СЕЛЕКТИВНОЕ УСТРОЙСТВО
Селективное устройство входит в радиотелеметрическую систему измерения параметров волны и ветра, используемую для определения гидрометеорологического состояния акватории испытаний судов на подводных крыльях с последующей регистрацией.
Исполнительная аппаратура, состоящая из устройств селекции, телеуправления, телеизмерения и радиостанции (рис. 1), расположена в герметичном буе, который свободно дрейфует по поверхности акватории.
Рис. 1. Структурная схема радиотелеметрической системы.
В исходном состоянии основные узлы исполнительной аппаратуры, находящиеся внутри буя, обесточены, а радиостанция находится в режиме «дежурный приём» в целях снижения расхода энергии от источников питания. Для приведения исполнительной аппаратуры в режим измерения и передачи информации оператор, находящийся на берегу или корабле, нажимает кнопку «Запуск», после чего с помощью специального формирующего устройства и передатчика вырабатывается радиоимпульс определённой длительности (примерно 1 с) и по радиоканалу поступает на исполнительную радиостанцию. Сигнал команды на включение исполнительной аппаратуры, принятый исполнительной радиостанцией, пройдя через селективное устройство и устройство телеуправления, запускает реле времени. В свою очередь реле времени включает аппаратуру телеизмерения, а радиостанцию переводит в режим передачи информации. По истечении 15 мин (выдержка реле времени) исполнительная аппаратура автоматически возвращается в исходное состояние.
Для защиты устройства телеуправления от случайных помех применено селективное устройство, описание которого приведено ниже.
Принципиальная схема селекции радиоимпульсов по частоте заполнения и по длительности (tмин<τ<tмакс), разработанная Л. Л. Шабалиным, изображена на рис. 2, а. Прямоугольный импульс длительностью 1 с и с частотой заполнения 1450 Гц (рис. 2, б) поступает на систему связанных контуров (L1C1 и L2C2, резонансная частота которых равна частоте заполнения (частота тонального вызова передающей радиостанции). Полоса пропускания связанных контуров по уровню 0,7 равна 100 Гц.
Рис. 2. Селективное устройство.
а - принципиальная схема; б - эпюры напряжений.
Порог срабатывания электронного ключа, выполненного на транзисторе Т1, выбирался таким образом, чтобы при нахождении частоты заполнения в пределах полосы пропускания связанных контуров транзистор Т1 был открыт. При несоблюдении этого условия (частота заполнения лежит вне полосы пропускания контуров) входной импульс ослабляется фильтром и в работе селектора не участвует.
Кроме селекции по частоте в описываемом устройстве использована селекция по длительности входного сигнала. Проследим работу схемы селекции. Импульс отрицательной полярности, выделяемый на нагрузке детектора R1 открывает транзистор Т1 и поступает на усилитель-ограничитель (транзисторы Т2, Т3), который формирует прямоугольный сигнал с крутыми фронтами, необходимый для чёткой работы схемы селекции.
Импульс с коллектора транзистора Т4 дифференцируется цепочкой C5R11 и своим фронтом запускает одновибратор на транзисторах Т5Т6, который формирует импульс длительностью 1,2 с.
Работа одновибратора заключается в следующем. При отсутствии на входе ждущего мультивибратора запускающих импульсов оба транзистора открыты. Поступающий на затвор полевого транзистора Т5 положительный импульс закрывает оба транзистора Т5, Т6; при этом из цепи коллектора биполярного транзистора Т6 через конденсатор С7 на затвор Т5 поступает положительный скачок напряжения. Конденсатор C7 начинает перезаряжаться через резистор R10 до того момента, пока полевой транзистор Т5 не начнёт проводить. Через полевой транзистор Т5 потечёт ток базы транзистора Т6, который откроет биполярный транзистор, что приведет к регенеративному процессу. В результате на выходе одновибратора появится скачок напряжения.
Аналогичным образом, но только спадом импульса, снимаемого с коллектора транзистора Т3, запускается одновибратор (Т7, Т8), который формирует импульс длительностью t2=0,4 с (рис 2, б). Импульс отрицательной полярности с эмиттера транзистора Т8 поступает на базу биполярного транзистора Т10, который вместе с транзистором Т9 образует схему совпадения. При отсутствии сигнала на базе транзистора Т9 схема совпадения закрыта. При поступлении на базу транзистора Т9 импульса отрицательной полярности (с коллектора Т6) и совпадении его во времени с отрицательным импульсом с эмиттера T8 на коллекторе Т9 появляется импульс положительной полярности, который запускает одновибратор на полевом транзисторе Т11 и биполярном Т12.
Таким образом, селекция импульсов осуществляется путём сравнения на схеме совпадения И положения во времени импульса одновибратора (T7, Т8) и сигнала отрицательной полярности, получающегося в результате укорочения цепью C9R19 импульса одновибратора (Т5, Т6).
Если длительность входного импульса τ<Тмин=τк.р1-τк.р2 (где τк.p1 и τк.р2 - импульсы, вырабатываемые одновибратором на транзисторах Т5, Т6 и одновибратором на Т7Т8 соответственно), то во входных каналах схемы совпадения И нет совпадения во времени сигнала, поступающего с укорачивающей цепи C9R16, с импульсом одновибратора T7T8 и выходной сигнал селектора отсутствует.
Аналогичная ситуация возникает для входных импульсов длительностью τ>τмакс=τк.р1. Только для импульсов длительностью τмин<τ<τмакс имеет место совпадение во времени импульсов во входных каскадах схемы совпадения, и на выходе селектора появляется выходной импульс.
Одновибратор (транзисторы Т11, Т12). запускаемый импульсом схемы совпадения, служит для увеличения длительности выходного импульса схемы сопадения и, таким образом, увеличения надёжности срабатывания системы телеуправления.