- •Оглавление
- •Лабораторная работа № 1. Освоение приемов применения программы Electronics Workbench
- •2 Описание приборов
- •2.1 Мультиметр
- •2.2 Функциональный генератор
- •2.3 Электронный осциллограф
- •Лабораторная работа № 2. Применение программы Electronics Workbench для моделирования компонентов иис
- •1 Осциллограммы сигналов
- •Лабораторная работа № 3. Исследование источников питания и выпрямителей
- •1 Лабораторный стенд
- •2 Модель выпрямителя
- •3 Таблицы экспериментальных данных
- •4 Графики зависимостей
- •5 Осциллограммы выходного напряжения
- •Лабораторная работа № 4. Моделирование фильтров
- •1 Лабораторный стенд
- •2 Расчет параметров элементов фильтров
- •3 Модель схемы исследования фильтра
- •3 Модель схемы исследования фильтра высокой частоты
- •Лабораторная работа № 5. Моделирование усилителей
- •1 Модель схемы
- •2 Получение экспериментальных данных
- •Лабораторная работа № 6. Моделирование генератора колебаний
- •1. Модель схемы
- •2 Получение экспериментальных данных
- •Лабораторная работа № 7. Моделирование измерительных преобразователей
- •Лабораторная работа № 9. Моделирование цифровых устройств
- •1 Лабораторный стенд
- •2. Расчет таблиц истинности
- •3. Задание. На рисунке указать типы логических элементов
- •4. Задание. Заполнить таблицы для логических элементов и, или, и-не, или-не, 2и-не, 2или-не
- •5. Задание. Исследовать логическую схему с помощью генератора слов
- •Лабораторная работа № 10. Исследование триггеров и регистров
- •3. Задание.
- •Лабораторная работа № 11. Исследование счетчиков
- •3. Задание.
- •Лабораторная работа № 12. Исследование параллельной линии передачи данных
- •1. Введение
- •2. Цели и задачи работы
- •3. Задание.
- •3.1. Исследование мультиплексора.
- •Лабораторная работа № 13. Моделирование компаратора и сумматора
- •1. Введение
- •2. Цели и задачи работы
- •3. Задание.
- •3.4. Исследование сумматора
- •Лабораторная работа № 14. Исследование электронной схемы скважинного прибора
- •2. Цели и задачи работы
- •3. Задание.
- •3.1. Описание сгдк.
- •3.2. Сенсоры и нормирующие преобразователи (усилители, делители, выпрямители).
- •3.3. Отдельные блоки прибора.
3.3. Отдельные блоки прибора.
Частотный модулятор
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.
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. 3. Плата преобразователя в натуральную величину |
Выводы
В проведенной лабораторной работе мы исследовали электронную схему скважинного прибора и проследили прохождение отдельных измеряемых параметров по схеме. Изученная схема состоит из сенсоров, нормализаторов, коммутатора, частотного модулятор и стабилизатора, сигналы между которыми передаются по центральной жиле кабеля. В свою очередь данные функциональные модули построены с использованием исследованных в предыдущих лабораторных работах электронных элементов и схем.