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(多图) Protel 99 SE在某装备随动系统电路仿真中的应用

军械工程学院 贺从林 张彦斌?? 2009年11月11日 ?? 收藏0

  某高炮由于采用双读数电路的随动系统,实现了该炮的全自动快速跟踪和瞄准,有效提高了其作战性能,大大提高了射击精度,但同时也存在问题:该随动系统由多种集成电路和多块印制电路板组成,电路复杂,结构多样化,因此故障检测和诊断难度大。本文基于Protel 99 SE对该随动系统电路板进行仿真,为分析电路板故障原因提供重要依据,较好地提高了装备的维修保障能力。

  1 电路仿真软件Protel 99 SE介绍及仿真流程

  Protel是众人熟悉的电子CAD软件,而Protel 99SE提供了模拟电子线路和数字电路的电路仿真能力,仿真的结果和数据精确。该软件提供多种仿真激励源(信号源),接近6 000个仿真元器件和大量的数学模型元件,可以对电工基础电路、低频电子线路、高频电子线路、脉冲数字电路以及其他的电路在一定数值范围内进行仿真和分析。同时提供了多种电路分析方法,如:静态工作点分析、瞬态特性和博里叶分析(时域分析和频谱分析)、交流小信号分析(幅频和相频特性)等。既可单项分析,亦可复项分析。仿真流程如图1所示。

仿真流程

  2 电路板仿真分析

  本文以该随动系统中位置调节器板A01的信号选择与综合电路为例进行仿真。电路图如图2所示。信号选择电路的作用是在信号电压不太大时阻断概略信号电压 Uc,只让精确信号电压Uf通过。当信号电压大到一定值时让概略信号电压Uc通过,阻断精确信号电压Uf。信号综合电路的作用是将经过信号选择电路选择后的信号,按一定比例叠加在一起,放大后形成控制信号。

信号选择电路

  首先分析信号选择电路。电路由R1~R19和V1~V8等元件组成。概略信号Uc的选择开关由V3完成,V4用来提高选择的灵敏度和重复性。精确信号电压 Uf的选择开关由V7完成。概略信号Uc先经R1,R3和V1限幅,再经R2,R3分压后,送到V3发射极。当概略信号电压Uc的有效值电压小于3.5 V时,V3,V4全截止,则Ve3=0,即概略信号电压Uc被阻断。这时随动系统由精确信号电压Uf控制工作。只要概略信号电压有效值小于5 V,V7处于夹断状态,精确信号电压Uf一直通过,并可以在R15上获得一个精确信号电压Uf的分量,再由RP1送到下一级。当概略信号电压Uc有效值大于5V后,概略信号电压通过R33,R42和C10和V8的整流滤波成正电压,经V6,R16加到V7,使V7导通,精确信号电压Uf由V7旁路到地,即阻断了精确信号电压向下级传送。

  信号综合电路由R20~R23、RP1和U1等元件组成。R20,R21分别为概略信号电压和精确信号电压的输入电阻,R23为反馈电阻,R22为正向输入端接地电阻,为放大器提供信号参考点。RP1和RP2分别为精确、概略信号比例调节电位器。

  信号传输关系为:

信号传输关系

  其中:kf,kc分别为RP1,RP2所取的精确、概略信号比例系数(仿真过程中取0.5),UA为U1的输出电压,α为失调角。

  下面是仿真的结果:

输出波形


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Protel 99? 电路仿真? 随动系统?

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