6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Триггер, как элемент электронных схем. Триггер – это схема на двух. - презентация

1 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Триггер, как элемент электронных схем. Триггер – это схема на двух транзисторах, которая может находиться только в одном из двух состояний. Рис Транзистор p-n-p типа. Транзистор (рис.6.6.8) имеет три электрода. База Эмиттер Коллектор Ток между коллектором и эмиттером зависит от напряжения на базе. Если в p-n-p транзисторе на базе отрицательное напряжение, транзистор открыт. Ток идет. - Если на базе положительное напряжение, транзистор закрыт. Ток не идет. +

2 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Рис Транзистор n-p-n типа. Транзистор n-p-n типа (рис.6.6.9) наоборот, закрывается отрицательным напряжением и открывается положительным. Такой режим работы транзистора называется ключевым. В триггере используется ключевой режим работы.

3 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. S R Выход 2 Выход 1 R3R3 VT 2 VT 1 R2R2 R1R1 R8R8 R7R7 R6R6 R5R5 R4R4 - Рис Принципиальная схема триггера. Если транзистор VT 1 закрыт, то VT 2 - открыт. Если же транзистор VT 1 открыт, то VT 2 - закрыт. Докажем, что других состояний быть не может. Предположим, транзистор VT 1 закрыт. Тогда напряжение на коллекторе VT 1 – отрицательное. Через резистор R 2 оно подается на базу VT 2 и открывает его. Через открытый транзистор положительное напряжение идет на коллектор VT 2. Через резистор R 3 оно подается на базу VT 1 и поддерживает его в закрытом состоянии. Значит, такое состояние является устойчивым и может сохраняться неопределенно долго.

4 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. S R Выход 2 Выход 1 R3R3 VT 2 VT 1 R2R2 R1R1 R8R8 R7R7 R6R6 R5R5 R4R4 - Триггер можно вывести из этого состояния, подав короткий положительный импульс на R-вход. Этот импульс закрывает VT 2 на короткое время. Напряжение на коллекторе VT 2 становится отрицательным. Через резистор R 3 оно поступает на базу VT 1 и открывает его. Через открытый транзистор положительное напряжение идет на коллектор VT 1. Через резистор R 2 оно подается на базу VT 2 и поддерживает его в закрытом состоянии даже после окончания импульса. Такое состояние также является устойчивым.

5 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. S R Выход 2 Выход 1 R3R3 VT 2 VT 1 R2R2 R1R1 R8R8 R7R7 R6R6 R5R5 R4R4 - Триггер является абсолютно симметричной схемой. Его состоянием можно управлять по R- и по S- входу, как положительными так и отрицательными импульсами. Триггер используется, как ячейка памяти в цифровых схемах. Рис Обозначение триггера на схемах. R S

6 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра Рис Принципиальная схема канала измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Воспользуемся импульсами основной серии. Эти импульсы поступают на S- и R- входы триггера через конденсаторно-диодные цепочки C 1 –VD 1 и С 2 – VD 2.

7 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. a) b)b) c)c) Конденсатор дифференцирует импульсы (рис b). Диод пропускает только положительные импульсы в момент прохождения переднего фронта прямоугольных импульсов (рис c). Рис Преобразование импульсов конденсаторно-диодной цепочкой.

8 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Пусть на верхнем выходе триггера был «-». Первый же импульс вызовет срабатывание триггера по S- входу и на его выходе появится «+». Он идет на базу VT 1 и закрывает его. Тогда начинается зарядки конденсатора С д по цепи: «-12 – R3 – VD3 – C д – земля(+)». Напряжение на верхней пластине С д растет. При определенном напряжении пробивается стабилитрон VD5. Короткий отрицательный импульс идет через конденсатор С3 на S-вход триггера.

9 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Триггер снова срабатывает по S-входу и на его выходе появится «-». Он идет на базу VT 1 и открывает его. Зарядка С д прекращается, т.к. ток идет прямо через транзистор. Однако, С д остался заряженным. Он разряжается в С и по цепи: «Нижняя пластина С д – земля – VT1 – VD4 – C д ».

10 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Поскольку С и >> C д, то напряжение на С и после получения такой дозы заряда очень мало. Следующий импульс вызывает повторение всего процесса. С и получает новые и новые дозы заряда, напряжение на нем растет. Одновременно С и разряжается на R5. С ростом напряжения растет и разрядный ток. Рост напряжения на С и замедляется, а затем прекращается.

11 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Этот процесс можно сравнить с наполнением дырявой емкости водой путем опрокидывания маленьких стаканчиков. Чем чаще опрокидываются стаканчики, тем больше уровень воды в ведре в стабильном состоянии.

12 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Чем больше частота циклов, тем больше напряжение на С и в стабильном состоянии. Значит, напряжение на С и зависит от частоты импульсов, то есть от скорости ветра! Это напряжение измеряют стрелочным или цифровым прибором.

13 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Пределы измерения – от 0 до 60 м/с. Для повышения точности пользуются шкалой 0 – 30 м/с. Наблюдатель нажимает ключ «К». В канал попадают импульсы основной и сдвинутой серии. Частота импульсов возрастает в 2 раза. Пределы измерения уменьшаются в 2 раза.

14 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения мгновенной и максимальной скорости ветра. Для измерения максимальной скорости пользуются пассивной (лишенной пружины) стрелкой. В цифровых приборах используется запоминающее устройство для максимального значения мгновенной скорости ветра.

15 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. Канал измерения направления ветра. Для измерения направления ветра нужно измерить сдвиг фаз ОП и ОС (или ОП и СД). Рис Принципиальная схема канала измерения направления ветра VD VT1 L1L1 L2L2 C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р СПФ – сигнализатор положения флюгарки, СБР – схема блокировки реле, Р – реле.

16 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р t Импульс ОП поступает на S-вход триггера. На его выходе появляется «+», который запирает VT1.

17 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р Следующий импульс ОС поступает на R-вход триггера. На его выходе появляется «-», который открывает VT1. Значит, VT1 был закрыт в течение времени t между импульсами ОП и ОС.

18 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р В течение этого времени заряжался конденсатор С по цепи: «-12v – R4 – VD – R3 – C – земля» Конденсатор имеет большую емкость и не успевает зарядиться за это время. Но он получает дозу заряда. Следующая пара импульсов ОП-ОС вызывает повторение процесса. Каждый раз конденсатор получает дозу заряда.

19 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р Одновременно конденсатор разряжается по цепи R3 – R2. Еcли зарядка идет только в течение времени t, то разрядка – в течение всего периода Т. Через секунд устанавливается равновесие. Напряжение на конденсаторе в состоянии равновесия зависит от отношения t/T, т.е. от сдвига фаз.

20 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р Напряжение измеряют стрелочным прибором, шкала которого имеет деления от 0 до Однако, при колебаниях флюгарки около северного направления конденсатор осредняет малые и большие величины и прибор показывает !!!!

21 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р Чтобы исключить это, воспользуемся импульсами ОП-СД. Ключ «К1» следует перевести в нижнее положение. Это делает реле «Р». При приближении флюгарки к северному направлению магнит оказывается около одного из герконов (СПФ). Он замыкается и на реле поступает напряжение. Реле срабатывает. ИосИос ИсдИсд ИопИоп

22 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р Тогда «0» оказывается посередине шкалы. Одновременно с ключом К1 срабатывает ключ К2. Загорается одна из лампочек, указывающая рабочую шкалу

23 6.6. Анеморумбометр М-63м. Канал измерения направления ветра. VT1 L1L1 L2L2 VDVD C R4 R3 R2 R1R1 K1 Ф оп Ф ос Ф сд R S СПФ R5 СБР K v Р В таком состоянии реле блокируется (с помощью СБР) до замыкания второго геркона. При изменении направления на южное ключи переключаются вверх, работает шкала