МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Передающее устройство систем телеизмерения

    Передающее устройство систем телеизмерения

    Содержание

    1 Введение 2

    2 Назначение и область применения 4

    3 Технические характеристики 4

    4 Структурная схема передатчика 5

    5 Разработка и расчёт основных блоков схемы 7

    5.1 Параметры НС – кода 7

    5.2 Выбор комбинаций НС – кода 10

    5.2.1 1 –я посылка 11

    5.2.2 2-ая посылка 14

    5.3 Выбор АЦП 16

    5.4 Расчёт делителя напряжения 19

    5.5 Реализация регистра 20

    5.6 Разработка логического узла 20

    5.7 Выбор передаваемых частот и полос пропускания 21

    5.8 Расчёт генераторов гармонических колебаний 23

    5.9 Расчёт полосовых фильтров 25

    5.10 Разработка блока управления 27

    6 Основные требования к алгоритмам диагностирования 29

    7 Техническая диагностика и прогнозирование 32

    8 Связь технической диагностики с надежностью и качеством 35

    9 Основы теории технической диагностики 38

    10 Разработка технического диагностирования 40

    11 Разработка схемы диагностирования 44

    12 Диагностирование работоспособности системы 46

    13 Заключение 48

    Приложение А (задание на бакалаврскую работу)__________________

    Приложение Б (список литературы)______________________________

    1 Введение

    Проектирование современных систем телемеханики в корне отличается от

    тех же систем спроектированных буквально несколько лет назад. Это

    объясняется в первую очередь тем, что для построения современных систем

    телемеханики широко используются интегральные микросхемы и средства

    вычислительной техники.

    Использование современных технологий неизбежно влечёт к повышению

    скорости работы систем, улучшения качества и размеров систем, повышению

    точности и т.д., по сравнению со своими предшественниками, выполненными на

    транзисторах и диодах. Так кроме традиционных функций (телеуправление,

    телеизмерение, телесигнализация, телерегулирование и передача

    статистической информации) они могут осуществлять предварительный отбор

    информации после её сбора, образовывать сигналы, оптимальные для передачи

    по данному каналу связи, принимать решения для управления местной

    автоматикой, выдавать по выбору и повторно информацию диспетчеру для

    визуального контроля и регулирования и т.д.

    Кодирование применяемое в современных системах телемеханики позволяет

    повышать их защищённость от помех за счёт более совершенных кодов которые в

    схемной реализации более просты чем их соратники, а сжатие данных позволяет

    увеличить объём передаваемой информации по тем же каналам связи.

    Устройства телеизмерения (ТИ) осуществляют передачу на расстояние

    значений измеряемых величин, их регистрации или ввода данных в

    автоматическое устройство. Все системы ТИ подразделяют на аналоговые и

    дискретные. Дискретные системы ТИ наиболее близки по принципам построения

    схем и используемой аппаратуре к системам телеуправления. Характерная

    особенность дискретных систем – осуществление в передающем устройстве

    операции квантования по уровню. При этом вместо передачи непрерывного ряда

    значений измеряемой величины передаётся конечное её значений (уровней),

    каждому из которых соответствует при кодировании определённая кодовая

    комбинация. В зависимости от принципа кодирования различают частотно-

    импульсные (использующие числовой код) и кодово-импульсные (использующие

    многоэлементный код) дискретные системы ТИ.

    К аналоговым системам принято относить такие системы ТИ, в которых

    каждому из непрерывного ряда значений измеряемой величины соответствует

    вполне определённый сигнал ТИ.

    Основное преимущество дискретных систем по сравнению с аналоговыми –

    незначительное влияние изменения параметров линии связи и помех в каналах

    связи на передаваемые сигналы.

    К преимуществам кодово-импульсных систем ТИ следует отнести высокую

    помехоустойчивость и отсутствие принципиальных ограничений для повышения

    точности телепередачи, обусловленные дискретным характером сигналов. Кроме

    того, такие системы приспособлены для вывода информации в цифровой форме.

    В кодово-импульсных системах кодируется либо угол поворота стрелки

    первичного измерительного прибора, либо унифицированный электрический

    параметр (ток или напряжение), в которой предварительно преобразуется

    измеряемая величина.

    Задача кодирования сообщения в общем случае заключается в согласовании

    свойств источника сообщений со свойствами канала связи. Различают

    кодирование источника сообщений (эффективное кодирование) и кодирование,

    учитывающее влияние помех в канале связи (помехоустойчивое кодирование).

    2 Назначение и область применения

    Устройства телеизмерения осуществляют передачу на расстояние значений

    измеряемых величин, их регистрации или ввода данных в автоматическое

    устройство. В основном такие системы применяются в условиях, когда передача

    данных затруднительна в прямом виде, тогда стаёт вопрос о применении таких

    систем.

    3 Технические характеристики

    Основные технические характеристики разрабатываемого передатчика

    системы телеизмерения имеют следующие значения:

    |- диапазон изменения измеряемой величины, В |0 – 15 |

    |- допустимая приведённая погрешность измерения, В |2.8 |

    |- максимальная частота изменения измеряемого |100 |

    |напряжения, Гц | |

    |- метод разделения сигналов |Частотно-временной |

    |- метод избирания |Частотно-распределите|

    | |льно-комбинационный |

    |Вид проектируемого устройства |Передатчик |

    |- код |Неприводимый |

    | |сменно-посылочный |

    | |(НС) |

    4 Структурная схема передатчика

    Разрабатываемая схема приёмника должна осуществлять передачу полученной

    информации без временных интервалов между посылками, а также производить её

    обработку с наименьшим временем.

    Структурная схема изображена на рисунке 4.1.

    Измеряемое напряжение поступает на вход делителя напряжения,

    предназначенного для согласования уровня входного сигнала с входом АЦП.

    Преобразованное напряжение поступает на АЦП, с выхода которого часть

    двоичного кода, соответствующая первой посылке, сразу же подаётся на блок

    кодирования (блок логических устройств), а остальная часть – на триггеры,

    выступающие в роли регистра. Блок регистров предназначен для хранения

    двоичного кода в то время, когда выходы АЦП находятся в Z – состоянии, что

    позволяет осуществлять беспрерывную передачу. С выхода блока регистров

    двоичный код поступает на логический блок (блок кодирования), где

    происходит преобразование двоичного кода в неприводимый сменно-посылочный

    код. Сигналы с выхода логического блока поступают на блок преобразования в

    частоту логических сигналов, где находятся генераторы частоты, ключи

    включения генераторов, полосовые фильтры и сумматор. Колебания с выходов

    полосовых фильтров поступают на сумматор, с выхода которого в линию

    поступает выходной сигнал. Работой вышеперечисленных блоков управляет блок

    управления, который должен производить следующие операции:

    запуск АЦП на преобразование;

    управление передачей данных с АЦП;

    управлять записью в регистры;

    управлять очерёдностью выдачи в линию посылок.

    5 Разработка и расчёт основных блоков схемы

    5.1 Параметры НС – кода

    Допустимая погрешность для АЦП определяется по следующей формуле:

    (=0,5(доп , (5.1)

    (=0,5*2.8 = 1.4%.

    Количество уровней квантования АЦП (N):

    N = 100/( + 1, (5.2)

    N = 100/1.4 + 1 = 72.4 .

    Поскольку такая разрядность не может быть достигнута то принимаем

    N=128.

    Разрядность кодовой комбинации (n):

    n = log2 N, (5.3).

    n = log2 128 = 7.

    Для преобразования комбинаций двоичного кода (ДК) в НС – код комбинации

    ДК разбиваются на n групп, число которых равно числу посылок НС – кода nв.

    Комбинациям ДК каждой группы присваиваются комбинации частот из

    соответствующих групп сочетаний, образованных для построения посылок НС –

    кода .При разбиении разрядов ДК на группы, а так же при формировании

    комбинаций посылок НС – кода следует учитывать, что число возможных

    перестановок в группе (комбинаций ДК) не должно превышать количества

    комбинаций соответствующих посылок:

    [pic][pic] , (5.4)

    где

    Niгрдк – число комбинаций i – ой группы ДК;

    Nnвi – количество комбинаций i – ой посылки НС.

    Выбор числа частотных позиций nч для построения комбинаций посылок НС –

    кода производится из условия:

    [pic]. (5.5)

    Примем nв = 3 (nв – количество посылок).

    Для преобразования семиразрядного ДК в НС – код , у которого nв=3

    mч=2, количество необходимых комбинаций:

    Nком( 23+2*22 =16.

    При nч = 7 Nком = 21,а при nч = 6 Nком = 15 ,поэтому будем

    использовать 7 частотных позиций.

    Относительная скорость передачи определяется по следующей формуле:

    [pic] , (5.6)

    где

    M – количество информации;

    nч – количество частотных позиций;

    nв – количество посылок.

    По формуле (5.6) находим относительную скорость передачи:

    Rf = 7/(7*3) =0.3(3).

    Принимая nв = 2 и используем те же формулы.

    Для преобразования шестиразрядного ДК в НС – код , у которого nв=2 ,

    mч=2 количество необходимых комбинаций будет равно:

    Nком ( 23 + 24 = 24.

    При nч = 8 Nком = 28, поэтому используем 8 частотных позиций.

    По формуле (5.6) находим относительную скорость передачи:

    Rf = 7/(8*2) =0.43.

    На основании вышеприведённых расчётов делаем вывод, что НС – код с

    параметрами nв = 2 , mч = 2 обеспечивает большую скорость передачи при

    небольшом затрате аппаратных ресурсов.

    5.2 Выбор комбинаций НС – кода

    На основании вышеприведённых расчётов используем для передачи 8

    частотных позиций, то возможно получение 28 комбинаций (Таблица 5.1)

    Таблица 5.1

    |1-2 |1-3 |1-4 |1-5 |1-6 |1-7 |1-8 |

    |2-3 |2-4 |2-5 |2-6 |2-7 |2-8 |

    |3-4 |3-5 |3-6 |3-7 |3-8 |

    |4-5 |4-6 |4-7 |4-8 |

    |5-6 |5-7 |5-8 |

    |6-7 |6-8 |

    |7-8 |

    Для построения кодовых комбинаций 1 – ой посылки нужно использовать 16

    комбинаций частот, а для 2-ой посылки 8 комбинаций частот.

    По расчётам проведённым ранее необходимо использовать восемь частот, а

    следовательно, для равномерного использования всех частот каждая частота

    для первой посылки должна использоваться четыре раза, а для второй два

    раза. Выбор частотных комбинаций следует производить при помощи карты

    Карно, потому что использование карт Карно позволит значительно

    оптимизировать представлении каждой кодовой комбинации для построения

    логического узла.

    5.2.1 1 –я посылка

    Частота 1 и 2

    |1 |1 |2 |2 |

    |1 |1 |2 |2 |

    | | | | |

    | | | | |

    Частота 3 и 4

    | | | | |

    | | | | |

    |3 |3 |4 |4 |

    |3 |3 |4 |4 |

    Частота 5 и 6

    | | | | |

    |6 |5 |5 |6 |

    |6 |5 |5 |6 |

    | | | | |

    Частота 7 и 8

    |8 |7 |7 |8 |

    | | | | |

    | | | | |

    |8 |7 |7 |8 |

    Исходя из данных по картам Карно получаем функции для частот

    приведённые в таблице 5.2.1.1.

    Таблица 5.2.1.1

    |Частоты |Функции |

    |1 |[pic] |

    |2 |[pic] |

    |3 |[pic] |

    |4 |[pic] |

    |5 |[pic] |

    |6 |[pic] |

    |7 |[pic] |

    |8 |[pic] |

    Исходя из выше приведенных функций получаем комбинации частот

    для первой посылки приведенные в таблице 5.2.1.2:

    таблице 5.2.1.2

    |код |000|000|001|001|010|010|011|011|100|100|101|101|110|110|111|111|

    | |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |

    |част.|1-8|2-8|1-7|2-7|3-8|4-8|3-7|4-7|1-6|2-6|1-5|2-5|3-6|4-6|3-5|4-5|

    5.2.2 2-ая посылка

    Частота 1 и 2

    |1 |1 | | |

    |2 |2 | | |

    Частота 3 и 4

    |3 |4 | | |

    |3 |4 | | |

    Частота 5 и 6

    | | |5 |5 |

    | | |6 |6 |

    Частота 7 и 8

    | | |7 |8 |

    | | |7 |8 |

    Аналогично определяем комбинации и для второй посылки.

    Получаем следующие функции (таблица 5.2.2.1).

    Таблица 5.2.2.1

    |Частоты |Функции |

    |1 |[pic] |

    |2 |[pic] |

    |3 |[pic] |

    |4 |[pic] |

    |5 |[pic] |

    |6 |[pic] |

    |7 |[pic] |

    |8 |[pic] |

    Конечные значения кодовых комбинаций для второй посылки

    приведены в таблице 5.2.2.2.

    таблице 5.2.1.2

    |код |000 |001 |010 |011 |100 |101 |110 |111 |

    |част. |1-3 |5-8 |1-4 |5-7 |2-3 |6-8 |2-4 |6-7 |

    5.3 Выбор АЦП

    Так как разрядность кода равна 7, то для удобства использования и

    простоты подключения выбираем микросхему КР572ПВ3. Микросхема представляет

    собой восьмиразрядный АЦП последовательных приближений, предназначенный для

    ввода аналоговой информации в микропроцессоры, микроЭВМ и другие устройства

    вычислительной техники и обеспечивает следующие режимы: сопряжения,

    статической памяти и с произвольной выборкой. Условное обозначение

    приведено на рисунке 5.3.1

    [pic]

    Рисунок 5.3.1

    В данной схеме АЦП будет работать в режиме статической памяти. На

    рисунке 5.3.2 изображена временная диаграмма работы АЦП в этом режиме, а в

    таблице 5.3 указаны состояния выходов АЦП и текущее функциональное

    состояние АЦП в зависимости от комбинации сигналов на входе.

    Рисунок 5.3.2

    Таблица 5.3

    |CS |RD |BUSY |DB7—DB0 |Функциональное состояние АЦП |

    |L |H |H |Z |Начало преобразования |

    |L |? |H |Z –данные |Считывание данных |

    |L |? |H |Данные -- Z |Сброс |

    |H |X |X |Z |Отсутствие выборки |

    |L |H |L |Z |Преобразование |

    |L |? |L |Z |Преобразование |

    |L |? |L |Z |Запрещено |

    Основные параметры АЦП:

    |Входное напряжение(максимальное) |10В |

    |Номинальное напряжение питания (вывод 1) |5В |

    |Ток потребления по входу (по выводу 1) |4мА |

    |Опорное напряжение (вывод 2) |- 10B |

    |Выходное напряжение низкого уровня |4B |

    |Частота внутреннего тактового генератора |0,4..1,5Мгц |

    |Время преобразования | наличия серийного выпуска требуемых средств;

    > наличия подходящих средств на заводе-изготовителе объекта;

    > массовости выпуска объекта и его сложности;

    > требуемой производительности средств и т. п.

    Средства функционального диагностирования являются, как правило,

    встроенными и поэтому разрабатываются и создаются одновременно с объектом.

    "Традиционные" подходы к организации диагностического обеспечения не

    могут быть успешно применены для объектов высокой сложности, в том числе

    для объектов вычислительной тех-

    Контролепригодность обеспечивается в результате преобразования

    структуры проверяемого объекта к виду, удобному для диагностирования. Для

    этого в объект еще на этапе его проектирования вводят дополнительную

    аппаратуру — встроенные средства тестового диагностирования.

    К встроенным средствам тестового диагностирования можно отнести

    дополнительные контрольные точки, дополнительные входы для блокирования

    сигналов и задания требуемых значении сигналов, а также специальную

    аппаратуру, которая при диагностировании изменяет структуру объекта,

    оставляя ее исходной в режиме эксплуатации, генерирует тесты и анализирует

    Страницы: 1, 2


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.