Многоступенчатая коммутация измерительных цепей

При большом числе измерительных каналов применяют многоступенчатую коммутацию измерительных цепей.

Рассмотрим принципы организации многоступенчатой коммутации измерительных цепей на примере двухступенчатой коммутации. Двухступенчатая коммутация измерительных каналов положена в основу современной бортовой информационно-телеметрической системы БР-92

Рисунок 4.4 – Структурная схема бортовой ИТС БР-92

Здесь возможны два варианта:

1) с последовательным опросом коммутаторов канала второй ступени (локальных коммутаторов (ЛК));

2) с чередующимся опросом коммутаторов каналов второй ступени.

- время такта.

Рисунок 4.6 – Временные диаграммы при меньшей частоте переключения цепей основного коммутатора

Посмотрим на такую организацию опроса измерительных цепей с точки зрения возможности обеспечения информационной гибкости, т.е. возможности получения разных частот опроса для разных источников информации.

Из временной диаграммы (рисунок 4.6) следует, что сохранения равномерного опроса источников информации можно запараллеливать только входные цепи коммутатора первой ступени (основного коммутатора). Нельзя запараллеливать входные цепи коммутаторов второй ступени, т. к. при этом нарушается периодичность повторения сигналов опроса.

При запараллеливании входных цепей ОК уменьшается количество ЛК, а в оставшихся ЛК, подключенных к нескольким входным цепям ОК, частота опроса увеличивается сразу по всем каналам.

Таким образом, коммутация измерительных цепей с меньшей скоростью переключения в первой ступени имеет ограниченные возможности по формированию разных частот опроса.

Во втором варианте счетчик локальных коммутаторов в коммутаторе первой ступени (основном коммутаторе) переключается от генератора тактовых импульсов, а счетчики каналов всех коммутаторов второй ступени – от счетчика коммутатора первой ступени, т.е. имеют меньшую частоту переключения. При этом за время включения коммутируемой цепи 1-й ступени опрашивается одна коммутируемая цепь второй ступени. За полный 1-й цикл переключения основного коммутатора (k канальных интервалов) опрашиваются все первые каналы всех k локальных коммутаторов 2-й ступени (рисунок 4.5). за полный второй цикл ОК опрашиваются все вторые каналы всех ЛК и т.д. Временные диаграммы, соответствующие этому случаю, показаны на рисунке 4.7.

При опросе коммутируемых цепей с меньшей скоростью переключения во второй ступени можно запараллеливать непосредственно входные цепи второй ступени. Причем делать запараллеливание можно в любом ЛК независимо от других ЛК. Периодичность опроса датчиков при этом сохраняется

.

Рисунок 4.7– Временные диаграммы при меньшей частоте переключения локальных коммутаторов

Таким образом, коммутация измерительных цепей с меньшей скоростью переключения во второй ступени дает больше возможностей для формирования разных частот опроса, т.е. обеспечивает бó льшую информационную гибкость ИИС по сравнению с первым вариантом многоступенчатой коммутации.

Лекция 5. Элементы ИИС с временным разделением каналов. Ключевые устройства коммутаторов каналов. Типы ключевых устройств. Требования к ключевым устройствам. Ключевые устройства на КМОП-транзисторах. Погрешности ключевых устройств.

Основным блоком ИИС с временным разделением каналов является измерительный коммутатор каналов, осуществляющий дискретизацию измерительных сигналов и разделение полученных отсчетов разных каналов по времени. Коммутатор каналов (см. рис. 2.5) состоит из набора аналоговых ключевых устройств (КУ) и устройства управления, которое, может быть реализовано как программно, так и аппаратно. Аналоговые ключевые устройства определяют, в основном, метрологические характеристики измерительного коммутатора и ИИС в целом.

Говорят, что КУ замкнуто (или открыто), если сигнал с его входа проходит на его выход, и разомкнуто (или закрыто) – если сигнал не проходит на выход ключевого устройства.