ГМИ методичка
.pdfКрышки становятся открытыми до тех пор, пока переключатель не будет установлен в положение «Закр.». При переключении S3 гаснет лампа VL23, так как участок цепи, включающий резистор R24 и лампу VL23, оказывается закороченным контактами 1–5 переключателя S3. На обмотки двигателя начинает поступать напряжение. Однако обратим внимание на произошедшие в схеме питания обмоток двигателя изменения. При переключении тумблера S3 из положения «Откр.» в положение «Закр.» схема соединения обмотки 3–4 двигателя М с выводами вторичной обмотки трансформатора Т4 не изменяется. В обоих случаях вывод 3 двигателя М соединен с выводом 22 вторичной обмотки трансформатора Т4, а вывод 4 соответственно с выводом 20. Выводы 1–2 обмотки двигателя М при переключении S7–S8 включаются по-иному. Если при открывании крышек вывод 1 был соединен с выводом 22 трансформатора Т4, а вывод 2 с выводом 20, то при закрывании крышек вывод 1 будет соединен с выводом 20, а вывод 2 с выводом 22. При такой схеме соединений ротор двигателя будет вращаться в противоположную сторону, и крышки будут закрываться. Вращение двигателей будет продолжаться до тех пор, пока контакты концевых переключателей S7 и S8 не будут возвращены в исходное состояние, соответствующее изображенному на рис. 14.16-а. После переключения концевых контактов выключателей цепь питания двигателей размыкается и двигатели останавливаются.
Вузлеуправленияположениемкрышекпредусмотренавозможностьнеправильныхдействийоператора,связанныхспопыткойвыключить прибор переключателем S2 «Вкл.–Выкл.». При открытых крышках приемника и передатчика, если крышки будут открыты, то выключение прибора не произойдет, т. к. сетевое напряжение будет продолжать поступать на сетевую (первичную) обмотку трансформатора Т4 через контакты 2–4 переключателя S3 («Откр.»–«Закр.»), (рис. 14.15). Будет продолжать светиться лампочка VL23, и это напомнит оператору о том, что крышки не закрыты. Оператор должен будет выполнить действия, направленные на закрывание крышек приемника и передатчика.
Дополнительные сведения об узле питания пульта управления и приемного тракта для студентов группы «И»
Принципиальная схема узла питания представлена на рис. 14.17. Узел питания расположен в пульте управления. Сетевое напряжение поступает на трансформатор Т1, называемый силовым, через предохранитель F. На вторичных обмотках трансформатора
221
Рис. 14.17. Принципиальная схема узлов питания пульта управления и приемника
образуются напряжения, необходимые для питания накальных цепей радиоламп и переменные напряжения, которые используются для питания выпрямителей.
Дляпитанияанодныхцепейицепейсетоккаскадовприемника, генератора импульса подсветки, генератора калибровочных меток выпрямляется напряжение, образующееся на обмотках 13–12–14. Два противофазных напряжения с этих обмоток поступают на двухполупериодный выпрямитель на диодах VD3–VD4. Выпрямленное напряжение поступает на LC-фильтр, выполненный на конденсаторах С21 и С22 и дросселе Др1. Фильтр сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, и на его выходе образуется постоянное напряжение +300 В, используемое для питания анодных цепей приемника.
Для питания коллектора (третьего анода) ЭЛТ, узлов генератора развертки и горизонтального смещения луча ЭЛТ, выпрямляется переменное напряжение, образующееся на обмотках 7–12. Оно поступает на однополупериодный выпрямитель, собранный на диоде VD1 и сглаживается фильтром. Конденсаторы фильтра С24, С23, С25, резисторы R42 и R43. Выпрямленное напряжение на конденсаторе С24 равно примерно +2 кВ.
Для питания отрицательным напряжением электродов ЭЛТ и схемы регулировки коэффициента усиления приемника выпрямляется напряжение, образующееся на обмотке 7–12. Оно поступает на однополупериодный выпрямитель, выполненный на диоде VD2, и сглаживаетсяRC-фильтромнаэлементахС26,R44,С27,ипоступаетна
делитель напряжения на резисторах R15, R37, R38, R39, R5, R4. Напряжение на выходе фильтра (на конденсаторе С27) равно минус 185 В.
Сэлементовделителяснимаютсяотрицательныенапряжения,необходимые для питания различных электродов ЭЛТ и схемы регулировки усиления приемника.
Постоянное напряжение, поступающее со средней точки потенциометра R15 через резисторы R34, почти всегда меньше напряжения на катоде ЭЛТ. (Напряжение на катоде и на управляющем электроде равны только при крайне правом положении ползунка потенциометра).
В исходном состоянии отрицательное напряжение на управляющем электроде относительно катода устанавливается таким, что электронный поток от катода к коллектору и люминисцентному экрану не проходит. Лишь при повышении напряжения на управляющем электроде во время действия положительного импульса,
223
поступающего от генератора импульса подсветки U+подсв., электронный поток начинает проходить к экрану, и последний начинает светиться. Положение ползунка потенциометра R15 определяет яркость свечения экрана ЭЛТ. Напряжение на фокусирующем электроде меняется потенциометром R38.
14.7. Описание лабораторного макета
Лабораторный макет (рис. 14.18) содержит измеритель высоты нижней границы облачности ИВО-1M, связанный с ним блок управления и контроля, лицевая панель которого представлена на рис. 14.19, ПК со специальным программным обеспечением и цифровой осциллограф PV 6503A.
Вэтойлабораторнойработевкачествеприборадлянаблюдения за формой электрических сигналов используется цифровой осциллограф PV6503A, который подключен через USB-разъём к персональному компьютеру. Данный осциллограф является двухканальным по аналоговому входу и имеет следующие характеристики:
––полоса пропускания – 20 МГц;
––частота оцифровки сигнала – 100 МГц;
––разрядность АЦП – 12;
––максимальное допустимое напряжение входного сигнала –
150 В;
––объём памяти – 20 000 отсчетов;
––синхронизация – внутренняя и внешняя по фронту и уровню входного сигнала.
Рис. 14.18. Лабораторный макет
224
Рис. 14.19. Внешний вид панели цифрового осциллографа
После включения компьютера на экране дисплея будет изображена панель осциллографа (рис. 14.19).
Не трудно увидеть, что эта панель имеет очень большое сходство с панелью обычного осциллографа. Только вместо ручного переключения тех или иных органов управления нужно просто «кликать» мышкой по соответствующей кнопке. Для приведенной картинки установлен режим 5 мкс на деление по горизонтали, 20 В – на деление по каналу А1, 5 В – на деление по каналу А2. Синхронизация осуществляется от сигнала канала А2. Дополнительно на экран выводятся результаты измерения амплитуды сигналов – амплитуда первого сигнала 90,63 В, амплитуда второго – 8,438 В.
При проведении измеренийс помощью цифрового осциллографа нужно иметь в виду, что это очень удобный прибор для наблюдения за сигналами, но изображение на его экране формируется из массива запомненных отсчетов. Этих отсчетов в данном осциллографе 20 000, поэтому картинка выглядит сплошной линией. При наблюдении за периодическими сигналами постарайтесь путем
225
повторногозапускаИВОполучитьустойчивоеизображениебезшумов. Выбор периода развертки и масштаба усиления по вертикали осуществляйте в соответствии с характером наблюдаемого сигнала. Рекомендуемые значения можете взять из рис. 14.20.
На лицевой панели блока управления блока и контроля изображены основные узлы ИВО-1M. В его правом нижнем углу расположена панель коммутации и контроля, на которой установлены четыре гнезда и переключатель контрольных напряжений. Переключатель соединен с шестью контрольными точками ИВО-1M и позволяет коммутировать (подключать) любую из них на вход цифрового осциллографа. Для удобства наблюдений за формой напряжений в различных точках схемы в лабораторном макете предусматривается возможность синхронизации осциллографа импульсами запуска, поступающими на пульт ИВО-1M из передатчика. Для этогоимпульсызапускавыведеныкгнездам«Квходусинхронизации», расположенным слева от переключателя. Эти импульсы подаются на второй вход цифрового осциллографа, от которого осуществляется запуск развертки.
Блок управления и контроля лабораторного макета содержит имитатор работы передатчика световых импульсов и имитатор сигнала, отраженного от «облака».
Необходимость включения в лабораторный макет имитатора передатчика световых импульсов объясняется тем, что, во-первых, мощные световые импульсы могут причинить вред находящимся в лаборатории студентам и сотрудникам, во-вторых, срок службы газоразрядной импульсной лампы очень ограничен, и не допускается ее длительное включение более чем на 10 с. Этого времени включения достаточно для проведения однократного измерения высоты облачности (обычно достаточно 4–5 с), но очень мало для решения учебных задач. Поэтому при выполнении лабораторной работы импульсная газоразрядная лампа ИСШ-100-3 выключается, а излучение световых импульсов имитируется малогабаритной неоновой лампой. Имитатор передатчика вырабатывает также импульсы запуска, которые поступают от него в пульт управления к диоду VD2 (рис. 14.16).
Имитатор позволяет получать сигналы, отраженные от «облаков», находящихся на разной высоте. Высота «облаков» изменяется с помощью ручки «установка высоты нижней границы облачности», находящейся в левой нижней части блока управления и конт роля лабораторного макета. С этой ручкой механически связано
226
Рис. 14.20. Панель осциллографа при наблюдении сигнала с выхода генератора калибровочных меток
перемещающееся по вертикали изображение облака, рядом с которым в условных единицах нанесена шкала высот. В макете прибора при изменении высоты облачности меняется временная задержка отраженного сигнала относительно импульса запуска. Отраженный сигнал поступает на вход приемного тракта ИВО-1M.
Поскольку любое подключение внешних устройств к выходу генератора развертки в контрольной точке 4 на схеме (рис. 14.21) существенновлияетнаточностьработыизмерительнойсхемыиз-за заметного изменения ее параметров, к переключателю контролируемых напряжений от точки 4 отвода нет. Для наблюдений за формой напряжения в этой точке изготовлен дублирующий генератор развертки, выход которого соединен с переключателем. Поэтому амплитуда и форма экспоненциально нарастающего напряжения на аноде пентода VL2 могут не вполне соответствовать наблюдаемым с помощью лабораторного макета. Наблюдаемую форму напряжений при четвертом положении переключателя контролируемых напряжений следует рассматривать как демонстрационную.
227
Рис. 14.21. Лицевая панель блока управления и контроля
14.8.Порядок выполнения работы
1.Проверить исходное положение органов управления приборов. На передней панели ИВО-IM тумблеры должны находится
вположениях «Закр.» и «Выкл.». Положение остальных органов управления не изменять.
На передней панели блока и контроля переключатель контролируемых напряжений в положение «1».
2.Убедиться в том, что приборы включены в сеть, и осциллограф двумя кабелями соединен с блоком управления и контроля.
3.Включить ИВО-IM. Для этого на передней панели пульта управления установить в положение «Вкл.» тумблер «Вкл.–Выкл.». При этом загорается лампа подсветки шкалы высоты, на пульте управления и отклоняется стрелка измерительного прибора. При нормальной величине сетевого напряжения стрелка устанавливается в пределах красного сектора. Через 40–60 с после прогрева цепей накала радиоламп ИВО-IM готов к работе.
4.Включить компьютер, к которому присоединен цифровой осциллограф. После завершение загрузки на экране дисплея должна установиться картинка аналогичная рис. 14.19.
5.Открыть крышку приемника и передатчика ИВО-IM. Для этого тумблер «Откр.–Закр.» поставить в положение «Откр.». Пос ле открывания крышек на передней панели пульта управления загорается лампочка «Откр. крышка».
6.Определить параметры импульса запуска. Для этого в настоящем пункте работы и во всех последующих необходимо производить включение имитатора передатчика. Он включается при нажатии от себя до упора ручки перемещения указателя высоты. При этом в ИВО-IM включается передатчик, и начинается посылка
впространство световых импульсов. В лабораторном макете вместо передатчика включается имитатор передатчика, который вырабатывает импульс запуска, и на лицевой панели блока управления и контроля начинает мигать неоновая лампочка, имитирующая посылку световых импульсов. Кроме того, при нажатии на ручку гаснут лампы подсветки шкалы высот, и на экране ЭЛТ появляется линия развертки. На осциллографе наблюдается импульс запуска, формируемый имитатором передатчика. Срисовать с экрана осциллограмму. Выдерживать масштабы по оси абсцисс и ординат.
7.Определить параметры импульсов U+подсв. и U–подсв., вырабатываемых генератором импульса подсветки. Для этого переключатель
229
контролируемых напряжений установить последовательно в положение «2» и «3». Установить кнопки «Вольт/дел» и «Время/дел»
вположения, при которых на экране осциллографа наблюдается сигнал, занимающий не менее 1/3 размера экрана по длине и высоте. Срисовать осциллограммы, соблюдая масштабы изображения. Оси осциллограмм должны быть проградуированы.
8.Определить параметры напряжения развертки. Для этого переключатель контролируемых напряжений установить в положение «4». Срисовать осциллограммы с экрана осциллографа.
9.Переключатель контролируемых напряжений установить
вположение «5». При этом наблюдается усиленный сигнал, поступающий на вход усилителя приемной системы ИВО-1M. Срисовать осциллограмму сигнала. Снять зависимость временного запаздывания «отраженного сигнала» от высоты «облачности» и регистрировать зависимость tотр. = f(Н) запаздывания «отраженного» сигнала от высоты облака Н в условных единицах (у.е.).
10.Установить переключатель контролируемых напряжений
вположение «6». Тумблер «Сигнал-Калибр», находящийся за окном в левой боковой стенке пульта управления ИВО-1M, установить в положение «Калибр». Тогда при нажатой ручке шкалы высоты ИВО-1M на экране должны наблюдаться импульсы, вырабатываемые генератором калибровочных меток. Они малы по амплитуде и для того, чтобы их наблюдать, необходимо уменьшить масштаб по оси У осциллографа кнопками «Вольт/дел». Срисовать осциллограммы напряжения генератора калибровочных меток. Определить время генерации меток дальности и период меток – т. е. время, проходящее от максимума одной метки до максимума другой.
11.Установить значения масштабов по амплитуде усиления и длительности развертки в соответствии с рис. 14.20. Снять зависимость высоты, показываемой ИВО-1M от номера калибровочного импульса. Для этого смещать импульсы по экрану ЭЛТ, вращая ручку шкалы высот. Установив очередной импульс на экране ЭЛТ так, чтобыеговершинапроходилачерезцентрэкрана,произвестиотсчет высоты по шкале высоты. Проверить, выдерживается ли стометровый интервал высот при изменении номера импульса на единицу.
12.Возвратить переключатель «Сигнал-Калибр» (п. 10) в положение «Сигнал». Снять зависимость показаний ИВО-1M от высоты «облака», устанавливаемой в условных единицах. Построить зависимость Н(n), где Н – показания прибора ИВО-1M, полученные при измерении, n – условные единицы, снятые по шкале высоты.
14.Выключить лабораторный макет.
230