I Мы частот сишла

а

снеситель переват-чина

Снштепь приепиииа

ФОС

Рис. 7.44

и

ШВА * d

о-се:-XD,ot

42 S яри aipifave

-12 В при

Р Рис. 7.45

тель-детектор, на который подано напряжение от общего для приемника и передатчика генератора звуковой частоты усиливает УЗЧ,

При передаче сигнал от микрофона усиливается в модуляторе и поступает на балансный модулятор, с выхода которого сигнал с подавленной несущей поступает на усилитель и далее на кварцевый фильтр, который пропускает только одну боковую полосу. Сформированный однополосный сигнал смесителем передатчика переносится на частоту сигнала, которую принимал приемник (частоты опорного и задающего генераторов при переходе на передачу не изменяются). Пройдя через фильтр частоты сигнала, однополосный сигнал поступает на линейный усилитель мощности и через антенный коммутатор-в антенну.

Формирование в трансивере передаваемого сигнала точно на частоте приема очень удобно для любительских радиостанций, так как обычным способом начала радиосвязи между радиолюбителями является ответ на частоте вызываемой радиостанции.

В трансиверах используются описанные выше фильтры, смесители, усилители, балансные модуляторы и детекторы, применяемые в обычных любительских приемниках и передатчиках. В качестве антенного коммутатора может быть применено высокочастотное реле. Схема электронного переключателя прием-передача приведена на рис. 7.45. Антенна постоянно подключена к

К штуруЗГ

01у(сг

Т

1/. SA2

-М 0*126 при

КД503А Щ'

Jl-о* 12 В при

VD2 ШОЗА

переВаче

Рис. 7.46

П-контуру C1L1C2 усилителя мощности передатчика, в котором работает VL1. При приеме напряжение сигнала с горячего конца П-конту-ра через конденсатор связи СЧ поступает на высокодобротный входной контур УРЧ приемника L2C5. Подключенный к этому контуру мощный варикап VD1 закрыт отрицательным напряжением -12 В и добротности контура L2CS на снижает. При передаче на VD1 поступает положительное напряжение, через него течет ток более 20 мА и сопротивление, подключенное к затвору УРЧ приемника VT1, уменьшается более чем в 1000 раз. Коммутатор по схеме рис. 7.45 можно использовать в трансиверах с выходной мощностью передатчика до 50 Вт.

В процессе двусторонней радиосвязи на трансивере может возникнуть необходимость несколько изменить частоту приема, сохранив частоту передачи неизменной, либо изменить частоту передачи, сохранив частоту приема. На рис. 7.46 приведена схема подстройки частоты ЗГ, позволяющая реализовать эти варианты в трансивере. Для управления независимой расстройкой трансивера служат два тумблера SA1 и SA2, имеющие соответственно надписи прием и передача . При выключении обоих тумблеров частота настройки трансиверса как при приеме, так и при передаче определяется емкостью С2. При включении только SA1 при передаче частота настройки остается прежней, а при приеме будет изменяться при помощи С1, имеющего надпись расстройка . При включении только SA2 расстройка будет действовать при передаче и отключаться при приеме. При включении обоих тумблеров расстройка действует и при приеме, и при передаче.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

ЗЛЕ А ( 8

8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5.

8.6. 8.7. 8.8.

8.9. 8.10.

Содержание

Общие сведения ...................... 261

Типы и конструкции датчиков................. 262

Схемы включения датчиков.................. 266

Электронные узлы автоматических устройств ........... 267

Аналоговые устройства автоматики............... 276

Усилители (276). Устройства дистанционного управления (277). Регулирующие

устройства (279)

Электронные реле ..................... 280

Сигнализаторы и индикаторы................. 282

Устройства на логических элементах .............. 289

Логические элементы автоматики (289)

Практические схемы устройств на логических элементах....... 297

, Узлы аппаратуры управления моделями............. 302

АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Общие сведения

Автоматические устройства, действуя без участия человека, измеряют, стабилизируют либо изменяют по заданному закону (регулируют) параметры и режимы управляемых объектов или процессов. Для выполнения функций регулирования в состав автоматических устройств вводятся:

датчики, т. е. измерители контролируемых физических величин (напряжений и токов, частот, температур, яркостей, перемещений, скоростей движения, давлений жидкостей и газов и т. п.), преобразующие эти величины в соответствующие сигналы;

исполнительные устройства, воздействующие на объект регулирования для требуемого изменения его параметров или режима его функционирования;

запоминающие устройства, в которых фиксируются программы регулирования, физические

параметры и другая информация, необходимая для осуществления регулирования;

процессоры, в которых средства вычислительной техники осуществляют также взаимодействие элементов и звеньев автоматических устройств, при которых регулирование по заданной программе происходит с ожидаемыми точностью и надежностью.

В состав цепей связи между перечисленными элементами автоматических устройств входят, кроме того, усилители и преобразователи сигналов, индикаторы для визуального или иного контроля процессов, аварийные сигнализаторы и пр. Например, в системах автоматизации технологических процессов в химических производствах, где участие человека особенно нежелательно по соображениям безопасности, количество датчиков и исполнительных устройств исчисляется сотнями, а связи между ними отличаются большой сложностью.

в зависимости от характера входных и выходных сигналов автоматические устройства делятся на устройства непрерывного и прерывистого действия и называются соответственно ана-

Рис. 8.1

логовыми и дискретными. Дискретные устройства подразделяются на релейные и импульсные.

В аналоговых устройствах контролируемый или регулируемый параметр X и выходной параметр Y изменяются непрерывно (рис. 8.1, а). В релейных устройствах входной параметр X изменяется непрерывно, а выходной параметр Y появляется лишь при достижении входным параметром некоторого заданного значения (рис. 8.1,6). В импульсных устройствах входной X и выходной Y параметры представляют собой импульсы различной длительности, частоты или амплитуды. Чаще всего входные и выходные дискретные сигналы имеют два уровня: отсутствие сигнала условно принимается за О , наличие сигнала-за 1 . Дискретные автоматические устройства применяют для контроля, регулирования процессов, а также для выполнения логических операций от простейших (автоматы продажи билетов, газет и т. п.) до очень сложных (компьютеры, экстремальные и самонастраивающиеся регуляторы и т. п.).

При создании автоматических устройств необходимо правильно выбрать и спроектировать датчик, рассчитать электронные блоки, выбрать соответствующий измерительный или регистрирующий прибор и исполнительное устройство.

8.2. ТИПЫ

И КОНСТРУКЦИИ

ДАТЧИКОВ

Датчики можно классифицировать по виду преобразуемой энергии и виду энергии, в которую осуществляется преобразование.

Разнообразным формам движения материи в принципе построения датчиков соответствуют различные физические явления: механические, электрические, магнитные, электромагнитные (включая радиоволны и свет), химические, тепловые, ядерные и др. Поскольку датчик преобразует один вид энергии в другой, перечисленные явления позволяют в сочетании по два образовать более ста классов датчиков. При этом каждый класс включает несколько видов преобразуемых параметров. Так, механоэлектри-ческий датчик может преобразовывать в электрическую величину перемещения, силу (давление), скорость или ускорение. Поэтому внутри каждого класса датчиков имеется целый ряд групп. Внутри группы преобразования могут осуществляться несколькими способами и иметь существенные конструктивные особенности. Соответственно количество различных датчиков, применяемых в автоматических устройствах исчисля-

Рис. 8.2

Рис. 8.3

ется тысячами. Далее приводится лишь несколько типичных примеров.

Контактные датчики. Контактные датчики являются простейшими преобразователями таких неэлектрических величин, как перемещение, в электрический сигнал.

Датчик (рис. 8.2) состоит из неподвижного контакта 1 и якоря, на котором устанавливается подвижный контакт 2. Если контакты включить последовательно с источником ЭДС Е и исполнительным устройством 3 и подать на якорь входной сигнал X (механическое перемещение), то исполнительное устройство будет включаться в зависимости от перемещения якоря.

Основными характеристиками контактного датчика являются порог срабатывания, в основном определяемый зазором между разомкнутыми контактами, и номинальный ток контактов. Чем меньше зазор, тем чувствительнее датчик, однако уменьшение зазора ограничивается опасностью пробоя контактов (возникновения дуги). Дуга возникает при превышении допустимых значений напряжения на разомкнутых контактах или тока в цепи замкнутых контактов.

В качестве контактных датчиков успешно применяются магнитоуправляемые герметичные контакты-герконы, представляющие собой два контакта в стеклянном вакуумном баллоне, замыкающиеся под действием магнитного или электрического поля (табл. 8.1). Если геркон 3

Таблица 8.1. Основные параметры герконов

Параметр

Тип геркона

КЭМ-1 КЭМ-2 МКВ-1 МУПЗВ-1

Размеры, мм

Максимальное время срабатывания, мс

0 5,4 X 0 3 X 0 4,6 X 0 6,2 X X 50 X 20 X 23 X 42

поместить в катушку 2 (рис. 8.3), то при пропускании через нее тока (при замыкании ключа 1) свободные концы контактов геркона, изготовленные из магнитного материала, намагничиваются и замыкаются, вызывая протекание тока через исполнительное устройство 4.

Реостатные датчики. Реостатные датчики предназначены для преобразования перемещения в электрический сигнал и представляют собой переменный резистор, положение движка кото-