Титульный лист
Задание
Назначение
Состав
Описание    >
Программа
Инструкция
Перспективы
Приложения >

Описание

Устройство состоит из:
  1. поворотного механизма, на котором закреплена антенна и приемник,
  2. блока питания на 5В и 12В,
  3. двухвходового десятиразрядного АЦП (аналого-цифрового преобразователя) с выходом ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).

Поворотный механизм
Поворотный механизм включает в себя электродвигатель постоянного тока с редуктором, датчик угла поворота - переменный резистор, соединенный пассиком с главной осью, и вращающийся блок, на котором размещена антенна и УКВ радиоприемник. В зависимости от угла поворота переменного резистора изменяется напряжение на его среднем выводе. Это напряжение зависит от угла поворота антенны. Направленная антенна рамочной конструкции использована для уменьшения габаритов конкретного устройства (габариты эффективно работающей антенны для диапазона ультракоротких волн составляют около четверти длины волны, то есть более 60 см.). Для увеличения точности обнаружения может быть использована антенна больших размеров и с более острой диаграммой направленности (например, типа «волновой канал»), но при этом необходим более мощный вращающий механизм.

Радиоприемник (схема в приложении)
Установка включает в себя радиоприемник УКВ диапазона на интегральной микросхеме КХА 058. В данной конструкции радиоприемника частота настройки изменяется при изменении подаваемого на варикап напряжения (от 1В до 5В), что позволяет управлять ею с помощью сигнала компьютера, преобразованного ЦАП в аналоговую форму. С микросхемы приемника, имеющей функцию АРУ (автоматической регулировки усиления) снимается напряжение АРУ, определяющее уровень несущей, принимаемой антенной на частоте настройки, а также звуковой сигнал радиостанции в случае, если приемник настроен на частоту радиостанции УКВ ЧМ диапазона. Напряжение на варикапе задается программой, управляющей портом LPT компьютера.

АЦП и ЦАП (схема в приложении)
Для управления напряжением используются 10 разрядов ЦАП. Десятиразрядный ЦАП может задавать 1024 значения напряжения, точность зависит от точности подбора сопротивлений резисторов делителя и в задаче нахождения максимального уровня сигнала не влияет на точность измерения. При сборке ЦАП следовало учесть, что у параллельного (принтерного) порта IBM PC буферные усилители разных разрядов имеют разные уровни выходных сигналов. При работе с принтером это не имеет значения, так как эти выходные сигналы укладываются в диапазон 2,5-5 В, необходимый для надежной работы принтера. Для работы с АЦП уровни выходных сигналов должны быть одинаковыми. Это достигается включением дополнительных буферных усилителей (микросхемы DD2 и DD3) между выходом IBM PC и цепочечным делителем r-2r ЦАП. Когда требуется изменить напряжение настройки приемника, то на два других контакта принтерного порта подаются сигналы, которые открывают электронный ключ на транзисторе, и напряжение с ЦАП идет на запоминающее устройство на полевом транзисторе. На конденсаторе, соединенном с затвором транзистора, нужное напряжение сохраняется долгое время (за несколько секунд оно изменяется на величину, меньшую погрешности измерения), так как ток утечки затвора полевого транзистора чрезвычайно мал. Запоминающее устройство необходимо затем, что один и тот же ЦАП применяется и для задания напряжения на варикапе, и для измерения напряжений АРУ и датчика угла поворота антены, но частота настройки должна сохраняться, поэтому на время измерений ЦАП отключается от запоминающего устройства, а оно поддерживает нужное напряжение на варикапе.

Измерение напряжения с датчика угла поворота и с приемника производится АЦП, в состав которого входит ЦАП и компаратор на транзисторах. Напряжение на логическом выходе компаратора зависит от того, на каком из двух его входов напряжение выше. Если повышать с помощью ЦАП напряжение на одном из входов компаратора и подавать измеряемый сигнал на другой вход, компаратор переключится, когда напряжения сравняются, и состояние порта определяет напряжение сигнала.

Так измеряются напряжения с датчика угла поворота антенны и с выхода приемника. Входы переключаются электронным ключом на транзисторах. Для того, чтобы двумя сигналами с порта управлять тремя положениями электронного ключа (включением Схема преобразователя управляющих сигналов первого входа, включением второго и отключением обоих), а также подключать к выходу ЦАП электронное запоминающее устройство, собран преобразователь сигналов, который также увеличивает напряжение коммутации с 5 до 10 В (это необходимо, чтобы микросхема коммутатора могла переключать напряжения до 7 В).

[Программа] >>>

Алексей Ильин, 2001 год