3.8.3. Коммутатор на пт для системы передачи телеметрической информации

В системах передачи телеметрической информации обычно используется принцип последовательного опроса каналов. Такой принцип реализует схема электронного коммутатора с несколькими входами и одним выходом. Ниже описывается коммутатор типа 3/l для системы передачи телеметрической информации.

Коммутатор с тремя входами и одним выходом, использующий ключевые ячейки на ПТ типа КП103К, приведен на рисунке 3.22.

Технические данные разработанного коммутатора.

Время опроса каждого канала 0,3 сек.

Диапазон входных напряжений 3·10^-3 – 0,775 В.

Диапазон рабочих частот 30 – 10⁴ Гц.

Погрешность коэффициента передачи

при сопротивлениях источников сигналов R_Г ≤ 2 кОм <0,5%.

Напряжение питания 8В.

Принцип работы коммутатора основан на изменении сопротивлений каналов ПТ при изменении напряжений затвор-исток.

В состоянии «выключено» к участкам затвор-исток ПТ прикладывается напряжение с сопротивления R₁ делителя R₁, R₂, превосходящее напряжение запирания ПТ (U₀ = 3,5 В). При этом ПТ находится в запертом состоянии, и сопротивление его канала превышает 10⁸ Ом.

Рис. 3.22. Схема коммутатора с тремя входами и одним выходом

В состоянии «включено», напряжение затвор-исток ПТ снижается до фиксированной величины (+1В), определяемо амплитудой напряжения, вырабатываемого генератором переключающих импульсов. Рабочая точка ПТ выбирается при U_ЗИ = +1 В, из соображений изложенных в пункте 3.1.

Коэффициент передачи коммутатора при этом оказывается не менее 0,995 и может быть рассчитан по формуле:

, (3.18)

где R_Г – сопротивление источника сигнала (R_Г = 600 Ом).

В качестве генератора управляющих импульсов применен трехтактный самовозбуждающийся мультивибратор. Время работы каждого канала определяется длительностью импульсов, вырабатываемых мультивибратором, и может быть рассчитано по формуле:

, (3.19)

где U_n – напряжение питания коммутатора, I₀ – средний ток, потребляемый мультивибратором, I_КО – обратный ток коллектора биполярного мультивибратора.

Коммутатор сохраняет работоспособность при напряжении источника питания от 4,5 до 12 В.

Разработанный коммутатор отличается от аналогичных, на биполярных транзисторах и электронных лампах, отсутствием постоянной составляющей тока и коммутируемой цепи высокой экономичностью и малым весом. В отличие от коммутаторов на диодах и биполярных транзисторах, коммутатор на ПТ обеспечивает хорошую развязку управляющей и выходной цепей даже при коммутации сигналов с очень низкой частотой переключения.

Применение в коммутаторе ПТ в качестве управляемых сопротивлений, позволило: обеспечить высокое входное сопротивление цепей управления; осуществить коммутацию сигналов с очень низкой частотой переключения; существенно снизить потребляемую мощность от источника питания; реализовать высокое сопротивление коммутирующих элементов в запертом состоянии; добиться высокой надежности коммутатора; выполнить устройство в виде миниатюрной конструкции, имеющей малую массу.