощью которых в зависимости от значения измеряемой величины на- бирается определенная кодовая комбинация.
Кодирующий диск или сектор состоит из отдельных колец, причем их число равно числу элементов n кодовых комбинаций выбранного кода. В нашем случае число элементов n равно 7, а число возможных кодовых комбинаций N равно 126. Каждому углу поворота диска соответствует определенная ко- довая комбинация. Соседние кодовые комбинации отличаются только одним элементом, поэтому искажения на границах переходов будут минимальными, а кроме того, легко построить аналого-цифровой преобразователь АЦП при использовании кода Грея 11 - 2Построение структурной схемы передающего устройства кодоим- 2пульсной системы телеизмерения с преобразователем считывания с 2кодовым диском.
Структурная схема передающего устройства с преобразователем считывания обычно состоит из первичного датчика- измерителя, ко- дового диска, ламп накаливания, фотодатчиков, формирователей сигналов, распределителя, генератора тактовых импульсов, тригге- ра пуска и останова, формирователя синфазирующих импульсов и ря- да вспомогательных логических элементов.
При использовании кода Грея в любых двух соседних кодовых комбинациях существует разряд, в котором при переходе от одной комбинации к другой единица не изменяется.
Используя этот факт, можно выполнить кодовый диск в виде пластины из стеклотекстолита с вытравленным на ней рисунком, таким образом, чтобы металличес- кие участки на каждом повороте диска соответствовали комбинации кода Грея, в этом случае на пластине получим неразрывный слой. Подав на этот слой потенциал 5 В с помощью семи контактных пластин, подходящих к кодирующему сектору, можно непосредственно снимать комбинации кода Грея, подавая их напрямую на микросхемы.
Используя этот способ, мы значительно упрощаем схему, отказав- шись от ламп накаливания, фотодатчиков и формирователей сигна- лов. Так же при использовании описанной в 1 схемы, можно заме- тить некоторый недостаток в ее работе.
При преобразовании непре- рывной измеряемой величины в кодовую комбинацию может возникнуть ошибка за счет конечности времени преобразования.
Поскольку код, считанный с диска, нигде не фиксируется, он может измениться за время считывания.
Избежать этого недостатка можно путем промежу- точного запоминания считанного значения кода на время его преоб- разования.
В схеме использован преобразователь считанного сигна- ла в параллельном коде в последовательный для последующей пере- дачи комбинации в линию связи.
Для этого используется регистр сдвига, значительно упрощающий схемотехническое решение.
Режим работы этого регистра задается с помощью блока формирования уп- равляющих сигналов, при этом необходимость в формировании синфа- зирующего импульса отпадает 12 - Учитывая все вышесказанное, структурная схема будет тако- вой. Сигнал с первичного измерителя посредством связи с кодирую- щим диском преобразуется в параллельную кодовую комбинацию, пос- тупающую в блок преобразования параллельного кода в последова- тельный, который управляется сигналами, поступающими с блока уп- равления.
Цикл работы устройства определяется частотой задающего генератора. 2Построение принципиальной схемы передающего устройства ко- 2доимпульсной системы телеизмерения с преобразователем считывания 2с кодовым диском и работа схемы.
Устройство считывания и преобразования параллельного кода в последовательный удобно использовать микросхему 155ИР13. Она позволяет осуществить параллельную загрузку кода по положитель- ному фронту синхроимпульсов при определенном состоянии S1 и S2 произвести сдвиг загруженного числа влево или вправо, причем состояние параллельных входов микросхемы уже не оказывает влия- ния на запомненное число.
Кроме того, эта микросхема имеет асинхронный сброс по уровню сигнала всех разрядов, что удобно при реализации циклической работы схемы. Рассмотрим временную диаграмму передаваемого кодированного сигнала. ш1.0 г г г г г -1 L-1 L-1 L-0 L-1 L-0 L 0 L- СИ L 75 0 76 0 3t 4и г г г г г г г г г - L- L- L- L- L- L- L- L- L 756 0 75 0 76 0 t 4и 0 1f 40 0 ш0 Из нее видно, что период передаваемой кодовой последова- тельности вместе с синхронизирующим импульсами составляет 18t 4и или 9 периодов работы задающего генератора.
Таким образом, если поставить после задающего генератора счетчик импульсов до 9, то с его помощью можно сформировать все необходимые сигналы для ис- пользуемого регистра сдвига.
В качестве счетчика используем мик- росхему двоичного счетчика 155ИЕ5 13 - Данная ИМС срабатывает по отрицательному фронту сигнала. Для того, чтобы организовать сброс счетчика, используем два эле- мента НЕ 155ЛН1 и один элемент 4ИЛИ-НЕТ 155ЛЕ3. Когда на вы- ходах счетчика возникает кодовая комбинация 1001 9, то на всех входах элемента 4ИЛИ-НЕ находятся нули, на выходе же элемента формируется положительный импульс, который, поступая на входы сброса счетчика, заставляет его начать новый цикл счета диаг- рамма работы счетчика и формирования импульса сброса представле- ны на листе, под номерами 1-6. Для сброса регистра необходимо использовать инвертированный импульс сброса счетчика.
Для тактирования счетчика используется сумма импульсов ге- нератора и четвертого разряда счетчика. Для параллельной загрузки кодовой комбинации в регистр не- обходимо сформировать на входах S1 и S2 логические единицы во время действия первого тактового импульса после сброса. Для пос- ледовательного сдвига разрядов в регистре во время действия так- товых импульсов необходимо присутствие на входе S1 логического нуля, а на входе S2- логическая единица.
Для реализации этого на вход S2 подается постоянная логическая единица, а на вход S1 по- дается сигнал, сформированный с помощью элемента 4ИЛИ- НЕ, на входы которого поступают сигналы с выхода счетчика. Запуск и останов устройства осуществляется двумя кнопками КН1 Останов и КН2 Пуск, которые развязаны с генератором через один из триггеров микросхемы К155ТМ2, это позволяет изба- виться от дребезга контактов.
Задающий генератор выполнен по кольцевой схеме на двух ин- верторах и одном элементе 2И- НЕ, служащем для запуска. Выходная частота следования импульсов определяется формулой f 12R 42 0C 41 В нашем случае f 7D 0f 4k 0 240 Гц. Отсюда, задавшись величиной R 42 02 кОм, находим С 41 0 C 41 0 12R 42 7D 0f 4k 0 122000240 1 мкФ Скважность определяется резистором R3. При выборе его рав- ным 270 Ом она будет равна 2, что и требуется в данной реализа- ции 14 - 2