别但其基本功能电路却大致相同,其区别仅在于电路参数的不 同。由于飞行控制系统控制律一般是用传递函数来表示的,因而, 对模拟式飞行控制计算机的一个主要功能要求就是能准确地用模 拟线路来实现这些传递函数。传递函数可以由电子线路网络来实 现。电子线路网络可分为无源网络和有源网络两类。无源网络电 路简单可靠但输入输出阻抗不易匹配带载能力差负载阻抗直 接影响传递函数的参数(增益和时间常数等),而且,无源网络无信 号放大作用,难以实现增益大于1的传递函数。而有源电路是以 运算放大器为核心,外加一些无源网络组成,由于运算放大器的输 出阻抗近似于零,因而负载对传递函数的各参数影响很小可避兔 无源电路的固有缺点。当采用有源网络来实现一个传递函数时, 可选取较大的反馈电阻,较小的电容,以减小电容的体积。同时增 加输入电阻,可减轻信号源的负载。 模拟式飞行控制计算机常用的功能电子线路包括:解调器限 幅器、滤波器、比较器、信号选择器、伺服放大器、非线性放大器余 度管理及故障监控电路等。 2.121信号解调器 飞行控制系统使用的许多传感器输出是载波交流信号(调幅 信号)其信号大小由幅值确定,极性由相对于传感器激磁电源的 相位确定,如线位移差动变换器(LVDT)和角位移差动变换器 (RVDT)。信号解调器(简称解调器)用于将这类调幅信号变换为 与其幅值成比例的直流信号。对应两线制与三线制输出的传感 器,解调器可根据其解调方式分为相敏解调和非相敏解调(也称线 性检波解调器)。相敏解调,顾名思义其输出与输人信号载波的幅 值及相位相关,相敏解调器必须引入与载波同源的基准相位信号 作为解调参考。非相敏解调器的输出仅与输人信号载波幅值有 关,而与其相位无关解调线路不必引入基准相位信号输出信号 的大小和极性是由传感器两绕组信号之差决定。 对应二线制传感器的解调器是相敏解调器,这种解调器结构 简单,调试方便,但输出精度受传感器相移的影响较大,通常要求
R C H 信号 R 图23相敏解调器 传感器的相移小于5°。其原理如图23所示。 当不计相位的影响时,其输入输出可用下式表示: Vo =k(VH-vL 其中k为电路增益,VH、V分别为传感器输出高、低端的电压 值 对应三线制传感器的解调器是非相敏解调器,这种解调克 服了传感器相移对输出精度的影响解调精度高性能稳定,但只 能用于有中心抽头的传感器(三线制传感器),且元器件数量相对 较多。其原理如图24所示。 本 激质张可 图24非相敏解调器 这种解调器的优点是不需引人激励信号,已有商品化的专用 集成电路可供使用,克服了使用元器件数量多的缺点,可靠性大大
18 提高。由于对传感器的相移没有要求可使传感器生产工艺简化, 成本降低。还可利用其输出和值不变的特点完成对传感器的在线 监控。 2122限幅 限幅器的功能是当输人信号未进入限幅区时,输出信号跟随 输入信号线性变化,当进入输入信号限幅区后输出信号将不再跟 随输入变化,而是保持在预设的固定输出值上。其作用是对通道 中的信号进行幅值限制。 实现限幅器的形式很多,其原理郁是利用二极管的PN结所 具有的非线性导电特性来实现限幅功能。根据二极管在电路中的 位置可将电路分为三类:二极管在输入电路中;二极管在反馈电路 中;二极管在输出电路中。在飞行控制计算机中主要使用了二极 管接在反馈电路中的限幅器电路并可根据功能进一步将其分为 二极管双向限幅器稳压管双向限幅器区间限幅器、精密限幅器 等等。实际使用时可根据系统对限幅精度和成本等要求来选用 )二极管双向限幅器 二极管双向限幅器的典型电路和传输特性如图25所示。 设二极管v1、V2的导通电压为VD,则: 当 R1."。x8≤V≤ Rs; et E+当 R 氐(段 R 时 当V R1/Rsn, R 4+R E V时 R3(R4 R R3∥R R3·R4 R R,(R3+R4) 当v>k(R1 RsRs+r E R7 V时 R3∥R7 R3·R 7 R 1 RI(R3+R
19 R Rv (b) 图25二极管双向限幅器典型电路与传输特性 (a)电原理图;(b)传输特性。 从上面各式可以看出,在限幅区内,极管双向限幅器电路的 输出并不是一个常值仅闭环增益发生了改变,只有当R4、R7远 小于R3时限幅区的电压变化才较小。这种限幅器糖度不高但 该电路简单、使用的元件较少,因此仍有较广泛的应用。 2)稳压管双向限幅器 稳压管双向限幅器的典型电路及传输特性如图26所示。 图中,假定稳压管v1V72的击穿电压为Va、Va,正向导通
20 b 图26稳压管双向限幅器典型电路与传输特性 (a)电原瑚图;(b)传输特性。 电压为vD、Vm,则: R R 当-2(Va+V)≤V≤:(Vx+vm)时 R R 当 8n)≥v时 Vout=(vin vo) R 当v≥2(Vn+vm)时