Управляющего электрода

Управляющее устройство УУ представляет собой информационную часть системы управления для обработки сигналов задающих воздей-

Наиболее прогрессивным является автоматизированный индивидуальный электропривод, в котором каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение отдельным электродвигателем по сигналам управляющего устройства. В простейшем случае управляющее устройство осуществляет пуск, отключение и защиту электродвигателя, в более сложном - контроль и управление движением рабочей машины РМ.

Упрощенная структура ЭВМ представлена на 1.1. ЭВМ содержит следующие основные устройства: арифметическо-логи-ческое устройство, память, управляющее устройство, устройство ввода данных в машину, устройство вывода из нее результатов расчета и пульт ручного управления.

Управляющее устройство

Управляющее устройство (УУ) автоматически без участия человека управляет вычислительным процессом, посылая всем другим устройствам сигналы, предписывающие им те или иные действия, в частности включает АЛУ на выполнение нужной операции. \

Упрощенная структурная схема процессора представлена на 9.1. На схеме изображены только его основные части: арифметическо-логическое устройство АЛУ, управляющее устройство (управляющий' автомат) УУ, блок управляющих регистров БУР, блок регистровой памяти (местная память) и блок связи с ОП и некоторым другим, в том числе внешним по отношению к ЭВМ, оборудованием.

Управляющее устройство (управляющий автомат) вырабатывает последовательность управляющих сигналов, инициирующих выполнение соответствующей последовательности микроопераций, обеспечивающей реализацию текущей команды.

Благодаря характерным для СНК-архитектуры особенностям — сокращенному набору команд (обычно не более 50— 100), небольшому числу (обычно 2—3) простых способов адресации (в основном регистровой), небольшому числу простых форматов команд с фиксированными размерами :и функциональным назначением их полей — упрощается управляющее устройство процессора, который в этом случае обходится без микропрограммного уровня управления и управляющей памяти, и его УУ может быть выполнено на «схемной логике»

13.8. Структура процессора ЭВМ общего назначения (ЕС-1046): УУ — управляющее устройство; УЯ — управляющая память; БВК — блок выбора команд; БПр — блок прерывания; БРПС — блок регистрации программных событий; БИВ — блок измерения времени; БПрУ — блок прямого управления; БВД — блок восстановления и диагностирования

блок (блок /) и исполнительный (блок ?). Эти блоки связаны друг с другом и со скрытой (недоступной программисту) кэш-памятью. Блоки / и ? выполнены с использованием конвейерной обработки и перекрытия, так что в рассматриваемом процессоре реализован конвейер команд (одновременная обработка четырех команд) и арифметический конвейер. В блоке Е применено микропрограммное управляющее устройство (длина микрокоманды свыше 100 разрядов) с управляющей памятью, допускающее считывание и с меньшей скоростью запись.

Управляющее устройство помимо традиционных для УУ блоков содержит четыре буфера команд (на 64 командных слова каждый) и специальные регистры: регистр длины вектора и регистр векторной маски. Регистр длины вектора фиксирует длину обрабатываемого вектора S (всегда 5^64). Содержащий 64 разряда регистр векторной маски значением своего t-ro разряда определяет, из какого из участвующих в операции регистров г'-й элемент выдается в регистр результата. По-другому использует регистр векторной маски команда проверки элементов вектора, которая устанавливает разряды вектора маски в 1, если соответствующие элементы вектора удовлетворяют заданному условию. Результат этой команды может эффективно использоваться другими командами при обработке данных.

Триодный тиристор кроме анодного и катодного выводов имеет еще вывод управляющего электрода УЭ. Последний подключается либо к ближайшей к катоду ^-области, либо к ближайшей к аноду и-области. В соответствии с этим различают катодное и анодное управление тиристором. Первое подключение более распространено. Структура тиристора с катодным управлением, его условное изображение и ВАХ приведены на 10.28. При изменении напряжения управления U п изменяется и напряжение включения тиристора ?/вкл- Следовательно, его можно использовать как управляемый ключ.

Типовая конструкция триодного тиристора большой мощности приведена на 10.29, где 1 - основание из меди; 2 - трубка из стали со стеклоизолятором; 3, 4 — четырехслойная структура р-п-р-п с припаянными к ней вольфрамовыми дисками 5 и 6; 7,8- стержневые выводы катода и управляющего электрода соответственно, которые через переходные втулки 9 соединяются с гибкими наружными выводами.

Электронно-лучевая трубка ( 12.28) — важнейшая часть электронного осциллографа — состоит из электронного прожектора, отклоняющей системы и экрана. Электронный прожектор создает узкий электронный луч. Посредством отклоняющего устройства измеряемая величина управляет, движением луча, который играет роль практически безынерционной подвижной части осциллографа. Экран покрыт слоем люминофора, и на нем под действием электронного луча образуется светящееся пятно. При отклонениях луча это пятно движется по экрану и дает изображение кривой исследуемого процесса. Электронный прожектор ("электронная пушка") состоит из подогревного катода, управляющего электрода С - модулятора - и двух анодов - А\ иА2.

Напряжение переключения имеет максимальное значение при отсутствии тока в цепи управляющего электрода (ty3==0). В этом случае оно составляет несколько сотен вольт. При увеличении тока управления величина fAImax снижается. Практически при силе тока iy3 порядка 100 мА она уменьшается до нескольких десятков вольт. Выключенное состояние тиристора при обратном смещении (участок 4) характеризуется допустимым обратным напряжением f/06p, равным нескольким сотням вольт. Естественно, что указанные значения ?/0бр, Uamax, tya Для разных типов тиристоров различны и что здесь указаны лишь приблизительные их значения. Тиристор может оставаться включенным длительное время даже при отсутствии тока в цепи управляющего электрода. Тиристоры открываются при токах в несколько десятков миллиампер, а номинальные токи их определяются сотнями ампер. Тиристор обычно выключается по току в анодной цепи; он переходит в выключенное состояние при анодном токе, равном нулю. Однако при небольшом анодном

Выпрямление тока осуществляется тиристорами. С помощью управляющего электрода можно задержать на угол а начало пропускания тока тиристором. Этот угол отсчитывается от точки естественного открывания тиристора при отсутствии ре-

стеклянных баллонов парами ртути. Катод выполняется с подогревом (накалом), на нем располагается капля ртути. Анод выполняется в виде металлических диска, цилиндра или полусферы. Сетка является управляющим электродом (аналог управляющего электрода тиристора). Тиратронные РУ управляются аналогично тиристорам посредством управляющего напряжения, подаваемого на сетку. Игнитрон — это более мощный управляемый ионный прибор с заполнением стеклянной или изолированной металлической колбы парами ртути при давлении (1,5-^ 15) 10~5 Па. Катодом является жидкая ртуть без подогрева. Необходимая концентрация паров ртути в колбе осуществляется за счет дуги между поджигающим электродом, который одновременно является и управляющим, и катодным пятном на поверхности ртути. На поджигающий (управляющий) электрод игнитрона подается высоковольтный импульс напряжения подобно тому, как это выполняется в искровых разрядниках. Момент времени дугового разряда между анодом и катодом тиратронных и игнитронных РУ определяется моментом подачи управляющего напряжения на сетку тиратрона и поджигающий электрод игнитрона.

венных значений напряжения и„ для случая, когда управляющие импульсы поступают на управляющий электрод в моменты времени ?=0, t—T, t=2T и т. д. Графики ын, представленные на 1.14, б, соответствуют случаю, когда управляющие импульсы поступают в моменты времени f, t' + T, t'+2T и т. д. Изменением значения f и угла а, называемого углом управления, можно регулировать постоянную составляющую выпрямленных напряжения и тока. Регулирование ?, а следовательно, значения выпрямленного напряжения осуществляется (см. 1.13, в) импульсным фазовым блоком (ИФБ) управления. Он формирует управляющие импульсы, отвечающие определенным требованиям. Они не должны вызывать нагрев управляющего электрода и должны обеспечивать четкое отпирание тиристора. Исходя из этого оптимальной формой управляющих импульсов является короткий импульс с крутым фронтом. Работу ИФБ рассмотрим на примере двухполупериодного управляемого выпрямителя ( 1.15, а), собранного на тиристорах ТР\ и ТР%. Напряжение на ИФБ подается через мостовой фазовращатель, содержащий трансформатор с выводом средней точки вторичной обмотки, а также конденсатор С и переменный резистор

/, 2,3 — выводы катода, управляющего электрода и анода соответственно

Важным параметром триодного тиристора является 'отпирающий ток, управления /У1-ВКЛ-—ток управляющего электрода, который обеспечивает переключение тиристора в открытое состояние.

Оптимальной формой управляющих сигналов для тиристоров является короткий импульс с крутым фронтом. Такая форма позволяет уменьшить нагрев управляющего электрода тиристора, а также обеспечить за счет высокой крутизны управляющего импульса четкое отпирание тиристора. Для формирования подобных импульсов и их сдвига во времени служат специальные импульсно-фазовые системы управления. Изменение угла управления осуществляют ручным или автоматическим способом, что обеспечивает изменение выпрямленного напряжения в требуемых пределах.

— ток управления /упр — наименьший ток в цепи управляющего электрода динистора, при котором прибор переходит из запертого состояния в открытое;