Файл: Вопросы технологии машиностроения и радиотехники [сборник статей]..pdf

В о5шем случае:

СЛ

Изменение величины входной выборки можно получить путем изменения площади обзора телевизионной .трубки 5 1 илипутем изменения площади Изменение площади связано с изме­

нением поля зрения телевизионной трубки, с изменением разме­ ров зон, и, следовательно, с регулировкой устройства, осущест­ вляющего съем объектов с каждой зоны. Изменение , на наш

взгляд, может быть осуществлено более просто при использова­ нии щелевого вибрационно—бункерного устройства путем изме­ нения величины напряжения питания электромагнита бункера или изменением ширины щели бункера.

В задачи сортирующего устройства входит опознание вклю­ чений среди зерен полезного сырья и выделение опознанных включений в отдельную группу.

Такие задачи решает распознающая система, и, следователь­ но, в состав структурной схемы модели сортирующего устройст­ ва войдут воспринимающее устройство, устройство сравнения, решающее устройство, блок памяти и исполнительное устрой­ ство.

Уточним назначение и основные особенности технической ре­ ализации отдельных элементов структурной схемы модели сорти­ рующего устройства.

Воспринимающее устройство.

Функцией воспринимающего устройства, собранного на пере­ дающей телевизионной трубке, является преобразование цвета кристаллов гранулированного кварца и посторонних включений в электрический сигнал. В результате поэлементного контроля поля изображения на выходе передающей телевизионной трубки получаем видеоимпульсы, соответствующие кристаллам гранули­ рованного кварца и отличающиеся по амплитуде от видеоимпуль­ сов, соответствующих частицам из числа посторонних включе­ ний. Путем селекции по амплитуде осуществляется выделение сигналов, обусловленных наличием посторонних включений во входной выборке. Для съема объектов с определенных зон необ­ ходимо фиксировать координаты зон (адрес зонй). При строч­ ной развертке возможен последовательный анализ содержимого зон и относительно простая схема адресного устройства в виде координатной сетки матричного типа.

Устройство сравнения и решающее устройство.

При распознавании включений среди кристаллов гранулиро­ ванного кварца достаточно фиксировать превышение определен­ ного уровня сигналом, обусловленным включением. Устройство сравнения в такой системе представляет собой.пороговое устрой­ ство, которое непосредственно входи-т в решающее устройство. Если сигналы от включений значительно отличаются по амплиту­ де от сигналов, обусловленных кристаллами кварца, то в этом случае возможно абсолютное распознавание и роль решающего устройства выполняет пороговое устройство. Если же кристаллы

116

кварца по цвету мало отличаются от включений (кристаллы квар­ ца, покрытые окисью железа или другие включения), то сигналы на выходе телевизионной трубки мало Ьтличаются друг от друга по амплитуде. Соответственно разность между значениями ампли­ туд может быть соизмерима с собственными шумами преобразова­ теля, что обусловливает появление на выходе порогового устрой­ ства шумовых выбросов. В результате многократного повторения анализа решающее устройство в соответствии с принятым крите­ рием должно принять решение о наличии на входе в пределах данной зоны кристаллов кварца или включений. Применение пе­ редающей телевизионной трубки позволяет контролировать от­ дельно каждый объект в зоне и проводить построение решающе­ го устройства, осуществляющего оптимальную обработку сигна­ ла. На практике соотношение сигнал-шум на выходе датчика не менее 3, поэтому с целью уменьшения объема решающего устройг ства представляется возможным не проводить «чистого» накоп­ ления, и осуществлять работу решающего устройства по алгорит­ му «скользящего окна» с последующим уменьшением объема оборудования с учетом особенностей работы решающего устрой­ ства в конкретных системах. Требования к решающему устрой­ ству ограничиваются обеспечением им минимальной ошибки вто­ рого рода при заданной ошибке первого рода и при ограниченном объеме оборудования.

Блок памяти.

В рассматриваемых системах функции блока памяти ограни­ чены хранением промежуточных данных в процессе принятия ре­ шения и задержки выдачи информации с решающего устройства в исполнительное. Данные функции выполняют отдельные эле­ менты решающего устройства. Синхронная работа устройств и своевременная выдача информации в исполнительное устройство достигаются за счет синхронизации, поэтому необходимость в от­ дельном блоке памяти отпадает.

ЛИТЕРАТУРА

1. Б а р а б а ш Ю. Л., В а р с к и й Б. В. и др. Вопросы статистической теории распознавания. М., «Советское радио», 1964.

2.Силин Р. Н. Автоматизация учета и расфасовки мелких деталей. М. «Машиностроение», 1965.

3.С а мм ер Р. Фотоэлементы в промышленности.-М.-Л., , «Госэнерго-

издат», 1961.

4.П ол о'ни к В. С. Телевизионная автоматика. Ленинградское отделе­

ние «Энергия», 1970.

1

I

ПИКАЛОВЛ И. С.

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ НА ХАРАКТЕР ПРОБОЯ МОНОСЛОЕВ КАМЕННОЙ СОЛИ

МИКРОННОЙ И СУБМИКРОННОЙ ТОЛЩИНЫ

Рассматриваются экспериментальные данные по пробою монослоев и субмикронной толщины. Приводят­ ся микроскопические исследования структуры поверхно­ сти образцов. Установлена корреляция величины элект­ рической прочности. Иллюстраций 3., Библиографий 5.

В [1] получена зависимость электрической прочности Епр от толщины для каменной соли микронной толщины при различ­ ных материалах электродов. Там же установлено, что значение Ещ, зависит как от материала катода,- так и от материала анода. Наибольшее снижение получено в том случае, если катодом яв­ ляется графит или напыленный алюминий, а анодом—электролит. Это снижение можно объяснить, как указывается в [2], наличи­ ем неровностей на катодной поверхности. В результате действия -электрического поля с неровностей наблюдается усиленная эмис­ сия электронов.

Относительно влияния анода было предположено, что имею­ щие место структурные нарушения поверхности диэлектрика при графитовом и алюминиевом электродах, вызывают искажение однородности электрического поля в диэлектрике. Это приводит к снижению £пр каменной соли, которая рассматривается как мо­ дельный диэлектрик.

Для проверки влияния анода было проведено микроскопичес­ кое исследование состояния электродной поверхности. Целесооб­ разно было сопоставить исследованную на оптическом микроско­ пе (МКУ—1) поверхность диэлектрика после его приготовления, после напыления электрода и после пробоя образца. При этом измерить его электрическую прочность.

Образцы приготовлялись согласно методике [3]. Исследова­ лись монослои NaCl толщиной 1,2-10~4 см. В качестве материала катода был взят электролит, а анодом — напыленный алюминий. Электролит обуславливает более ровную поверхность, чем алю­ миний.

Таким образом, снижение было обусловлено искажением од­ нородности электрического поля в диэлектрике.

Поверхность одного и того же образца непосредственно после приготовления, напыления электрода и после пробоя фиксирова­ лась на фотопленку.

Изучение полученных микрофотографий позволило констати-' ровать: наименьшую электрическую прочность обнаруживают

118

образцы с дефектами в виде углублений. Каналы пробоя соответ­ ствуют месту нахождения имеющихся дефектов.

Если исходная поверхность более однородная, то при пробое

На основании полученных данных можно сделать следующий вывод: при электролитовом катоде и алюминиевом аноде пробой происходит по наиболее грубым нарушениям структуры электрод­ ной поверхности. Наиболее высокая электрическая прочность по­ лучена у образцов с наиболее однородной геометрией, лишенной грубых дефектов (углублений).

Отсюда следует, что Епр можно повысить путем создания «бездефектной» поверхности. Известно, что для NaCl существует методика, позволяющая улучшить состояние исходной поверхно­ сти— полировка [4, 5]. С этой целью электродная поверхность полировалась, затем на нее напылялся электрод и образец про­ бивался £'пр=1,35-107 в/см. При пробое обычно разрушался весь слой. Следует учесть, что при полировке снимается часть слоя.

Проведенные исследования показывают, что существует опре­ деленная корреляция между электрической прочностью и состоя­ нием поверхности NaCl.

В заключении автор выражает глубокую благодарность про- фессору-доктору Воробьеву Г. А. за советы и постоянное стиму­ лирование в работе, а также Скороходовой Т. В. за помощь в приготовлении образцов.

САМСОНОВ А. В.

БЕСКОНТАКТНЫЙ ДИСКРЕТНОЙ АТТЕНЮАТОР

В технике иногда требуется автоматически устанавливать уровни СВЧ мощности в большом динамическом диапазоне, на­ пример, в имитаторах радиолокационного сигнала.

119

В дециметровом диапазоне для указанных целей удобно исполь­ зовать дискретный аттенюатор с непосредственным поглощением СВЧ мощности в резисторах включенных ячеек дискретов. В та­ ком аттенюаторе автоматическая регулировка осуществляется набором кратных дискретов, ячейки которых включаются своим

2

»Рис. 1. Схема ячейки дискрета бесконтактного аттенюатора.

разрядом параллельного двоичного кода сигнала управлении. Динамический диапазон аттенюатора равен сумме всех дискре­ тов, выраженных в дб, а интервал изменения равен меньшему ди­ скрету.

Схема ячейки дискрета одинакова для всех дискретов и при­ ведена на рис. 1. Поглощающая вставка (1) ячейки может соби­ раться на резисторах, включенных пр «П»-образной схеме. Номи­ налы резисторов подбираются, исходя из требуемой величины дискрета (затухания ячейки), а также требования согласования ячейки по входу и выходу. Набор дискретов осуществляется пе­ реключением поглощающей вставки и цепи прямого прохожде­ ния (3) СВЧ переключателями (2) в ячейке каждого дискрета.

Удобства использования такого аттенюатора, например, по сравнению с автоматически регулируемым аттенюатором пре­ дельного типа следующие:

1. Точность отработки затухания определяется наименьш дискретом. Причем, сам процесс автоматической отработки тре­ буемого затухания не влияет на точность.

120

2.Начальные потери незначительны и определяются потеря­ ми в цепях прямого прохождения.

3.Аттенюатор имеет широкую полосу рабочих частот, верхняя частота которой ограничивается паразитными емкостями и ин­ дуктивностями элементов ячеек.

Основной проблемой в конструировании аттенюатора явля­ ется проблема конструкции СВЧ переключателей. Применение контактных СВЧ переключателей нецелесообразно из-за их ма­ лого .быстродействия и малого времени наработки на отказ при большой частоте переключений. Появление серийно выпускаемых переключательных диодов позволяет решить эту проблему. Пе­ реключательные диоды, с одной стороны, обладают и свойством независимости сопротивления диода от уровня СВЧ мощности (в достаточно широких пределах), и свойством зависимости соп­ ротивления диода от управляющего тока низкой частоты, т. е. приближаются к контактным СВЧ переключателям, с другой сто­ роны, отличаются от них быстродействием и отсутствием нена­ дежной контактной группы. В результате был разработан бы- , стродействующий малогабаритный и в то же время надежный

вработе дискретный аттенюатор с электрическим управлением. . Электрическая схема ячейки дискрета бесконтактного аттен­

юатора изображена на Рис. 2 и состоит из цепей СВЧ и цепей управления. Для большей равномерности затухания и большей развязки между входом и выходом в полосе частот ячейка не дол­ жна содержать резонансных отрезков, а каждый бесконтактный СВЧ переключатель ячейки должен состоять из двух переключа­ тельных диодов. Ко входу и выходу ячейки в зависимости от того какие переключательные диоды открыты (1 или 2) подсоединя­ ется или цёпь прямого прохождения (дискрет выключен) или цепь поглощающей вставки /дискрет включен/, уаким образом, обе цепи связаны друг с другом только через переключательные ди­ оды, что позволяет проектировать каждую цепь независимо от другой и тем самым добиться лучших параметров ячейки.

Цепи СВЧ ячейки должны быть выполнены таким образом, чтобУ подсоединение к ним цепей для управления состоянием ди­ одов не сказывалось на режимы.работы цепей СВЧ. С этой точ­ ки зрения для выполнения цепей СВЧ удобна несимметричная полосковая линия, так как подсоединенные цепи управления к по­ лоске с внешней стороны мало сказываются на электромагнитном поле,- сосредоточенном в основном между полоской и корпусом. В аттенюторе для большей развязки цепей СВЧ и цепей управления цепи управления подсоединены к полоске с внешней стороны через ВЧ дроссели. Для того, чтобы затухание каждой ячейки было ста­ бильно при изготовлении от образца к образцу и не требовало ре­ гулировки подбором номиналов резисторов необходимо, чтобы затухание (дискрет) определилось в основном самими резистора­ ми и не зависело от других элементов ячейки. Учитывая извест­ ные параметры переключательных диодов (2А503Б) в открытом

121