- •Государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина
- •Основы работы в программе Electronics Workbench
- •1.1. Лабораторный стенд
- •1.2. Описание приборов
- •1.3. Функциональный генератор
- •1.4. Электронный осциллограф
- •1.5. Осциллограммы сигналов
- •Осциллограмма синусоидального сигнала
- •Осциллограмма последовательности видеоимпульсов
- •Фильтр нч
- •2.6. Лабораторный стенд
- •2.7. Расчет параметров элементов фильтров
- •2.8. Схема исследования фильтра
- •Выпрямительные устройства
- •3.9. Лабораторный стенд
- •3.10. Схема выпрямителя
- •3.11. Осциллограммы сигналов:
- •Частотные фильтры
- •4.12. Лабораторный стенд
- •4.13. Расчет параметров элементов фильтров
- •4.14. Схема исследования фильтра высокой частоты
- •4.15. Схема исследования полосового rc –фильтра
- •4.16. Схема исследования режекторного фильтра
- •Эквивалент кабеля, как многозвенный фильтр
- •5.17. Лабораторный стенд
- •5.18. Схема исследования rc-эквивалента 3-км кабеля
- •5.19. Схема исследования rlc-эквивалента 3-км кабеля
- •5.20. Сравнительные исследования 1,5-; 3- и 6-км кабеля.
- •Усилители
- •6.21. Лабораторный стенд
- •6.22. Схема исследования резонансного усилителя
- •6.23. Схема исследования широкополосного усилителя
- •Операционные усилители
- •7.24 Лабораторный стенд
- •7.25 Линейный усилитель
- •7.26 Линейный усилитель
- •7.27 Усилитель-ограничитель
- •7.5 Усилитель для тензопреобразователя
- •Цифровые элементы
- •8.28 Лабораторный стенд
- •8.29Элементы и, или
- •8.30. Исследование rs-триггера на элементах и-не
- •8.31. D-триггер
- •Регистры
- •9.32. Последовательный регистр
- •9.33. Счетный регистр
- •Элементы ацп
- •10.34. Ацп поразрядного уравновешивания
- •10.35. Интегрирующий ацп
- •Кодирование и передача данных по линии связи.
- •11.36. Скважинный влагомер с частотной модуляцией.
- •11.37. Шим-преобразователь
- •Устройства визуализации.
- •12.38. Индикатор напряжения.
- •12.39. Цифровое табло
- •Аппаратура предназначена для измерения набора параметров в скважине и передаче их на поверхность с целью дальнейшей обработки.
- •Описание сгдк.
- •Сенсоры и нормирующие преобразователи.
- •Коммутатор.
- •Отдельные блоки прибора.
Отдельные блоки прибора.
Частотный модулятор ЧМ является частью интегрирующего АЦП.
ЧМ в скважинном приборе формирует измерительный временной интервал, который по линии связи передается на регистратор, где с помощью заполнения счетного регистра значение временного интервала преобразуется числовой код.
Частотный модулятор включает в себя входной усилитель, генератор пилообразного напряжения, компаратор, таймер (ждущий мультивибратор), формирователь меандра (счетчик).
Входной усилитель сигналов сенсоров построен по классической схеме неинвертирующего усилителя (DA4). Его коэффициент усиления равен Кус = 1 + R33/R31.
Генератор пилообразного напряжения построен по схеме интегратора (DA3, R29) с принудительным разрядом интегрирующего конденсатора С22.
На первый вход компаратора DA5 поступает линейно изменяющееся напряжение от генератора «пилы». На второй вход компаратора поступает выходное напряжение усилителя. В момент, когда напряжения на входах компаратора уравниваются, компаратор «опрокидывается». Получаемый фронт напряжения запускает ждущий мультивибратор DD2.2, который вырабатывает короткий (2-4 мкс) импульс.
Этот импульс поступает на ключ DD1.2, который разряжает интегрирующий конденсатор С22, на емкостной делитель и ключ влагомера, на вход счетчика DD4.2.
При этом напряжение на выходе генератора «пилы» DA3/6 резко изменяется, становясь равным опорному напряжению U0, на входах компаратора вновь создается большая разность напряжений, и компаратор возвращается в исходное состояние.
Затем цикл повторяется. Период повторения цикла пропорционален напряжению на выходе усилителя, т.е. величине сигнала сенсора.
Выходные импульсы ЧМ-модулятора поступают на делитель DD4.2., где преобразуются в последовательность прямоугольных импульсов. С помощью ключевого усилителя VТ10 эти импульсы направляются в линию связи ЦЖК для передачи на наземный регистратор.
Коммутатор скважинный.
На вход частотного модулятора сигнал поступает с мультиплексора DD3. Управляется DD3 двоичным кодом А0…А2, который вырабатывается двоичным счетчиком DD4.
Счетчик переключается импульсом 2-4 мс, который вырабатывается пороговым усилителем на транзисторе VT2.
Пороговый усилитель работает следующим образом.
На эмиттере транзистора напряжение равно напряжению питания схемы электрического прибора (+U = 12 В). Через резистор R22 база транзистора подключена к центральной жиле кабеля (ЦЖК). К базе же подключен диод VD6, который ограничивает напряжение на базе на уровне 0,6 В относительно напряжения на эмиттере транзистора. Транзистор при этом закрыт, и на его коллекторе напряжение равно нулю.
Когда на ЦЖК появляется отрицательный импульс, то на резисторе R24 (вывод CBL) напряжение резко падает, становясь меньше, чем напряжение +U. Транзистор быстро открывается и на коллекторе появляется напряжение, близкое к +U. Этот получаемый импульс и приводит к изменению двоичного кода А0…А3, который, управляя мультиплексором, переключает нормализованные сигналы с преобразователей сенсоров.
Стабилизатор положительного питания схемы.
Стабилизатор построен по классической схеме последовательного стабилизатора на DA2 и транзисторе VT1 и опорном стабилитроне VD3.
Формирователь отрицательного напряжения.
Для обеспечения питания операционных усилителей двуполярным напряжением установлен умножитель напряжения VD9, VD10, С14, С15 и стабилизатор DA8.
Защита по цепи питания прибора
Напряжение питание прибора снимается с ЦЖК через фильтр R7, C5. Диод VD2 служит для защиты электрической схемы от напряжения отрицательной полярности.
Рис. 14.37 Плата преобразователя в величину.