ГМИ методичка

В момент, когда напряжение на обмотке Т2 достигнет максимальной величины UT3max, суммарное значение напряжения на выводах диодаVD8 будет равно 2 UT3max. Полярность напряжения такова, что диод VD8 будет закрыт (на его верхнем выводе положительное напряжение, на нижнем – отрицательное). Но диод VD7 для этого напряжения открыт и через него протекает ток, заряжающий конденсаторС39.(ОченьслабыйтокпротекаеттакжечерезрезисторR63, имеющий большое сопротивление). В результате конденсатор С39 заряжается до напряжения равного примерно 2UT3max, которое равно 4,4 кВ. Это напряжение через резистор R88 поступает в схему заряда накопительной емкости С55 (через Др2, VD5, кабельную линию и R88) и для заряда конденсатора поджига С56 (через счетверенный

потенциометр R1 и R2 и резисторы R85 и R89).

Ток заряда, протекая через резистор R11, создает на нем падение напряжения (рис. 14.4-д). Это напряжение через открытый диод VD4 заряжает конденсатор С1. После заряда конденсатора С1 происходит по экспоненциальному закону. Длительность разряда С1 существенно больше длительности разряда конденсатора С55.

При переключении тумблера S1 в результате замыкания его контактов 2–6 начинает протекать ток через обмотку реле К по цепи «+300 В – резистор R10 – обмотку 8–7 реле К – контакты 6–2 тумбле- раS1–общийвыводисточниковпитания».РелеКсрабатываетиего контакты переключаются. Конденсатор С1 разряжается через резистор R87, контакты 6–4 реле К и измерительный прибор Р. Показания прибора будут пропорциональны среднему значению протекшего через него тока, т. е. тем большим, чем чаще происходит разряд конденсатора С1, следовательно, чем чаще генерируются передатчиком световые импульсы. По показанию прибора Р контролируется частота посылки зондирующих импульсов.

В исходном положении тумблера S1 обмотка реле К обесточена, и тогда через измерительный прибор Р протекают полупериоды синусоидального тока от источника напряжения ~6,3 В. Ток течет через диод VD1, резистор R9, контакты 5–4 реле К и прибор Р. По отклонению стрелки прибора можно судить о величине питающего (сетевого) напряжения.

При включении тумблера S1, срабатывание реле приводит к включению 4-х ламп накаливания Н19–Н22, используемых для подсветки шкалы пульта управления ИВО-1М. Ток протекает по цепи «~6,3 В – контакты 3–1 реле К – лампы Н19–Н22 – общий провод источников питания».

191

Образующийся на проволочной перемычке а–б импульс напряжения по коаксиальному кабелю поступает из передатчика в пульт управления. Коаксиальный кабель нагружен на резисторы R60 и R41. Резистор R41 позволяет регулировать амплитуду импульса запуска, поступающего в схему генератора импульса подсветки.

Привыключениисхемыначинаютразряжатьсязаряженныевысоковольтные конденсаторы. Конденсаторы С67 и С39 разряжаются через резисторы R62 и R63 соответственно. Конденсатор С55 разряжается через резисторы R88, R65, R64 и проволочную перемычку а–б. Конденсатор С56 разряжается через резисторы R89, R85, R2, R1, R63, R11.

Наличиецепейразрядаобеспечиваетбезопасностьработысотключенным прибором. Практически, через несколько секунд после отключения сетевого напряжения, в приборе происходит разряд высоковольтных конденсаторов, сохраняющих опасный для обслуживающего персонала заряд. Однако, следует помнить, что какой-либо из резисторов в цепи разряда может оказаться неисправным. В этом случае напряжение на конденсаторе будет сохраняться очень длительное время. (У современных высоковольтных конденсаторов за счет саморазряда заряд за сутки уменьшается всего на 5–10%.)

Поэтому при проведении ремонтных и регламентных работ необходимо убедиться, что конденсаторы разряжены! Для этого их обкладкизакорачивают.Щупы,которымипроизводитсязакорачивание выводов, должны иметь надежную изоляцию, выдерживающую напряжение не менее 5 кВ.

14.3. Приемник световых импульсов

Функциональная схема приемника световых импульсов (ПСИ) представлена на рис. 14.6, 14.7. Конструктивно часть элементов ПСИ размещены в приемнике (в нем находится фотоэлемент и фотоусилитель) и в пульте управления (в нем размещены последние усилительные каскады, называемые видеоусилителем и узлы регулировки усиления). Предусмотрена возможность ручной и автоматической регулировки усиления. Фотоэлемент и фотоусилитель представлены на рис. 14.6. Видеоусилитель вместе с узлами АРУ (автоматической регулировки усиления) и РРУ (ручной регулировки усиления) представлены на рис. 14.7.

Первый усилительный каскад выполнен на пентоде VL25. На вход каскада (на первую сетку пентода) через конденсатор С43 подается переменная составляющая напряжения UaVL24 – анодного

192

Рис. 14.6. Принципиальная схема фотоусилителя

Рис. 14.7. Принципиальная схема видеоусилителя

напряжения фотоумножителя VL24. Кроме того, через резистор R88 на первую сетку поступает постоянное отрицательное напряжение регулировки усиления. (В режиме автоматической регулировки усиления отрицательное напряжение может быть не постоянным, а медленно меняющимся в зависимости от изменения амплитуды отраженного сигнала.)

На вторую сетку – экранирующую – через резистор R81 подается постоянное напряжение питания.

Ток, протекающий через индуктивность L7, резистор R80 и пентодVL25,зависитотнапряженияUС1VL25 напервойсетке(рис.14.8-г). При изменении этого напряжения меняется ток, протекающий через L7,R80 и пентод и, следовательно, меняется напряжениеUaVL25 на аноде VL25 (рис. 14.8-д). Изменения анодного напряжения существенно превышают изменения напряжения на сетке и противофазны ему. Поэтому, если с ростом величины светового потока растет ток ФЭУ и снижается напряжение на аноде UaVL24, то одновременно растет анодное напряжение пентода VL25.

Схемы остальных каскадов приемного тракта, выполненных на лампах VL26 (рис. 14.6), VL6, VL7 (рис. 14.7) практически не отличаются от схемы первого усилительного каскада.

Переменная составляющая напряжения с выхода первого каскада через конденсатор С45 поступает на вход второго каскада, выполненногонапентодеVL26.Постоянноенапряжениерегулировкиусиления поступает по аналогии с первым каскадом через резистор R68.

Усиленный вторым каскадом сигнал поступает через разделительный конденсатор С49 на вход катодного повторителя, выполненного на пентоде VL27. Выход катодного повторителя соединен с коаксиальным кабелем, по которому сигнал из приемника поступает на пульт управления. В пульте управления сигнал поступает на видеоусилитель. Первый каскад видеоусилителя выполнен на пентоде VL6, далее усиленный сигнал в виде импульса положительной полярности поступает на выходной усилительный каскад на лам-

пе VL7.

После усиления выходным каскадом на пентоде VL7 сигнал в форме импульса отрицательной полярности через конденсатор С33 и переключатель S4 поступает на пластину вертикального отклонения луча ЭЛТ. Для того, чтобы наблюдаемый на экране сигнал имел форму импульса положительной полярности, напряжение с выходного каскада подается на нижнюю пластину вертикального отклонения (рис. 14.7).

195

Рис. 14.8. Временные диаграммы, поясняющие принцип действия приемника световых импульсов

В режиме «ручной регулировки усиления» контакт S6 замыкается и отрицательное напряжение снимается со средней точки потенциометра R6. Регулируемое по величине напряжение через

196

резистор R7 и RC-фильтр, состоящий из резистора R75’ и конденсатора С48 (рис. 14.6), подается на управляющие сетки первых двух усилительных каскадов. Чем отрицательнее будет напряжение, снимаемое со средней точки резистора R6, тем меньше будет коэффициент усиления первых двух усилительных каскадов.

В режиме «автоматической регулировки усиления» контакт S6 размыкается.Всхемепроисходитпреобразованиесигнала,поступающего от выходного усилительного каскада на пентоде VL7, в отрицательное напряжение, необходимое для регулировки. Формирование напряжения АРУ осуществляется каскадами, выполненными на диоде VD3 и двойном триоде VL8. Напряжение АРУ снимается с анодной цепи триода VL8б, который включен в диодном режиме (сетка и анод соединены и работают как один электрод-анод). Этот каскад работает в режиме пикового детектора, то есть он преобразует сигнал, имеющий форму кратковременного импульса, в практически постоянное отрицательное напряжение, величина которого равна амплитуде импульса. Чем больше будет амплитуда отраженного сигнала, тем больше будет величина отрицательного напряжения, формируемого схемой АРУ, и тем меньшим будет коэффициент усиления первых двух каскадов приемного тракта.

Дополнительные сведения о приемнике световых импульсов для студентов групп «И»

Катодный повторитель выполнен на пентоде VL27 и предназначен для согласования выхода фотоусилителя с кабельной линии.

Сущность согласования поясняется на рис. 14.9.

Каждый кабель характеризуется волновым сопротивлением ρ и скоростью распространения в нем электрического сигнала Vk.

Скорость Vk всегда меньше скорости света С. Обычно Vk = = (0,3 – 0,5)·С. В некоторых кабелях она еще меньше.

Есликовходукабеля(рис.14.9-а)подключитьгенераторсвнут­ ренним­ сопротивлением Rг, а к его выходу сопротивление нагрузки RH, то нормальный режим передачи сигнала по кабелю обеспечивается лишь в том случае, если Rг = ρ = RН. При этом (рис. 14.9-б, в) на выходе кабеля возникает сигнал через временной интервал t3:

t3 =	L	,	(14.2)
	Vk

где L – длина кабеля.

Если RH ≠ ρ и Rг ≠ ρ, то режим работы кабеля называется несогласованным.Приэтомсигнал,доходядоконцовкабеля,отражается,

197

и отраженный сигнал начинает распространяться по кабелю в другом направлении. В результате последовательных отражений сигнала концов кабеля, на его выходе будет наблюдаться большая совокупность импульсов (рис. 14.9-г), первый из которых появится через время t3, а последующие через временной интервал 2t3.

Рис. 14.9. К пояснению режима согласования источника сигнала, кабеля связи и нагрузки

198

В зависимости от соотношений RH, ρ и Rгимпульсы на выходе могут быть знакопеременными (рис. 14.9-д). В связи с постепенным поглощением энергии импульсов, они по амплитуде убывают по экспоненциальному закону.

Если учесть, что на выход фотоусилителя наряду с полезным отраженным сигналом поступают также сигналы, отраженные от близлежащих местных предметов, то становится понятной недопустимость несогласованной работы кабеля связи – на выходе появится такое количество импульсов, что обнаружить среди них полезный отраженный сигнал покажется невозможным.

Обычно волновое сопротивление кабеля измеряется десятками или сотнями Ом (50–150 Ом). Поэтому для обеспечения согласованного режима работы необходимо иметь каскад, обладающий столь же низким выходным сопротивлением. Таким каскадом является катодный повторитель. (Обычные усилительные каскады имеют выходное сопротивление, измеряемое тысячами Ом). Отметим, что коэффициент передачи катодного повторителя по напряжению меньше единицы – порядка 0,7–0,8.

С выхода катодного повторителя (с катода VL27) сигнал в форме отрицательного импульса напряжения поступает (рис. 14.6) по коаксиальномукабелюнавходусилительногокаскада,выполненного на пентоде VL6 (рис. 14.7). После усиления двумя усилительными каскадами на пентодахVL6 иVL7 сигнал поступает в две цепи – на отклоняющую систему ЭЛТ и в узел формирования сигнала автоматической регулировки усиления.

Вприемнике два режима регулировки усиления – ручной и автоматический.

ВручномрежимерегулировкиусилениязамыкаетсяконтактS6 (рис. 14.6) и тогда при изменении положения ползунка потенциометра R6 плавно меняется напряжение регулировки усиления, которое поступает на первые два усилительных каскада приемного тракта. Отрицательное напряжение в узел ручной регулировки усиления

поступает от делителя напряжения R44, R15, R37, R38, R39, R5, R4. Делитель напряжения питается от высоковольтного выпрямителя – 2 кВ,

используемого для питания электродов ЭЛТ.

Для переводов приемника в режим автоматической регулировкиусиленияпотенциометрR6 поворачиваетсядоупорапротивчасовой стрелки. При этом ползунок устанавливается в крайнее нижнее положение,аконтактS6,связанныймеханическиспотенциометром R6 размыкается.

199

Формирование напряжения автоматической регулировки усиления (АРУ) поясняется временными диаграммами, представленными на рис. 14.10.

Отраженный сигнал в форме отрицательного импульса напряжения снижает потенциал узла соединения R57, R55, C36, VD3. В исходном состоянии (до прихода отраженных сигналов) напряжение в этом узле равно:

U	R55	= U a			R55			,	(14.3)
				R
		.				+ R
				55			57

где Uanum. – напряжение анодного питания (+300 В).

Если амплитуда отраженного сигнала невелика (рис.14.10-а), то напряжениеUR55 остаетсявмоментприходасигналаположительным,

Рис. 14.10. Временные диаграммы, поясняющие работу приемника в режиме АРУ

200