549_Sovremennye_problemy_telekommunikatsij_

где - матрица -строка, элементы которой отображают временные отсчеты передаваемого сигнала;

–матрица оператора преобразования сигналов эхотрактом;

-эхосигналы на выходе эхотракта.

Выражение (1) представляет собой аффинное преобразование. Как известно, каждое аффинное соответствие можно устанавливать, комбинируя некоторое преобразование подобия с некоторым параллельным переносом, что и иллюстрирует рис. 3.

Данное выражение означает сохранение эхотрактом отношения длин векторов сигналов, имеющих совпадение форм с точностью до постоянного множителя. Другими словами, (2) является записью инварианта эхотракта.

Литература

1.Окунев Ю.Б. Системы связи с инвариантными характеристиками помехоустойчивости. –

М. – «Связь». – 1973г.

2.Лебедянцев В. В. Разработка и исследование методов анализа и синтеза инвариантных

систем связи. Новосибирск – докт. диссертация, 1995.

Абрамов Сергей Степанович

к.т.н., профессор кафедры РТУ СибГУТИ (630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86) тел.

(383) 269-82-65, e-mail: abramov@sibsutis.ru

Гусельников Александр Сергеевич

к.т.н., доцент кафедры РТУ СибГУТИ (630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86) тел. (383) 269-82-65.

Ehotrakta tensor model and its invariants

S.S. Abramov, A.S. Guselnikov

In this paper we propose analytical expressions for the tensor model of a linear system where found that the ratio of the lengths of neighboring vectors at the input and output of a linear quadrupole is constant.

Keywords: ehotrakt, tensor model, duplex system.

461

Рис. 2 – Модулятор ПЭИН

Здесь, в отличие от рис.1, индуктивный накопитель перенесен в анодную цепь ключа, а диод, коммутирующий энергию накопителя, включен к нагрузке через дополнительную обмотку, позволяющую осуществить инверсию знака напряжения на нагрузке.

В результате модулятор ПЭИН приобретает все схемотехнические достоинства схемы НЦД и при этом не требует применения громоздкого модуляционного дросселя. В частности, катод лампы-ключа непосредственно заземлен, паразитные емкости накальных цепей ламп не создают коммутативных потерь, не требуется удвоенного напряжения источника питания. Более того, при необходимости можно обеспечить Ен >2Е. По энергетическим характеристикам модулятор подобен схемам «PANTEL» и НЦД.

Серьезным недостатком схемы ПЭИН безусловно является значительная нелинейность СМХ.

2. Уравнение статической модуляционной характеристики модулятора ПЭИН

Для анализа СМХ модулятора воспользуемся схемой рис.1 с учетом потерь в ключах и индуктивном накопителе. Полагая, что частота среза ФНЧ гораздо ниже тактовой частоты fc<<fт напряжение на нагрузке за период тактовой частоты можно считать постоянным и заменить нагрузку источником постоянного напряжения Ен (рис. 3а).

Представим схему модулятора двумя эквивалентными схемами на интервале времени соответствующего замкнутому ключу (от 0 до τи) и на интервале рекуперации энергии накопленной индуктивностью в нагрузку (от τи до ωТТ=2π ) (рис. 3б, 3в).

Рис. 3 – Эквивалентные схемы преобразователя ПЭИН

Запишем дифференциальные уравнения для каждой эквивалентной схемы:

Здесь Решение дифференциальных уравнений имеет вид

463

Для определения параметров установившегося режима положим

Подставляя сюда значения токов из (1), (2), получим

Решая систему уравнений (3, 4), определим( постоянные) интегрирования

()

Находим среднее значение тока в нагрузке

∫

Напряжение на нагрузке

Eн=IнRн

Умножим левую и правую часть (8) на Rн, и решим полученное уравнение относительно Eн , введя следующие обозначения

a= ; b= ; Rн=ωсL

ωc – частота среза ФНЧ.

464

Рис. 4 - Статические характеристики преобразователя ПЭИН

3. Выводы

Результаты анализа модулятора построенного на основе схемы преобразователя напряжения с передачей энергии в нагрузку через индуктивный накопитель (ПЭИН) позволяют сделать следующие выводы:

1.Схема модулятора выгодно отличается от аналогичных модуляторов типа «PANTEL»

иНЦД простотой реализации и возможностью получения выходного напряжения существенно превышающего напряжение источника питания.

2.Для ПЭИН-модулятора характерна нелинейная СМХ, требующая коррекции.

Литература

1.В.А. Антипенко, О.В. Воробьев, А.И. Лебедев-Карманов, А.Е. А.Е. Рыжков.

Зарубежные радиопередающие устройства: учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов; / Под ред. Г.А.Зейтленка, А.Е.Рыжкова. - М.: Радио и связь, 1989. – 136 с.

2.А.Д. Артым, А.Е. Бахмутский, Е.В. Козин и др. Повышение эффективности

мощных радиопередающих устройств.; Под ред. А.Д. Артыма. – М.: Радио и связь, 1987. – 176 с.

3.Артым А.Д., Осипов Ю.В., Козин Е.В. и др. Мощный анодный модулятор класса Д

//Электросвязь. – 1975. - № 9. - С. 39-42.

4.Артым А.Д., Николаев В.В., Козин Е.В. и др. Исследование мощного вещательного

передатчика с анодным модулятором класса Д // Электросвязь, - 1987. - № 9. - С. 21-23.

5.Розов В.М. Эффективные усилители звуковых частот для вещательных передатчиков. - М.: МТУСИ, 1997. - 46 с.

6.D. F. Bowers. HEAD-a high efficiency amplitude-modulated system for broadcasting transmitters. // Communications & Broadcasting, vol. 7, No. 2, pp. 15-23, Feb. 1982.

465

Сингулярный метод формирования сигналов широтно-импульсной модуляции

А. А. Шабронов

Приведено описание формирования сигналов широтно-импульсной модуляции созданием сингулярной последовательностью ансамбля сигналов. Это позволяет уменьшить затраты на разработку аппаратного сопряжения и использовать широко распространенный программно-аппаратный протокол обмена rs-485.

В данной работе показано использование метода для управления двигателями постоянного тока.

Ключевые слова: rs-485, ШИМ управление, электромоторы постоянного тока.

1. Исходные сигналы для создания ШИМ

Для формирования сигнала ШИМ от rs-485 в самом простом случае можно передавать коды сигналов x00 до xFF (0000-0000 и 1111-1111 в битовой записи). Весь ансамбль состоит из 9 сигналов x00, x01, x03, x07, x0F, x1F, x3F, x7F, xFF. На рисунке 1 приведена последо-

вательность 5 байт x00.

На всех диаграммах отображается по оси X-время, по оси Y- напряжение на выходной шине D+ относительно общей шины питания. Противофазное напряжение формируется на D- [Л1]. Средний ток определяется, как средний ток в нагрузке на шине rs-485.

Очевидно, что средний (интегральный) ток на нагрузке при последовательности всех x00 будет минимальный. И максимальный ток, можно сформировать при передаче последовательности сигналов xFF. Промежуточный ток формируют сигналы имеющегося ансамбля. На рисунке 2 показана последовательность для x07 (0000-0111).

467

Подсчет проводим по тактовым интервалам. Период состоит из 8 бит, 1-го стартового интервала и 1-го стопового интервала. Всего 10. Время передачи сигнала может меняться от 1-го тактового интервала – это стартовый интервал и передача кода x00. До 9 – передается код xFF. Отношение сигнала к периоду (коэффициент скважности) варьируется от 1/ 10 и до 9/ 10. Итого 9 значений выходного тока. На рисунке 3 показана зависимость выходного тока от передаваемого кода.

2. Формирование сингулярных сигналов для создания ШИМ

Сингулярность от лат. singularis — единственный, особенный: сингулярность в философии (от лат. singularis — единственный) — единичность существа, события, явления;

Для увеличения точности необходимо сформировать такой ансамбль сигналов, что бы средний (интегральный) ток был уникальный, т.е. сингулярный. Рассмотрим формирование среднего тока для серии сигналов из 8 байт. Период для учета среднего тока состоит из 8 байт, это 10*8 тактовых интервалов. Получается, что градация скважности меняется от 8 /80 до 72/80 на интервале в 8 байт.

468

Использование серии из 8 байт увеличивает градацию среднего (интегрального) тока с 9 до 8*9=72 ступеней. А использование 80 байт в серии увеличивает градацию до 80*9=720 ступеней. Таким образом, увеличивая количество байт в серии, точность можно повысить до любой заданной разумной величины.

3. Практическая реализация метода для управления скоростью двигателя постоянного тока.

Схема управления двигателем представлена на рисунке 5.

Программа управления для операционной системы Windows, использующая данный ме-

ничений.

Описание работы с программой приведено в [Л3] Дано управление двумя моторами постоянного тока, для решения задачи управления спортивными тренажерами.

469

Литература

2.Интерфейсы rs-485 [Электронный ресурс]. URL: http://www.bookasutp.ru/Chapter2_3.aspx

3.Описание работы с программой управления скоростью двигателем постоянного тока URL: http://www.shabronov.narod.ru/temp/tenis_bam_v2/

Шабронов Андрей Анатольевич

аспирант кафедры ТЭ СибГУТИ , e-mail: shabronov@ngs.ru

470