5.5. Структура питания

Организация питания для СИ ПКЭ требует отдельного серьёзного рассмотрения. Недооценка проблемы может привести к ненадёжной работе изделия или существенного снижения его потребительских свойств. Рассмотрим проблему в постановочном виде.

5.5.1. Варианты питания

Существует четыре варианта питания: от аккумулятора, источника измеряемого сигнала, отдельной сети (постоянного или переменного тока) и комбинированное.

Ориентация на аккумулятор приводит к жестким требованиям к потреблению. В противном случае аккумулятор будет большим и тяжелым, либо время непрерывной работы будет существенно снижено. Кроме того, далеко не все аккумуляторы хорошо работают при экстремальных температурах, требуют «внимательного» к ним отношения, в ряде задач будет необходимо строго контролировать их энергоёмкость. Аккумуляторы часто дороги.

Питание от измеряемого сигнала имеет казалось бы преимущество, однако и в этом случае могут возникать проблемы.

Источник питания должен быть трёхфазным, с таким расчётом, что пропадание одной или двух из фаз не приведёт, в общем случае, к нарушениям в работе СИ ПКЭ.

Если источники сигналов – измерительные трансформаторы, то отбор мощности от них существенно ограничен.

Использование специального сетевого питания – редкий случай и реализуем в большей степени для стационарных изделий, решающих задачи мониторинга.

Таким образом, идеального решения не существует и выбор схем питания будет зависеть от назначения СИ ПКЭ. Нам видится, что разновидности схем питания сильно коррелируют с представлениями о группах СИ ПКЭ, представленными в разделе 2.

5.5.2. Проблемы при проектировании

Следует иметь в виду при проектировании схем питания, что современные преобразователи питания являются источниками помех как для внутренних схем СИ ПКЭ (и особенно аналоговых), так и для окружающей среды.

Если первая проблема будет вынужденно решена вами на этапах НИОКР-а, то вторая для вас может возникнуть уже на этапе сертификации продукции.

5.6. Программируемые устройства

Программируемые устройства – контроллеры, представлены на рис.1 в виде структурных элементов В (вычислитель) и У (устройство управления). Первый из них фактически является сопроцессором для второго, разгружает его, являясь для него источником выделенной из объекта контроля информации.

Такая структура была принята де-факто практически всеми отечественными производителями под влиянием жестких требований Стандарта.

В качестве В используется т.н. сигнальный (или DSP) процессор. Другими словами процессор, структурно ориентированный на эффективное выполнение функций фильтрации, к которым относят и т.н. преобразование Фурье.

Второй процессор (контроллер) в литературе обозначают по разному: главный, Host-, сервисный. По функциям это контроллер обслуживания периферийных устройств ввода-вывода информации (клавиатура, индикация, память данных и др.).

Современное состояние электроники в этой области показывает, что в ряде случаев можно отказаться от применения тандемной схемы контроллеров. Дело в том, что на рынке уже имеются недорогие (до 10$), но высокопроизводительные 32-битные контроллеры со встроенной большого объёма памятью и драйверами стандартных серийных интерфейсов. Некоторые контроллеры имеют к тому же совмещённую систему команд (DSP и RISC), что дополнительно повышает их производительность.