Судовая электроника - Геллер Б.Л. [2011, DOC]

Введение

ВВЕДЕНИЕ
Современный уровень развития судовых систем управления и контроля осно-вывается на широком использовании достижений электроники. Все ответственные судовые технические средства оснащены электронными системами управления. Типичными примерами являются:
1. Системы управления судовой электростанцией, выполняющие функции ста-билизации напряжения и частоты судовой сети, обеспечения параллельной работы генераторов, защиты генераторов и потребителей электроэнергии от аномальных режимов работы.
2. Системы дистанционного автоматизированного управления главными двига-телями, обеспечивающие пуск и останов двигателя, поддержание заданной скорости судна путем изменения топливоподачи или шага винта, защиту двигателя от перегруз-ки.
3. Системы автоматического управления курсом судна.
4. Системы централизованного контроля, дистанционного измерения, преду-предительной и аварийной сигнализации, охватывающие важнейшее судовое обору-дование.
5. Системы управления технологическим оборудованием судна (промысло-вым, холодильным и т.п.).
6. Системы пожарной сигнализации.
Приведенный список далеко не является исчерпывающим. Общим для всех си-стем является то, что усиление и преобразование сигналов, реализация алгоритмов управления, формирование силовых воздействий на исполнительные механизмы, стабилизация питающих напряжений и множество других операций выполняются средствами полупроводниковой электроники. Поэтому неотъемлемой составной частью подготовки судового электромеханика является усвоение принципов работы электронных узлов и устройств, умение анализировать схемы, содержащиеся в судовой документации, владение методами производства измерений и поиска неис-правностей.
В настоящее время на флоте эксплуатируются системы управления самых раз-личных поколений. Иногда даже на одном судне можно встретить как простейшие транзисторные электронные устройства, так и программно-управляемые комплексы. В связи с этим судовые электромеханики и в особенности специалисты, занимающиеся ремонтом и наладкой судовой автоматики, должны обладать широким кругозором и познаниями практически во всех областях полупроводниковой схемотехники.
Дисциплина "Судовая электроника" дает необходимую основу для изучения последующих курсов таких, как "Элементы и функциональные устройства судовой автоматики", "Системы управления энергетическими и технологическими процесса-ми", "Микропроцессорные системы управления".
В предлагаемом учебном пособии рассмотрены основные классы электронных схем, применяемых в аппаратуре управления, измерения и контроля: усилители, преобразователи сигналов, ключевые и импульсные схемы, логические схемы, генераторы, источники вторичного электропитания. В каждом классе представлены как типичные ("классические") схемы, так и нестандартные примеры, призванные продемонстрировать разнообразие и богатство возможностей полупроводниковой схемотехники.
Учебное пособие ориентировано на читателя, который уже изучил основы элек-троники. Поэтому ему известны физические основы электроники, пассивные компо-ненты электронных устройств, основные типы полупроводниковых приборов и их характеристики, схемы включения транзисторов, простейшие транзисторные усилите-ли напряжения и мощности, понятия о технологии интегральных микросхем. Не рассматривается схемотехника программируемых вычислительных устройств, являющаяся предметом отдельной дисциплины.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ В АППАРАТУРЕ СУДОВОЙ АВТОМАТИКИ 5
1.1. Схемотехника и характеристики операционных усилителей 5
1.2. Основные схемы включения операционных усилителей 17
1.3. Линейные преобразователи сигналов на базе ОУ 20
1.4. Активные фильтры 31
1.5. Усилители мощности 45
2. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ 58
2.1. Назначение и принципы построения нелинейных преобразователей сигналов 58
2.2. Логарифмические усилители 59
2.3. Ограничители сигналов 61
2.4. Прецизионные выпрямители 65
2.5. Амплитудные детекторы 68
2.6. Перемножители сигналов 69
2.7. Функциональные преобразователи сигналов с произвольной характеристикой в вход-выход 77 3. КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ 80
3.1. Электронные ключи 80
3.2. Коммутаторы сигналов 86
3.3. Компараторы 91
3.4. Устройства выборки-хранения 97
3.5. Фазочувствительные выпрямители 100
4. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 104
4.1. Основные положения алгебры логики 104
4.2. Логические элементы 105
4.3. Классификация и основные параметры цифровых микросхем 107
4.4. Анализ и синтез комбинационных схем 117
4.5. Типовые комбинационные схемы 123
4.6. Последовательностные схемы 132
4.7. Примеры применения последовательностных схем 143
4.8. Синтез последовательностных схем 145
5. ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ 148
5.1. Общие сведения о генераторах 148
5.2. Импульсные генераторы 149
5.3. Генераторы синусоидальных сигналов 166
5.4. Кварцевые генераторы 173
5.5. Функциональные генераторы 177
6. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ВИДА СИГНАЛА ДЛЯ ЦЕЛЕЙ 182
ИЗМЕРЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ 182
6.1. Преобразователи сопротивления в напряжение 182
6.2. Преобразователи напряжения в частоту и частоты в напряжение 184
7. ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ 191
7.1. Общие характеристики источников вторичного электропитания 191
7.2. Типовые структурные схемы источников вторичного электропитания 194
7.3. Выпрямители источников вторичного электропитания 197
7.4. Сглаживающие и помехоподавляющие фильтры 204
7.5. Непрерывные стабилизаторы напряжения 207
7.6. Импульсные стабилизаторы 216
7.7. Транзисторные преобразователи напряжения 220
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 226