Trendovi u razvoju radio prijemnika. Savremeni trendovi u razvoju računarske tehnologije
AT moderna tehnologija radio prijema, učinjen je ozbiljan napredak, zbog intenzivnog uvođenja digitalnih mikrokola. Dostupna mikro kola omogućavaju razvoj prijemnika visoke osjetljivosti, bolje selektivnosti slike, niže frekvencije i nelinearnih izobličenja, a također omogućavaju rješavanje niza problema na nove načine. Konkretno, signalni mikroprocesori obezbeđuju optimalan kvalitet prijema u uslovima smetnji, kontrolu auto-pretrage, elektronsku memoriju desetina radio stanica, prebacivanje programa i tajmer koji uključuje i isključuje prijemnik prema zadatom programu. Koriste se digitalne i anketne postavke.
Za daljinsko upravljanje prijemnicima u istoj prostoriji koriste se ultrazvučne i infracrvene komunikacione linije. Upravljački signali sa daljinskog upravljača šalju se u koder, u kojem se generiše niz impulsa koji se dovodi do fotodiode, gdje se vrši PCM infracrvenog zračenja. Modulirano zračenje se dovodi do prijemnika (fototranzistora), zatim do pojačala i uređaja za dekodiranje i na kraju do upravljačkog uređaja.
Upotreba digitalnih sistema za emitovanje obećava nesumnjive prednosti. Sistem digitalnog prenosa zvuka se dugo koristi u satelitskim komunikacijama i satelitskim kanalima za emitovanje, a koristi se i za digitalno snimanje zvuka muzičkih kompozicija.
Digitalno emitovanje pruža neiskrivljenu reprodukciju zvuka: reproducibilan frekvencijski opseg 5-20.000 Hz, koeficijent nelinearne distorzije manji od 90 dB, gotovo potpuno odsustvo vanjskih smetnji, a također omogućava stereo emitiranje. Nedostatak digitalnog emitovanja je širok frekvencijski opseg od oko 8 MHz koji zauzima jedna radio stanica, što određuje opsege frekvencija nosioca digitalnog emitovanja. Digitalno emitovanje olakšava implementaciju prikaza informacija, režima ponavljanja, skladištenja poruka itd.
Pojednostavljeni blok dijagram modernog digitalnog prijemnika prikazan je na sl. 7.20. U ovom kolu, putanja pojačanja (AT) je napravljena na analognim elementima i vrši preliminarnu frekvencijsko filtriranje primljenog signala, pojačanje i konverziju njegove frekvencije.
Rice. 7.20.
ADC pretvara analogni signal u digitalni kod, koji se dovodi do stvarnog digitalnog prijemnika. Potonji je signalni procesor (SP) koji digitalno obrađuje primljeni signal prema datom algoritmu. Takav algoritam uključuje zadatak traženja signala u opsegu, dodatnu konverziju frekvencije, filtriranje, detekciju itd. Ako je potreban signal u analognom obliku, tada se na izlazu prijemnika uvodi DAC. Prijemnik se podešava po kanalima pomoću sintisajzera frekvencije (MF).
Sada se sve više pažnje poklanja upotrebi ljudskih sistema za kontrolu glasa i obavještavanja u kućnoj radio opremi. Komande operatera potvrđuju se sintetizovanim ljudskim glasom. Upravljački signal se digitalizira i unosi u upravljački mikroprocesor.
Sistemi za prepoznavanje glasa postat će dio prijemnika koji će izvršavati komande određene osobe. Nakon izvršenja naredbe, mikroprocesor generiše signal odgovora, koji ulazi u sintetizator ljudskog govora, a zvučnik reproducira odgovor.
Pojava PC-a s pravom se smatra gracioznom naučnom i tehnološkom revolucijom, uporedivom po obimu sa izumom električne energije i radija. U vreme kada je PC rođen, računarstvo je postojalo već četvrt veka. Stari računari su odvojeni od masovnog korisnika, sa njima su radili stručnjaci (inženjeri elektronike, programeri, operateri). Rođenje računara učinilo je kompjuter masovnim alatom. Izgled računara se dramatično promenio: postao je prijateljski (to jest, sposoban da vodi kulturni dijalog sa osobom na vizuelno udobnom ekranu). Trenutno se u svijetu koriste stotine miliona računara kako u proizvodnji tako iu svakodnevnom životu.
Informatika i njeni praktični rezultati postaju najvažniji pokretač naučnog i tehnološkog napretka i razvoja ljudskog društva. Njegova tehnička osnova je sredstvo za obradu i prenošenje informacija. Brzina njihovog razvoja je nevjerovatna, u povijesti čovječanstva ovaj proces koji se brzo razvija nema analoga. Može se tvrditi da je istorija kompjuterske tehnologije jedinstvena, pre svega, zbog fantastičnog tempa razvoja hardvera i softvera. U posljednje vrijeme bilježi se aktivan rast spajanja računara, komunikacija i kućanskih aparata u jedan komplet. Kreiraće se novi sistemi, postavljeni na jedno integrisano kolo i uključivati, pored samog procesora i njegovog okruženja, i softver.
Već sada univerzalna računala zamjenjuju novi uređaji - pametni telefoni koji rješavaju specifičan niz zadataka za svog vlasnika. Sistem ručnih računara se razvija.
Karakteristična karakteristika računara pete generacije trebalo bi da bude uvođenje veštačke inteligencije i prirodnih jezika komunikacije. Pretpostavlja se da će računari pete generacije biti jednostavno upravljivi. Korisnik će moći da daje komande mašini glasom.
Pretpostavlja se da će 21. vijek biti vijek najveće upotrebe dostignuća informatike u ekonomiji, politici, nauci, obrazovanju, medicini, svakodnevnom životu i vojnim poslovima.
Glavni trend u razvoju računarske tehnologije trenutno je dalje širenje obima uvođenja računara i kao rezultat toga prelazak sa pojedinačnih mašina na njihove sisteme - računarske sisteme i komplekse različitih konfiguracija sa širokim spektrom funkcionalnost i karakteristike.
Više obećavajući, kreirani na bazi personalnih računara, geografski raspoređenih višemašinskih računarskih sistema. Računarske mreže su fokusirane ne toliko na računarsku obradu informacija koliko na komunikacione informacione usluge: e-mail, telekonferencijski sistemi i informacioni i referentni sistemi. Stručnjaci smatraju da je početkom XXI vijeka. u civilizovanim zemljama doći će do promene glavnog informacionog okruženja.
AT poslednjih godina, u razvoju novih računara, više pažnje je posvećeno super-moćnim računarima - superkompjuterima i minijaturnim, te subminijaturnim računarima. U toku je potraga za kreiranjem računara 6. generacije, zasnovanih na distribuiranoj neuronskoj arhitekturi, neurokompjutera. Konkretno, već postojeći specijalizovani mrežni MP-i - transputeri - mrežni mikroprocesori sa ugrađenim komunikacionim sredstvima, mogu se koristiti u neuroračunarima.
Približne karakteristike računara šeste generacije.
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
Savremeni trendovi u razvoju radiopredajne opreme
Radiopredajni uređaji (RPDU) se koriste u oblastima telekomunikacija, televizijskog i radio emitovanja, radara, radio navigacije. Nagli razvoj mikroelektronike, analogne i digitalne mikrokola, mikroprocesorske i kompjuterske tehnologije ima značajan uticaj na razvoj radiopredajne tehnologije, kako u smislu naglog povećanja funkcionalnosti, tako i u smislu njenog unapređenja. indikatori učinka. Ovo se postiže upotrebom novih principa za konstruisanje strukturnih dijagrama predajnika i implementacije kola njihovih pojedinačnih čvorova koji implementiraju digitalne metode za generisanje, obradu i konvertovanje oscilacija i signala različitih frekvencija i nivoa snage.
Radio odašiljači koji koriste digitalne metode za generiranje, obradu i pretvaranje oscilacija i signala nazivat će se digitalni radio predajnici (TsRPdU).
Razmotrimo savremene zahtjeve za RPDU, koji postavljaju probleme koji se u principu ne mogu riješiti metodama analognih kola, što zahtijeva korištenje digitalnih tehnologija u RPDU.
U oblasti telekomunikacija i radiodifuzije, mogu se izdvojiti sljedeći glavni zahtjevi koji se stalno povećavaju za sisteme za prijenos informacija, čiji su elementi RPdS:
Osiguravanje otpornosti na buku u preopterećenom radio zraku;
Povećanje propusnosti kanala;
Isplativost korištenja frekvencijskog resursa u višekanalnoj komunikaciji;
Poboljšan kvalitet signala i elektromagnetska kompatibilnost.
Želja za ispunjavanjem ovih zahtjeva dovodi do pojave novih standarda komunikacije i emitovanja. Među već poznatim GSM, DECT, SmarTrunk II, TETRA, DRM itd.
Glavni pravac razvoja komunikacionih sistema je obezbjeđivanje višestrukog pristupa, u kojem se frekvencijski resurs dijeli i istovremeno koristi od strane više pretplatnika. Tehnologije višestrukog pristupa uključuju TDMA, FDMA, CDMA i njihove kombinacije. Istovremeno se povećavaju i zahtjevi za kvalitetom komunikacije, tj. otpornost na buku, jačinu zvuka prenesene informacije, informacionu sigurnost i identifikaciju korisnika itd. To dovodi do potrebe korištenja složenih tipova modulacije, kodiranja informacija, kontinuiranog i brzog podešavanja radne frekvencije, sinhronizacije ciklusa rada predajnika, prijemnika i bazne stanice, kao i obezbeđujući stabilnost visoke frekvencije i visoku amplitudnu i faznu tačnost modulacije na radnim frekvencijama merenim u gigahercima. U vezi sistemi emitovanja, ovdje je glavni zahtjev poboljšanje kvaliteta signala na strani pretplatnika, što opet dovodi do povećanja količine informacija koje se prenose zbog prelaska na standarde digitalnog emitiranja. Vremenska stabilnost parametara ovakvih radio predajnika - frekvencija, modulacija - takođe je izuzetno važna. Očigledno je da se analogna kola ne mogu nositi s takvim zadacima, i generisanje signala predajnici moraju biti izvedeni digitalnim metodama.
Moderna radio predajna tehnologija ne može se zamisliti bez ugrađenih softverskih alata. kontrola načina rada rad kaskada, samodijagnostika, autokalibracija, autoregulacija i zaštita od hitne slučajeve, uključujući automatsku redundantnost. Takve funkcije u odašiljačima obavljaju specijalizirani mikrokontroleri, ponekad kombinirajući funkcije digitalnog formiranja prenesenih signala. Često se koristi daljinsko upravljanje režimima rada pomoću udaljenog računara preko posebnog digitalnog interfejsa. Svaki moderni predajnik ili primopredajnik pruža određeni nivo usluga za korisnik, koji uključuje digitalno upravljanje predajnikom (na primjer, s tastature) i indikaciju režima rada u grafičkom i tekstualnom obliku na ekranu displeja. Očigledno je da se ne može bez mikroprocesorskih upravljačkih sistema za predajnik, koji određuju njegove najvažnije parametre.
Proizvodnja predajnika ovog nivoa složenosti bila bi ekonomski neisplativa u slučaju njihovog analognog dizajna. Riječ je o sredstvima digitalnih mikrokola, koja omogućavaju zamjenu cijelih blokova konvencionalnih odašiljača, koja omogućavaju značajno poboljšati ukupne dimenzije predajnici (misli se na mobilne telefone), da bi se postigla ponovljivost parametara, visoka proizvodnost i jednostavnost njihove izrade i podešavanja.
Očigledno je da je pojava i razvoj digitalnih radio predajnih uređaja bila neizbježna i neophodna faza u povijesti radiotehnike i telekomunikacija, omogućavajući rješavanje mnogih hitnih problema koji su nedostupni analognim kolima.
Kao primjer, uzmite u obzir digitalni radio predajnik HARRISPLATINUMZ(Slika 1.1), koja ima sljedeće glavne karakteristike (informacije na www.pirs.ru):
A) Potpuno digitalni HARRIS DIGITTM FM eksciter sa ugrađenim DSP stereo oscilatorom. Kao prvi potpuno digitalni FM uzbuđivač, HARRIS DIGITTM digitalno prihvata AES/EBU audio frekvencije i generiše najpotpunije digitalno modulisanu RF noseću frekvenciju, što rezultira manje šuma i izobličenja nego bilo koji drugi FM predajnik (16-bitni digitalni AF kvalitet).
B) Sistem brzog pokretanja osigurava postizanje pune snage u svim aspektima unutar 5 sekundi nakon uključivanja.
C) Kontroler na mikroprocesorima omogućava potpunu kontrolu, dijagnostiku i prikaz. Uključuje ugrađenu logiku i komande za prebacivanje između glavnih/dodatnih HARRIS DIGITTM pobudnika i pretpojačala (PPA).
D) Širokopojasna šema vam omogućava da odbijete podešavanje u rasponu od 87 do 108 MHz (sa opcijom N + 1). Promjene frekvencije se mogu izvršiti ručno pomoću prekidača za manje od 5 minuta, a za manje od 0,5 sekundi sa opcionim eksternim kontrolerom.
Sl.1.1
Drugi primjer digitalnog radio predajnika je uređaj za bežični prijenos podataka. BLUETOOTH(informacije www.webmarket.ru), o čemu će se detaljnije govoriti u paragrafu 3.1 (slika 1.2 i tabela 1.1).
Sl.1.2.
Tabela 1.1. Bluetooth Kratke specifikacije
Dakle, hajde da istaknemo glavne oblasti primene digitalnih tehnologija za generisanje i obradu signala u radio predajnim uređajima.
1. Formiranje i konverzija analognih i digitalnih informacijskih niskofrekventnih signala, uklj. uparivanje računara sa radio predajnikom (grupni signali, kodiranje, pretvaranje analognih signala u digitalne ili obrnuto).
2. Digitalne metode modulacije RF signala.
3. Sinteza frekvencije i kontrola frekvencije.
4. Digitalni prijenos spektra signala.
5. Digitalne metode za pojačavanje snage RF signala.
6. Digitalni sistemi za automatsku regulaciju i upravljanje predajnicima, indikaciju i upravljanje.
Sljedeći odjeljci pružaju detaljnije informacije o svakoj od ovih digitalnih aplikacija u radio predajnicima.
Bibliografija
1. Digitalni radio prijemni sistemi / Ed. M.I. Zhodzishsky. Moskva: Radio i komunikacija, 1990. 208 str.
2. Poboljšanje efikasnosti moćnih radiopredajnih uređaja / Ed. A.D. Artyma. Moskva: Radio i komunikacija, 1987. 175 str.
3. Goldenberg L.M., Matyushkin B.D., Polyak M.N. Digitalna obrada signala: Proc. dodatak za univerzitete. M.: Radio i komunikacija, 1990. 256 str.
4. Semenov B.Yu. Moderan tjuner vlastitim rukama. M.: SOLON_R. 2001. 352 str.
Slični dokumenti
Povijest razvoja i formiranja radiopredajnih uređaja, glavni problemi u njihovom radu. Generalizovani blok dijagram modernog radio predajnika. Klasifikacija radio predajnika prema različitim kriterijumima, frekvencijski opseg kao jedna od karakteristika uređaja.
sažetak, dodan 29.04.2011
Opće informacije o Bluetooth-u, šta je to. Vrste veze, prijenos podataka, struktura paketa. Karakteristike Bluetooth rada, opis njegovih protokola, nivo sigurnosti. Konfiguracija profila, opis glavnih konkurenata. Bluetooth specifikacije.
kontrolni rad, dodano 01.12.2010
Karakteristike radio predajnika, njihove glavne funkcije: generiranje elektromagnetne oscilacije i njihovu modulaciju u skladu sa prenesenom porukom. Izrada funkcionalnog dijagrama radio predajnika i određivanje nekih njegovih parametara.
sažetak, dodan 26.04.2012
Šta je TSR? Princip izgradnje trank mreža. Usluge mreže za praćenje. Bluetooth tehnologija - kao metoda bežičnog prijenosa informacija. Neki aspekti praktične primjene Bluetooth tehnologije. Analiza bežičnih tehnologija.
seminarski rad, dodan 24.12.2006
Zadaci upotrebe analogno-digitalnih pretvarača u radio predajnicima. Karakteristike digitalno-analognih pretvarača (DAC) za rad u niskofrekventnim stazama, upravljačkim sistemima i specijalizovanim brzim DAC-ovima visoke rezolucije.
seminarski rad, dodan 15.01.2011
Glavne karakteristike videa. Video standardi. Formati snimanja. Metode kompresije. Moderni mobilni video formati. Programi potrebni za reprodukciju videa. Moderne video kamere. Digitalni video mediji. Satelitska televizija.
sažetak, dodan 25.01.2007
Šta je Bluetooth? Postojeće metode rješavanje individualnih problema. "Frekvencijski sukob". Konkurenti. Praktični primjer rješenja. Bluetooth za mobilnu komunikaciju. Bluetooth uređaji. Decembarski bum. Ko proizvodi bluetooth čipove? Harold Blue Tooth.
sažetak, dodan 28.11.2005
Proračun predajnika i sklopa za usklađivanje. Proračun blok dijagrama i kaskade radio predajnika, vrijednosti elemenata i energetskih indikatora kvarcnog samooscilatora. Nestabilnost kvarcnog autooscilatora i dizajn radiopredajnih uređaja.
seminarski rad, dodan 03.12.2010
Moderni pogledi telekomunikacije. Opis sistema za prenos kontinuiranih poruka, emitovanje zvuka, telegrafska komunikacija. Značajke upotrebe upredene parice, kablovskih vodova, optičkih vlakana. Svrha Bluetooth tehnologije i kanala.
sažetak, dodan 23.10.2014
Glavni trendovi u razvoju tržišta podataka daljinskog istraživanja Zemlje u posljednjoj deceniji. Moderna svemirska daljinska detekcija visoke rezolucije. Sateliti ultra visoke rezolucije. Perspektivni kartografski kompleksi Cartosat-1 i Cartosat-2.
TRENDOVI U RAZVOJU ELEKTRIČNE MERNE OPREME
Korišćenje dostignuća mikroelektronike i računarske tehnologije u elektrotehnici merenja trenutno određuje jedan od glavnih trendova u njenom razvoju, koji karakteriše kompjuterizacija mernih instrumenata. Razmotrimo karakteristične oblike ispoljavanja ove tendencije.
Prije svega, očituje se u postepenoj zamjeni analognih mjernih instrumenata digitalnim, koji zauzvrat postaju svestraniji i "inteligentniji".
Kao primjer, razmotrite faze razvoja proizvodnje osciloskopa u Hewlett Packardu, jednom od lidera u ovoj oblasti. Kompanija je svoje prve cijevne osciloskope HP130A i HP150A objavila davne 1956. godine, a prvi poluprovodnik (HP180A) 1966. godine. Do 80-ih godina ova i druge kompanije proizvele su ogroman broj analognih osciloskopa za različite namjene, a mnogi od njih su imali odlične specifikacije. . Međutim, Hewlett-Packard je već 1980. godine došao do zaključka da digitalna tehnologija može ponuditi bolje i jeftinije rješenje za problem snimanja, prikaza i obrade analognih signala, a od 1986. godine u potpunosti prestaje proizvoditi analogne osciloskope, zamjenjujući ih digitalnim. . 1992. godine kompanija je već proizvodila čitav niz digitalnih osciloskopa; ova modularna serija 54700 uključuje, između ostalog, 54721A plug-in jedinicu sa propusnim opsegom od 1 GHz i brzinom uzorkovanja od 4 GoS/s.
Sličan proces odvijao se i u firmi "Gold" (Gould, SAD). Kompanija je objavila svoj prvi digitalni osciloskop 1975. godine, a 1988. prestala je proizvoditi analogne. Godine 1992. kompanija je proizvela 15 modela digitalnih osciloskopa sa propusnim opsegom od 7 do 200 MHz i brzinom uzorkovanja od 0,02 do 1,6 Gt/s.
Ako je rezolucija od 8 bita dovoljna za vizualno promatranje procesa koji se proučavaju, onda to često nije dovoljno za složeniju i precizniju analizu. Stoga se stalno radi na poboljšanju tačnosti digitalnih osciloskopa. Na primjer, firma "Nicole Tool Corp." (Nicolet Instrument Corp., SAD) nudi osciloskope serije 400 sa vertikalnom rezolucijom od 14 bita, što je, naravno, nedostižno za analogne osciloskope.
Digitalni osciloskopi ne samo da su zamijenili analogne, već su potrošačima pružili nove mogućnosti u vezi sa sposobnošću novih instrumenata da pohranjuju, izlaze, obrađuju i upoređuju parametre posmatranih signala. Moderni digitalni osciloskopi obavljaju mnoge funkcije analize signala, uključujući analizu spektra pomoću brzih Fourierovih algoritama transformacije. Mogu imati ugrađeni štampač ili kater koji vam omogućava da dobijete štampanu kopiju protokola ili rasporeda. Prisutnost standardnih čvorova interfejsa omogućava vam da povežete digitalni osciloskop na personalni računar i računarsku mrežu; štaviše, on sam ima mogućnosti malog kompjutera. Slične osciloskope su među prvima proizvele japanske firme Hioki (Hioki, model 8850) i Yokogawa (Yokogawa, modeli 3655 i 3656).
Na primjeru digitalnih osciloskopa može se pratiti jedan od pravaca kompjuterizacije električne mjerne opreme. Nastaju novi mjerni instrumenti sa digitalnom obradom mjernih informacijskih signala i mogućnošću izgradnje na njihovoj osnovi mjerno-računskih sistema različite namjene. U ovim merni instrumenti i sistemi ugrađeni elementi računarske tehnologije koji omogućavaju digitalnu obradu signala, samodijagnozu, ispravljanje grešaka, komunikaciju sa eksternim uređajima itd.
Drugi pravac je povezan sa pojavom ranih 80-ih i širokom upotrebom personalnih računara (IBM PC i drugi). Ako potrošač ima takav računar, onda on zapravo ima mnogo komponenti kompjuterskog mjernog instrumenta: računarski uređaj, displej, kontrolni uređaj, kućište, izvore napajanja itd. Jedino što nedostaju su uređaji za unos mjernih informacija. u računar (analogni merni pretvarači, uređaji za galvansko razdvajanje, skaliranje, normalizacija i linearizacija, ADC i dr.), njegovu preliminarnu obradu (ako je poželjno da se računar oslobodi ovog rada) i poseban softver.
Stoga su 80-ih godina, ulazni uređaji za analogne mjerne informacije u personalni računari(PC) se počeo masovno proizvoditi u obliku ploča ugrađenih u cross-PC, kao skup modula ugrađenih u zajedničko kućište (kutija) proširivog PC kućišta, ili kao samostalni funkcionalni moduli povezani na PC preko eksternih konektora.
Učinkovita prethodna obrada informacija u takvim uređajima postala je moguća s pojavom specijaliziranih velikih integriranih kola - digitalnih procesora signala (DSP). Prve monokristalne DSP-ove objavila je 1980. japanska kompanija NIS Corp. (NEC Corp.), od 1983. slične proizvode proizvode Fujitsu (Fujitsu, Japan) i Texas Instruments (Texas Instruments, (SAD)); kasnije su im se pridružili Analogue Devices (SAD), Motorola (Motorola, SAD) i drugi.
Treba napomenuti najmanje dvije karakteristike kompjuterskih mjernih instrumenata. Prvo, mogu se vrlo lako prilagoditi za mjerenje različitih veličina; stoga se na njihovoj osnovi grade univerzalni mjerni instrumenti. Drugo, sve veći dio njihove cijene zauzimaju troškovi softvera, koji potrošača oslobađaju obavljanja mnogih rutinskih operacija i stvaraju mu maksimalnu pogodnost u rješavanju glavnih zadataka mjerenja.
Primjer su takozvani virtuelni mjerni instrumenti. Kod njih se slika prednje ploče mjernog uređaja programski formira na displeju računara. Ovaj panel zapravo fizički ne postoji, a sam uređaj se sastoji, na primjer, od PC-a i mjerne ploče ugrađene u njega. Ipak, potrošač ima potpunu iluziju rada sa konvencionalnim uređajem: može pritisnuti kontrolne tipke, birati raspon mjerenja, način rada itd., primajući, na kraju, rezultat mjerenja.
Dalja mikrominijaturizacija elektronskih komponenti dovela je od 1980-ih do razvoja još jedne oblasti kompjuterizacije mjernih instrumenata - do stvaranja ne samo "inteligentnih" uređaja i sistema, već i "inteligentnih" senzora.
Takav senzor sadrži ne samo osjetljivi element, već i složen elektronski uređaj koji se sastoji od analognih i analogno-digitalnih pretvarača, kao i mikroprocesorskih uređaja sa odgovarajućim softverom. Dizajn "pametnog" senzora omogućava vam da ga instalirate u neposrednoj blizini objekta istraživanja i izvršite jednu ili drugu obradu mjernih informacija. Istovremeno, informacije se prenose do centra za prikupljanje podataka, koji se može locirati na znatnoj udaljenosti od objekta, koristeći signale visoke otpornosti na buku, što povećava točnost mjerenja.
Kao primjer, razmotrimo tehničke mogućnosti "inteligentnog" senzora apsolutnog pritiska japanske kompanije Fuji (FUJI, model FKA), koji mjeri pritisak tečnosti, gasa ili pare u opsegu od 0,16 do 30 bara sa greška ne veća od 0,2% u opsegu radne temperature od -40 do + 85°S. Sastoji se od kapacitivnog senzorskog elementa i elektronskog uređaja montiranog u čelično kućište veličine kutije šibica. Napaja se eksternim izvorom od 11 do 45 V DC, koji se može nalaziti nekoliko kilometara od senzora u centru za prikupljanje podataka. Informacije o mjerenju se prenose preko žica izvora napajanja (dvožični senzor) u analognom obliku - jednosmjernom strujom od 4 do 20 mA, kao i digitalni signal postavljen na analogni.
Senzor se lako može pretvoriti u mjerni instrument tako što se na njega priključi četverocifreni digitalni zaslon s tekućim kristalima ili analogni milivoltmetar. Takvi senzori se mogu kontrolirati pomoću posebnih konzola i kombinirati u mjerni sistem. Svaki senzor vrši samodijagnozu, linearizaciju funkcije konverzije, skaliranje, podešavanje opsega mjerenja, temperaturnu kompenzaciju itd.
Uz kompjuterizaciju električne mjerne opreme, intenzivno se razvija njena metrološka podrška, a industriji postaju dostupni etaloni visoke preciznosti. Na primjer, još 1982. godine, Fluke (SAD) je objavio kalibrator napona za testiranje 6,5- i 7,5-bitnih multimetara. Ovaj instrument (model 5440A), izgrađen na bazi DAC-a za pulsnu širinu, daje relativnu grešku od najviše 0,0004% kada se radi direktno u radnji.
Za gradnju savremenim sredstvima mjerenja sa najvišim metrološkim karakteristikama, uključujući volt i amper etalone, od presudne je važnosti korištenje kvantnih efekata B. Josephson i Hall.
B. Josephsonov efekat je predviđen 1962. godine. engleski fizičar B. Josephsona i eksperimentalno su ga 1963. otkrili američki fizičari P. Anderson i J. Rowell. Jedna od manifestacija ovog efekta je sljedeća. Prilikom ozračivanja kontakt B. Josephson - tanak sloj dielektrika između dva supraprovodnika - visoke frekvencije elektromagnetno polje, na strujno-naponskoj karakteristici takvog kontakta postoje skokovi napona proporcionalni frekvenciji. Visoka tačnost reprodukcije skokova napona na kontaktima B. Josephson-a omogućila je 80-ih godina izgradnju voltnih standarda s greškama ne većim od 0,0001%.
Upotreba B. Josephsonovog efekta i fenomena kvantizacije magnetnog polja u jednostrukim supravodičima dovela je do stvaranja izuzetno osjetljivih supravodljivih kvantnih interferentnih uređaja - SQUID-a koji mjere magnetne fluksove. Upotreba mjernih pretvarača raznih fizičke veličine u magnetne fluksove omogućilo je stvaranje na bazi SQUID-a mjernih instrumenata i uređaja za različite namjene rekordno visoke osjetljivosti: galvanometara, komparatora, termometara, magnetometara, gradiometara, pojačala. Na osnovu B. Josephson efekta grade se i drugi uređaji koji služe za obradu mjernih informacija, na primjer, ADC i procesori digitalnih signala sa taktnim frekvencijama iznad 10 GHz.
Kvantni Hallov efekat je 1980. godine otkrio K. von Klitzing (Njemačka). Efekat se primećuje pri niskim temperaturama (oko 1 K) i manifestuje se kao horizontalni presek na grafu zavisnosti Holovog otpora poluprovodničkih Holovih senzora od magnetne indukcije. Greška otpora koja odgovara ovoj sekciji ne prelazi 0,00001%. Ovo je omogućilo upotrebu kvantnog Holovog efekta za kreiranje standarda električnog otpora.
Upotreba kvantnih efekata B. Josephson-a i Hall-a omogućila je razvoj standarda za jednosmernu električnu struju, koji su po preciznosti nadmašili standarde zasnovane na strujnim skalama, koji su se koristili skoro čitavu drugu polovinu 20. veka. U našoj zemlji je od 1992. godine uveden novi državni primarni standard koji reprodukuje amper sa greškom ne većom od 0,00002% (trenutne skale su davale grešku ne veću od 0,0008%).
Razmatrani efekti se manifestuju na niskim temperaturama, što je glavna prepreka njihovoj širokoj upotrebi. Međutim, otkriće visokotemperaturnih supravodiča 1986. omogućava nam da očekujemo stvaranje mjernih instrumenata izgrađenih na integriranim kolima i koji rade na temperaturama od oko 100 K. To bi bio novi kvalitativni skok u razvoju električne mjerne tehnologije.
Termin "električna struja" uveo je A.M. Amper (vidi § 2.5).
Ako se krug napaja baterijom, tada je struja proporcionalna EMF elementa (u brojniku), a u nazivniku je, osim otpora kruga, naznačen i unutarnji otpor elementa.
Termin "elektrotehnika" počeo se upotrebljavati upravo nakon međunarodne "elektrotehničke" izložbe 1881. godine i kongresa električara koji je uslijedio.
Bez DC dalekovoda 800 kV (0,48 hiljada km).
Prikazani su linijski naponi u grupi transformatora.
Svaka dimenzija je odgovarala svom unutrašnjem prečniku kućišta statora (ležaja).
Digitalne tehnologije omogućile su stvaranje niza modernih hardvera koji pružaju značajnu pomoć u radu agencija za provođenje zakona. To uključuje mobilne mobilne komunikacije, digitalne diktafone, digitalne foto i video kamere.
Komunikacija se zove mobilni, ako se izvor informacije ili njen primalac (ili oboje) kreću u prostoru. Essence ćelijska komunikacija sastoji se u podjeli prostora na male dijelove - ćelije (ili ćelije u radijusu od 1-5 km) i odvajanju radio komunikacija unutar jedne ćelije od komunikacija između ćelija. Ovo omogućava da se iste frekvencije koriste u različitim ćelijama. U centru svake ćelije nalazi se bazna (prijemna i predajna) radio stanica koja omogućava radio komunikaciju unutar ćelije sa svim pretplatnicima. Svaki pretplatnik ima svoju mikro-radio stanicu - mobilni telefon- kombinacija telefona, primopredajnika i mini kompjutera. Pretplatnici međusobno komuniciraju preko baznih stanica koje su međusobno povezane i na gradsku telefonsku mrežu. Svaku ćeliju ćelije opslužuje bazni radio predajnik sa ograničenim dometom i fiksnom frekvencijom. Ovo omogućava ponovno korištenje iste frekvencije u drugim ćelijama. Tokom razgovora, mobilni radiotelefon je povezan sa baznom stanicom preko radio kanala, preko kojeg se prenosi telefonski razgovor. Veličine ćelija određene su maksimalnim dometom komunikacije radiotelefona sa baznom stanicom. Ovaj maksimalni raspon je radijus ćelije.
Ideja mobilna mobilna komunikacija sastoji se u tome da, bez napuštanja područja pokrivenosti jedne bazne stanice, mobilni telefon pada u područje pokrivenosti bilo koje susjedne stanice do vanjske granice cijelog mrežnog područja.
Za to su stvoreni sistemi antenskih repetitora koji pokrivaju njihovu ćeliju - područje Zemljine površine. Da bi se osigurala pouzdanost komunikacije, udaljenost između dvije susjedne antene mora biti manja od njihovog dometa. U gradovima je to oko 500 m, au ruralnim područjima oko 2-3 km. Mobilni telefon može istovremeno primati signale sa više antena repetitora, ali se uvijek podešava na najjači signal.
Ideja koja stoji iza mobilnih celularnih komunikacija je takođe da se primeni kompjuterska kontrola nad telefonskim signalom od pretplatnika dok se kreće od jedne ćelije do druge. Upravo je kompjuterska kontrola omogućila prebacivanje mobilnog telefona sa jednog srednjeg predajnika na drugi u roku od samo hiljaditim dijelom sekunde. Sve se događa tako brzo da pretplatnik to jednostavno ne primjećuje.
Računari su centralni dio sistema mobilne mobilne komunikacije. Traže pretplatnika koji se nalazi u bilo kojoj od ćelija i povezuju ga na telefonsku mrežu. Kada pretplatnik prelazi iz jedne ćelije u drugu, on ga prenosi s jedne bazne stanice na drugu.
Važna prednost mobilnih mobilnih komunikacija je mogućnost da ih koristite izvan zajedničkog prostora vašeg operatera - roaming. Da bi to učinili, različiti operateri se međusobno dogovaraju o međusobnoj mogućnosti korištenja svojih zona za korisnike. U ovom slučaju, korisnik odlazi zajednički prostor svog operatera, automatski prelazi na zone drugih operatera čak i kada se kreće iz jedne zemlje u drugu, na primjer, iz Rusije u Njemačku ili Francusku. Ili, dok je u Rusiji, korisnik može da upućuje mobilne pozive u bilo koju zemlju. Dakle, mobilna komunikacija pruža korisniku mogućnost telefonske komunikacije sa bilo kojom državom, gdje god se nalazio. Vodeće proizvodne kompanije mobiteli vođeni su jedinstvenim evropskim standardom - GSM.
Diktafon(od latinskog dido - govorim, diktiram) - ovo je vrsta magnetofona za snimanje govora u svrhu, na primjer, naknadnog štampanja njegovog teksta. Diktafoni se dijele na mehaničke, u kojima se kao pohranu informacija koriste standardne kasete ili mikrokasete s magnetskom trakom, i digitalne.
Digitalni diktafoni razlikuju se od mehaničkih diktafona po potpunom odsustvu pokretnih dijelova. Kao medij za pohranu koriste SSD memoriju umjesto magnetne trake.
digitalna fotografija omogućava vam da brzo i bez upotrebe skupih, dugotrajnih i štetnih hemijskih procesa dobijete visokokvalitetne digitalne fotografije.
Princip rada digitalne kamere je da njen optički sistem (objektiv) projektuje smanjenu sliku objekta koji se fotografiše na minijaturnu poluprovodničku matricu fotoosetljivih elemenata, takozvani CCD uređaj sa naelektrisanjem (CCD). CCD je analogni uređaj: električna struja se stvara u pikselu slike u direktnoj proporciji sa intenzitetom upadne svjetlosti. Što je veća gustoća piksela u CCD-u, to će kamera proizvesti veću rezoluciju. Zatim, primljeni analogni signal digitalni procesor konvertuje u digitalizovanu sliku, koja se kompresuje u JPEG (ili sličan) format i zatim upisuje u memoriju fotoaparata. Kapacitet ove memorije određuje broj snimaka. Kao memorija digitalnih fotoaparata koriste se različiti uređaji za skladištenje - flopi diskovi, fleš memorijske kartice, CD-RW optički diskovi itd. pomoću štampača ili poslati e-poštom u bilo koju zemlju. Što više piksela sadrži CCD-matrica, to je veća jasnoća digitalne fotografske slike. U matricama modernih digitalnih fotoaparata, broj piksela je od 2 miliona do 6 miliona ili više.
Digitalna kamera je opremljena minijaturnim displejom sa tečnim kristalima, na kojem se slika koja je snimljena pojavljuje odmah nakon pritiska na dugme. Nije potrebno razvijanje i fiksiranje slike (kao u tradicionalnoj fotografiji). Ako vam se slika ne sviđa, možete je "obrisati" i na njeno mjesto staviti novu. Jedina stvar koja je ostala od tradicionalne fotografije u digitalnom fotoaparatu je objektiv.
U digitalnoj fotografiji potpuno je isključena upotreba materijala osjetljivih na svjetlost s oskudnim solima srebra. U poređenju sa tradicionalnim fotoaparatima, digitalni fotoaparati sadrže znatno manji broj mehaničkih pokretnih delova, što im obezbeđuje visoku pouzdanost i izdržljivost.
Mnogi digitalni fotoaparati koriste zum objektive - zum objektive ili zum objektive) koji pružaju optičko (najčešće trostruko) uvećanje. To znači da prilikom fotografisanja možete vizuelno zumirati ili umanjiti objekat koji se fotografiše bez napuštanja svog mesta, a to se može učiniti postepeno. Osim toga, koristi se i digitalni zum, u kojem se fragment slike rasteže da popuni cijeli ekran.
Još jedna prednost digitalnih fotoaparata je mogućnost ne samo snimanja fotografija, već i kratkih video zapisa do nekoliko minuta. Najnapredniji digitalni fotoaparati imaju ugrađen mikrofon koji vam omogućava snimanje filmova sa zvukom.
Digitalne fotografije unesene u kompjuter mogu se podvrgnuti obradi, kao što je izrezivanje (odabir pojedinačnih područja uz uvećanje), promjena svjetline i kontrasta, balans boja, retuširanje itd. Možete kreirati digitalne foto albume na svom računaru koji se mogu gledati uzastopno ili kao projekcija slajdova.
Kvaliteta digitalnih fotografija danas nije niža od kvalitete konvencionalnih. Može se pretpostaviti da će u narednim godinama digitalna fotografija u potpunosti zamijeniti tradicionalnu.
Kamkorderi omogućavaju snimanje filma sa zvukom. U modernim video kamerama optička slika se, kao i kod digitalnih fotoaparata, pretvara u električnu sliku pomoću CCD matrice. Također im nije potreban film, razvoj i fiksiranje nisu potrebni. Slika u njima je snimljena na magnetnoj video traci. Međutim, snimanje duž magnetne vrpce (kao što se radi pri snimanju zvuka) zahtijevalo bi vrlo veliku brzinu njenog kretanja - više od 200 km/h (otprilike 10.000 puta veću nego pri snimanju zvuka): osoba čuje zvukove u frekvencijskom opsegu od 20 do 20.000 Hz. U ovom opsegu se izvodi visokokvalitetno snimanje zvuka. Za snimanje videa potrebne su mnogo veće frekvencije - preko 6 MHz.
Umjesto povećanja brzine magnetne trake tokom snimanja i reprodukcije slika, magnetne glave u kamkorderu i videorekorderu se postavljaju na bubanj koji se okreće velikom brzinom, a signali se snimaju ne duž, već preko trake. Os rotacije bubnja je nagnuta prema vrpci, a njena magnetna glava ispisuje kosu liniju na traci sa svakim obrtajem. U ovom slučaju, gustoća snimanja se značajno povećava, a magnetna traka se mora kretati relativno sporo - brzinom od samo 2 mm / s. Snimaju sliku i zvuk u boji (pomoću ugrađenog mikrofona) i imaju najveću osjetljivost. Mjerenje svjetline slike, podešavanje otvora blende i fokusiranje su potpuno automatizirani. Rezultat video snimanja može se odmah pogledati, jer nije potrebno razvijanje filma (kao kod snimanja).
Kamkorderi se isporučuju sa visokokvalitetnim objektivima. Najskuplji kamkorderi koriste zum objektive koji pružaju optički zum od 10x. To znači da prilikom snimanja videa možete zumirati ili umanjiti objekt koji se snima bez napuštanja mjesta, a to se može učiniti postepeno. Osim toga, koristi se i digitalni zum do 400 puta ili više, u kojem se fragment slike rasteže da popuni cijeli ekran. Koristi se i sistem stabilizacije slike, koji ispravlja podrhtavanje fotoaparata sa velikom preciznošću i u širokom opsegu.
Upotreba CCD matrica omogućava video kamerama najveću osjetljivost, što omogućava snimanje u gotovo potpunom mraku (uz svjetlo vatre ili svijeće).
U video filmu, kao iu zvučnom filmu, pokretna slika i zvuk snimaju se na istom nosaču informacija – magnetnoj video traci. Najčešći standard kućnog snimanja video zapisa je kućni video (video kućni sistem, VHS). Širina magnetnog filma u ovom standardu je 12,5 mm. Za prijenosne video kamere koristi se smanjena filmska kaseta iste širine - VHS kompakt.
Sony je razvio i proizvodi minijaturne video kasete standarda Video-S(SH8). Širina filma u njima je 8 mm. To je omogućilo smanjenje dimenzija prijenosnih kućnih video kamera. Najnapredniji od njih za kontrolu slike tokom snimanja video zapisa, pored tražila, opremljeni su minijaturnim ekranom od tečnih kristala u boji. Omogućavaju vam da gledate film koji ste upravo snimili direktno na kamkorderu. Drugi način gledanja je na TV ekranu. Da biste to učinili, izlaz video kamere spojen je na ulaz TV-a.
Prebacivanjem na metodu digitalnog snimanja izbjegava se gubitak kvaliteta čak i kod ponovljenog ponovnog pisanja. 1995. godine, konzorcij od 55 vodećih proizvođača elektronike, uključujući Sony, Philips, Hitachi, Panasonic i JVC, usvojio je DVC format digitalnog video snimanja. (digitalna video kaseta) ili DV (digitalni video). Već krajem 1995. Sony je predstavio prvi DV kamkorder. Sada se digitalni video film može prenijeti s kamkordera na tvrdi disk računara i nazad direktno, bez ikakvih komplikovanih konverzija.
Svaki okvir na magnetnoj traci odgovara 12 kosih linija-traka širine 10 μm. Na svakom od njih, osim snimanja audio i video informacija, sata, minuta, sekunde i serijskog broja kadra, moguće je snimiti Dodatne informacije o snimanju. Sve DV-kamere mogu raditi u režimu fotografije i snimati pojedinačne slike sa zvukom u trajanju od 6-7 sekundi. Pretvaraju se u digitalne fotoaparate kapaciteta 500-600 kadrova. D V-video snimač je već kreiran.
Zajedno sa DV digitalnim formatom, Sony je razvio novu digitalnu tehnologiju Digitalno 8, koji je dizajniran da zamagli granicu između analognih i digitalnih formata. Omogućava vam da koristite digitalno DV snimanje na običnoj SH8 kaseti koja se koristi za analogno snimanje.
Digitalne video kamere se proizvode bez video kasete. Slika u njima se snima na tvrdi disk (tvrdi disk). Digitalno snimljen film može se gledati na personalnom računaru ili se može pretvoriti u analogni signal i gledati na TV-u. Snimak je komprimovan u MPev/Zpev formatu, standardnom za računare, tako da se može gledati, pa čak i uređivati na monitoru personalnog računara.
U najnovijim kamkorderima, umjesto magnetne trake, za snimanje video slika koriste se prepisivi optički EUO-ILU diskovi. Disk snimljen na njima može se odmah ubaciti u BOO player za gledanje. Zbog malog prečnika diska (8 cm), dimenzije kamkordera su iste kao i kod konvencionalnih - koristeći kasete sa magnetnim filmom. Vrijeme snimanja na OOO disk je 30 minuta, au "režimu štednje" - 60 minuta uz blagi pad kvalitete video slike.
Budućnost pripada digitalnim video kamerama, kamerama, diktafonima bez pokretnih jedinica i dijelova. Pouzdaniji su, izdržljiviji, lagani i minijaturni, ne boje se udaraca prilikom hodanja, udaraca.
test pitanja
1. Šta se podrazumijeva pod kompjuterskim hardverom i softverom? 2. Ime karakteristične karakteristike PC tip 1VM RS. 3. Pregledajte historiju 1VM PC klona prema tipu korištenog mikroprocesora. 4. Koji su glavni uređaji uključeni u hardver računara? 5. Koja je svrha sistemske magistrale i utora za proširenje računara? 6. Kako su brzina mikroprocesora i brzina računara povezani? 7. Kako MP i karakteristike memorije utiču na performanse računara? 8. Objasnite svrhu adaptera i kontrolera. 9. Šta su analogno-digitalni (ADC) i digitalno-analogni (DAC) pretvarači? 10. Koja je razlika između nosača i medija za skladištenje?))
- Imenujte glavne vrste medija i medija za skladištenje u računaru. 12. Koja je razlika između RAM-a i dugoročne memorije računara? 13. Koje su glavne vrste optičkih CD-ova. 14. Šta je fleš memorija? 15. Koja je razlika između štampača i plotera?