УДК 621-396

МУЛЬТИСЕНСОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НА ОСНОВЕ СЕКЦИОНИРОВАННЫХ МАЛОРАЗРЯДНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЦАП

В.М. Гречишников¹, О.В. Теряева¹, В.В. Арефьев¹

Самарский национальный исследовательский университет имена академика С.П. Королева

Российская Федерация, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34

Рассмотрена возможность создания мультисенсорного преобразователя для ракетно-космического приборостроения на основе секционированных малоразрядных волоконно-оптических цифро-аналоговых преобразователей, позволяющего упростить технологию изготовления и одновременно увеличить число измеряемых входных сигналов.

Ключевые слова: мультисенсорный преобразователь, волоконно-оптический преобразователь, системы управления и контроля, мультиплексирование, ЦАП.

MULTISENSORY CONVERTER BASED ON PARTITIONED LOW-DISCHARGED FIBER-OPTIC DAC’S

V.M. Grechishnikov ¹, O.V. Teryaeva¹, V.V. Arefiev¹

Samara National Research University named after academician S.P. Korolev

Russian Federation, 443086, Moskovskoye highway, 34

In this document, the possibility of creating the multisensory converter for space-rocket instrument engineering on basis of partitioned low-discharged fiber-optic digital-analog converters which would allow simplifying the manufacturing process and, at the same time, to increase the number of the measured input signals.

Keywords: multisensory converter, fiber-optic converter, monitoring and control systems, multiplexing, DAC.

Недостатком многоразрядных волоконно-оптических цифро-аналоговых преобразователей (ВОЦАП), применяемых для ракетно-космического приборостроения, являются высокие требования к погрешности установки весовых коэффициентов в элементах назначения веса (ЭНВ) [1-5], что, с одной стороны, ограничивает число входных сигналов, а с другой - требует применения дорогостоящих прецизионных технологий.

Снизить требования к точности изготовления ЭНВ, упростить технологию изготовления и одновременно повысить число измеряемых входных сигналов можно за счет применения нескольких одинаковых четырехразрядных волоконно-оптических цифро-аналоговых секций. Функциональная схема такого преобразователя приведена на рис. 1.

Рис. 1. Мультисенсорный преобразователь на основе секционированных ВОЦАП

Излучение от источника ИИ подается на волоконно-оптический разветвитель 1х3. Выходные сигналы разветвителя поступают на входы трех идентичных секций цифро-аналогового преобразования ВОЦАП1…ВОЦАП3. На входы каждого из ВОЦАП подается по одному 4-х разрядному сегменту 12-разрядного входного кода. Выходные сигналы ВОЦАП формируют соответствующие оптические аналоговые сигналы, которые по очереди в течении 3-х тактов подключаются ко входу встроенного в микроконтроллер (МК) АЦП. В процессе каждого такта определяются значения входных сигналов, принадлежащих соответствующим тетрадам. В соответствии с программой работы МК коды, сформированные в АЦП записываются с в соответствующие ячейки выходного регистра и выдаются на выход МК в виде 12- разрядного кодового вектора , компоненты которого однозначно связаны с вектором входных сигналов.

Использование трех 4-х разрядных ВОЦАП вместо одного 12-разрядного позволяет снизить требования к точности установки весовых коэффициентов ВОЦАП в 256 раз а для обработки сигналов использовать, более дешевый, например, 6-разрядный АЦП. Однако снижение требований к погрешности приводит к уменьшению в три раза быстродействия устройства и увеличению мощности источника излучения.

Библиографические ссылки

1. Гречишников В.М., Домрачеев В.Г., Ретинская И.В., Теряева О.В. Оптоэлектронные цифровые преобразователи угла с весовым уплотнением каналов. // Измерительная техника, 2015, №10, с.34-39.

2. Гречишников В.М. Мультисенсорные волоконно-оптические преобразователи транспортных систем [Текст] / В. М. Гречишников, Г. И. Леонович, А. С. Лукин [и др.] // Изв. Самар. науч. центра РАН. Спец. вып.: Перспективы и направления развития транспортной системы. Самара, 2007. - С. 95-99.

3. Гречишников В.М., Теряева О.В. Устройство для сбора информации на основе волоконно-оптического цифро-аналогового преобразователя. – Решетневские чтения: материалы XVII Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (12–14 нояб. 2013 г., Красноярск) : в 2 ч. /под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. – Красноярск, 2013. – Ч. 1. – С. 221-223.

4. Гречишников В. М., Конюхов Н. Е. Оптоэлектронные и цифровые датчики перемещений со встроенными волоконно-оптическими линиями связи. М.: Энергоатомиздат, 1992. 160 с.

5. Зеленский В. А., Гречишников В. М. Бинарные волоконно-оптические датчики в системах управления и контроля. Самара: Самарский научный центр РАН, 2006. 160 с.