Бесплатная техническая библиотека

Многокомандная система телеуправления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аппаратура радиоуправления

 Комментарии к статье

Шифратор и дешифратор, о которых пойдет речь в статье, позволяют создать систему телеуправления с одновременной передачей до семи дискретных команд. Оба устройства полностью выполнены на КМОП-микросхемах и потому очень экономичны.

Для передачи команд используется числоимпульсный код (о работе числоимпульсных шифратора и дешифратора можно прочитать в статье А. Проскурина "Дискретная аппаратура телеуправления".- Радио, 1989, № 4, с. 29-31.) Семи командам, передаваемым в каждом цикле работы поочередно, соответствуют пачки из одного - семи импульсов. Если вместо одной из них передается пачка из восьми импульсов, то это означает, что данная команда отсутствует.

Принципиальная схема шифратора изображена на рис. 1, а эпюры сигналов в его характерных точках - в верхней части рис. 2. Шифратор состоит из генератора прямоугольных импульсов, шифратора и выходного транзисторного ключа. В свою очередь, шифратор содержит два счетчика (один из них с дешифратором), мультиплексор, семь выключателей (по числу команд) и ключ на элементе ИЛИ-НЕ.

Рис.1

Генератор выполнен на элементах DD1.1 и DD1.2. Частота повторения импульсов - около 1 кГц. Поскольку напряжение переключения КМОП-элементов не равно половине напряжения питания, для симметрирования импульсов в генератор введена цепь R2VD1.

Импульсы генератора поступают на вход десятичного счетчика с дешифратором DD2 и один из входов ключа, в качестве которого использован элемент DD1.3. В нулевом и единичном состояниях счетчика на соответствующих выходах дешифратора (выводы 3 и 2 DD2) присутствует напряжение с уровнем логической 1, которое запрещает прохождение импульсов генератора через элемент DD1.3 на электронный ключ, выполненный на транзисторе VT1.

Рис.2

Во всех остальных состояниях счетчика импульсы положительной полярности, формируемые на выходе этого элемента под действием импульсов генератора, периодически открывают транзистор VT1. В результате на его коллекторе формируются импульсы отрицательной полярности, которые по проводной или радиолинии связи можно передать на дешифратор системы телеуправления. Генератор РЧ колебаний или модулятор системы радиоуправления можно включить в коллекторную цепь этого транзистора.

Если ни один из командных выключателей SA1 - SA7 не замкнут, счетчик микросхемы DD2 работает с коэффициентом пересчета 10, и на выходе элемента DD1.3 формируются пачки из восьми импульсов, разделенные интервалами, равными 2,5 периода колебаний генератора.

Предположим теперь, что замкнуты контакты каких-либо двух выключателей, например, SA2 и SA3. Работу шифратора рассмотрим, начиная с момента, когда счетчик DD3 находится в нулевом состоянии. В этом случае выход мультиплексора DD4 (вывод 3) через его внутренние ключи соединен с входом Х0 (вывод 13), но поскольку выключатель SA1 не замкнут, это никак не влияет на работу счетчика DD2 и он выполняет весь цикл счета.

В начале следующего цикла, когда на выходе 1 (вывод 2) счетчика DD2 заканчивается импульс положительной полярности, счетчик DD3 переключается в состояние 1 и выход мультиплексора DD4 соединяется с его входом X1. Последний, как видно из схемы, соединен через выключатель SA2 с выводом 10 счетчика DD2, поэтому, когда он переходит в состояние 4, напряжение логической 1 через мультиплексор DD4 поступает на вход R и возвращает его в нулевое состояние. В результате на выходе элемента DD1.3 формируется пачка из двух импульсов, а счетчик DD2 начинает новый цикл счета. В нем счетчик DD3 переходит в состояние 2, выход мультиплексора соединяется с входом Х2, сигнал установки в 0 счетчика DD2 поступает на его вход R после перехода в состояние 5 и на выходе устройства формируется пачка из трех импульсов.

После завершения формирования восьмой пачки импульсов цикл работы шифратора повторяется. Максимальная длительность цикла при частоте следования импульсов 1 кГц- 80 мс, при подаче команд она несколько меньше.

Принципиальная схема дешифратора показана на рис. З. а эпюры сигналов- в нижней части рис. 2. Устройство состоит из формирователя импульсов, детектора паузы,' счетчика импульсов, регистра, дешифратора и семи (по числу команд) формирователей управляющих сигналов.

Рис.3 (нажмите для увеличения)

Формирователь импульсов выполнен на элементе DD1.1, резисторе R1 и конденсаторе С1. Устройство обладает свойствами интегрирующей цепи и триггера Шмитта. Его выходные импульсы несколько задержаны относительно входных и имеют крутой фронт независимо от длительности их фронта. Кроме того, такой формирователь подавляет импульсные помехи малой длительности. Детектор паузы образован элементом DD1.2, резистором R2, диодом VD1 и конденсатором С2. Работу этого узла иллюстрирует рис. 2 (см. эпюры напряжений на выводах 7 и б микросхемы DD1). Первый отрицательный импульс пачки, пройдя через диод VD1, переключает элемент DD1.2 в нулевое состояние. В паузе между первым и вторым импульсами конденсатор С2 заряжается через резистор R2, однако напряжение на входе элемента не достигает порога переключения и он остается в исходном состоянии. С появлением каждого следующего входного импульса конденсатор С2 быстро разряжается через диод VD1, поэтому во время действия пачки напряжение на выходе элемента DD1.2 поддерживается на уровне логического 0.

В паузе между пачками импульсов напряжение на входе элемента DD1.2 достигает порогового значения и он лавинообразно переключается (благодаря положительной ОС через конденсатор С2) в единичное состояние. В результате на его выходе (вывод 6) формируется импульс положительной полярности, переводящий счетчик DD2 в нулевое состояние.

Импульсы с выхода элемента DD1.1 поступают на вход CN счетчика DD2 и он после окончания пачки устанавливается в состояние, соответствующее числу импульсов в ней. Под действием фронта импульса, сформированного детектором паузы (DD1.2), информация о состоянии счетчика DD2 переписывается в регистр DD3. Его выходные сигналы поступают на дешифратор DD4. В результате после приема каждой пачки из одного - семи импульсов на соответствующем выходе дешифратора появляется сигнал логической 1, который сохраняется до окончания приема очередной пачки. После прихода пачки из восьми импульсов сигнал такого уровня возникает на выходе 0, который в данном устройстве не используется.

Длительность выходных импульсов дешифратора DD4 в зависимости от числа импульсов в пачке, следующей за данной, находится в пределах 3...10 мс (период, как говорилось, может достигать 80 мс). Для управления исполнительными механизмами эти импульсы малопригодны. Чтобы превратить последовательности импульсов в управляющие сигналы с неизменным уровнем, в устройство введены формирователи, собранные на элементах микросхем DD1, DD5, резисторах R3 - R9, диодах VD2-VD8 и конденсаторах С5-С11. Работают они примерно так же, как и рассмотренный выше детектор паузы.

Для примера рассмотрим процесс формирования управляющего сигнала команды 2 (в шифраторе замкнуты контакты командного выключателя SA2), когда по линии связи поступают пачки из двух импульсов. В этом случае на выходе 2 (вывод 2) дешифратора DD4 появляется последовательность положительных импульсов. Первый же из них через диод VD3 воздействует на вход элемента DD5.1 и переводит его в состояние логической 1, заряжая до этого уровня конденсатор Сб. В паузе между импульсами конденсатор медленно разряжается через резистор R4, однако до порога переключения напряжение на входе элемента не снижается. Каждый следующий импульс быстро дозаряжает конденсатор С6 до уровня логической 1, поэтому в течение всего времени передачи команды 2 на выходе элемента DD5.1 поддерживается напряжение логической 1.

По окончании передачи команды конденсатор С6 разряжается через резистор R4, напряжение на входе элемента понижается до порога переключения и он лавинообразно переходит в нулевое состояние.

Шифратор и дешифратор смонтированы на печатных платах (см. соответственно рисунок 4 и рисунок 5), изготовленных из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Платы рассчитаны на установку резисторов МЛТ-0,125, конденсаторов КМ-5 и КМ-6.

Без каких-либо изменений печатных плат вместо микросхем К561ИЕ8, К561ЛЕ10 и К561ИД1 можно использовать их функциональные аналоги из серии К 176. Следует, однако, учесть, что не все они могут нормально работать при напряжении питания 4,5 В, поэтому, возможно, его придется повысить до 9 В. Если микросхему К176ПУЗ (рис. 3) заменить на К561ПУ4 (эта замена также возможна без изменения печатной платы), напряжение питания можно выбрать любым в пределах 3...15 В.

Счетчики К561ИЕ10 в обоих устройствах можно заменить на К561ИЕ11 (а в шифраторе - еще и на К176ИЕ1, К176ИЕ2), регистр К561ИР9 - на К176ИРЗ, однако в любом из этих случаев потребуется доработка схем и печатных плат.

Рис.6

В частотозадающих цепях шифратора и дешифратора можно использовать конденсаторы вдвое большей или меньшей емкости, соответственно подобрав резисторы этих цепей таким образом, чтобы произведения значений емкости и сопротивления остались неизменными.

Литература

1. Радио №10, 1990

Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Аппаратура радиоуправления.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Электрическая капсула для стимуляции желудока и улучшения аппетита 05.05.2023 Американские инженеры создали капсулу, которая при глотании электрически стимулирует клетки желудка, побуждая их вырабатывать гормон голода грелин. Первые испытания по изобретению, которое может помочь в лечении тошноты и пониженного аппетита, провели на свиньях. Гормон грелин отвечает за чувство голода и известен за способность усиливать аппетит и противодействовать тошноте. Он производится главным образом клетками желудка, поэтому ученые Массачусетского технологического института предположили, что электрическая стимуляция желудка изнутри может увеличить выработку гормона. Это пригодилось бы при лечении состояний, сопровождающихся плохим аппетитом и тошнотой у людей. Чтобы избежать имплантации электродов в орган, ученые создали прототип капсулы, которую можно проглотить, как обычную таблетку, и она будет временно действовать в желудке, пока естественным образом не покинет его. Она имеет в строении электронику, которая генерирует электрические сигналы и посылает их в клетки через электрод, намотанный на капсулу снаружи, а также содержит внутри батарею для ее питания. Чтобы жидкость в желудке не мешала электроду контактировать с клетками, инженеры придали капсуле форму, на которую их вдохновила кожа ящериц молохов. У этих животных она имеет систему микроскопических каналов, которые впитывают и направляют благодаря капиллярным силам дождевую воду и росу в рот молохов. Похожей системой каналов с гидрофильным покрытием наделили и поверхность капсулы, чтобы она отводила лишнюю жидкость от электрода, позволяя контактировать с клетками и стимулировать их. А чтобы капсула не начала действовать еще в пищеводе, ее покрыли сахарозаменителем изомальтом, деградирующим в кислоте желудка. Тестирование на 13 свиньях показало, что уже через десять минут стимуляции капсулой уровень грелина в крови возрастает примерно на 40 процентов. Капсула оставалась в желудке в течение суток, а затем все животные избавлялись от нее естественным путем в течение двух недель, что для свиней является нормальным показателем. Изучение тканей пищеварительного тракта испытуемых животных не выявило признаков воспаления, травмы или других патологий из-за капсулы, что предварительно свидетельствует о безопасности технологии. К тому же выявленное увеличение уровня грелина ученые считают достаточным для уменьшения тошноты и улучшения аппетита, но необходимы следующие опыты на людях, что это проверить.

Другие интересные новости:

▪ Заслон для грызунов

▪ Сон слонов

▪ Найден след от столкновения с крупнейшем метеоритом за всю историю

▪ Металл улучшили с помощью керамики

▪ Муштра повышает агрессию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей

▪ статья Ободрать как липку. Крылатое выражение

▪ статья Почему у некоторых людей приятные голоса? Подробный ответ

▪ статья Пеларгония. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автоматическое коммутационно-согласующее устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Движущиеся часы. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026