Учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области водного транспорта icon

Учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области водного транспорта



Смотрите также:
Учебное пособие Рекомендовано к изданию Учебно-методическим объединением по образованию в...
Учебное пособие Г. М...
Учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области...
Учебное пособие Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов по образованию в области...
Учебное пособие для студентов и преподавателей филологических факультетов, учителей-словесников...
Учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области...
Учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением вузов России по образованию в области...
Учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением вузов России по образованию в области...
Учебно-методическое пособие Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия...
Учебное пособие Рекомендовано Учебно-методическим объединением по медицинскому и...
И. Б. Отческая Учебное пособие по «Общей психологии»: Подготовка к пгк...
Э. М. Коротков Исследование систем управления...



страницы: 1   2   3   4
вернуться в начало
скачать

ША



АЛУ



УУ


Р





ШУ




Рис.4.5.


АЛУ - арифметико-логическое устройство - реализует арифметические и логические операции над двоичными числами, Р - регистры - служат для хранения и выдачи хранения команд программы, адресов и данных. УУ - устройство управления - служит для преобразования команд в сигналы, воздействующие на элементы МП (синхронизация, чтение данных, запись и т.п.). Все блоки МП связаны между собой и с внешними устройствами с помощью шин. Шина представляет собой набор параллельных проводников, объединенных по функциональному назначению. В МП различают 3 основные шины - шину данных ШД, шину адресов ША и шину управления ШУ.

ШД используется для обмена данными между МП и другими элементами системы. ША используется для указания ячеек памяти при считывании или записи данных. ШУ используется для передачи сигналов управления и синхронизации.

Основные характеристики МП:

- разрядность кодового слова, бит;

- объем памяти, байт;

- число подключаемых внешних устройств;

- быстродействие, определяемое частотой генератора тактовых импульсов.

Для работы МП в радиоэлектронном оборудовании необходимо связать его с другими устройствами. Связь осуществляется с помощью интерфейсов. Для хранения программ и данных необходимы устройства памяти - запоминающие устройства.



Для получения микроЭВМ (МП - системы) необходимо добавить устройство ввода-вывода УВВ - для обмена информацией между внешними устройствами и процессором, запоминающее устройство ЗУ - для приема, хранения и выдачи программы и данных и генератор тактовых импульсов ГТИ - для синхронизации работы всех блоков системы (рис.4.6.).

УВВ представляют собой интерфейсы - устройства сопряжения, обеспечивающие конструктивную (механическое соединение), электрическую (уровни электрических

сигналов, соответствующих логическим 1 и 0 и скорость передачи) и программную (код, метод синхронизации) совместимость.

Обмен данными может осуществляться последовательно - бит за битом по одному проводу или параллельно - одновременно все биты кодового слова, каждый по своему проводу.


Архитектура микроЭВМ (персонального компьютера - ПК)




Рис.4.6.

В ЗУ различают ПЗУ (ROM - Read Only Memory) - постоянное ЗУ и ОЗУ - оперативное ЗУ. В ПЗУ хранится постоянная информация , введенная в процессе изготовления МП (например, программа, по которой работает МП). МП может только считывать информацию из ПЗУ. ОЗУ (RAM _ Random Access Memory) используется для временного хранения информации (от МП, клавиатуры). При отсутствии источника бесперебойного питания информация в ОЗУ теряется при отключении питания, поэтому такую память называют энергозависимой. В ПК имеется также внешнее ЗУ (диски), куда загружают различные программы и данные.



4.3.4. Индикаторные приборы


Индикаторные приборы или элементы индикации служат для преобразования электрических сигналов в видимое изображение. В радиоэлектронной аппаратуре в качестве индикаторов используются электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) и цифровые индикаторы.

ЭЛТ является электронно-лучевым прибором, служащим для преобразования электрических сигналов в изображение. ЭЛТ используются в осциллографах, радиолокационных станциях, телевизионных приемниках (кинескопы), дисплеях ПК.


Электронно-лучевая т
рубка





Рис.4.7.



ЭЛТ (рис.4.7.) представляет собой стеклянный баллон, из которого выкачан воздух и в который введены электроды. Принцип ее работы заключается в следующем. Поток электронов, излучаемый электронной пушкой 1 за счет термоэлектронной эмиссии, под действием положительного напряжения направляется к экрану 9, покрытому специальным составом - люминофором. Попадая на люминофор, электроны вызывают свечение экрана. Время послесвечения выбирают таким, чтобы мелькания изображения были незаметны для глаза. Управляющий электрод - модулятор 2 с помощью отрицательного напряжения управляет интенсивностью потока электронов, тем самым изменяя яркость изображения (при большом отрицательном напряжении на модуляторе свечение отсутствует). Анод предварительного ускорения 3, фокусирующий анод 4 и ускоряющий анод 5 действуют как фокусирующая линза, собирая электроны в одну точку в плоскости экрана. При неправильно выбранных напряжениях на анодах фокусировка электронного потока нарушается и изображение оказывается "размытым". Отклоняющие пластины - вертикальные 6 и горизонтальные 7 с помощью напряжения обеспечивают перемещение электронного луча по горизонтали и вертикали соответственно. Таким образом, перемещаясь по экрану слева направо и сверху вниз, электронный луч "высвечивает" изображение на экране ЭЛТ.

Проводящее покрытие (аквадаг) собирает избыток электронов с экрана.

В цветных ЭЛТ любой оттенок образуется смешением трех цветов – красного, зеленого и синего. Сигнал каждого цвета формируется отдельным электронным лучом, который попадает на . зерна только соответствующего цвета (красный, синий и зеленый), т.е. в цветной ЭЛТ установлены 3 электронных пушки, 3 модулятора.

Для отображения знаков (цифр) используются цифровые индикаторы. В зависимости от принципа формирования знаков они подразделяются на газоразрядные,

полупроводниковые (сегментные или матричные) и жидкокристаллические (ЖКИ) индикаторы.

^ Газоразрядные индикаторы представляют из себя стеклянный баллон, в который накачан инертный газ (неон, аргон и пр.). В баллон введены анод и десять катодов, имеющих форму цифр (от 0 до 9). При подаче напряжения между анодом и одним из катодов последний начинает светиться, воспроизводя изображение соответствующей цифры. Цвет свечения зависит от типа газа. Газоразрядные индикаторы требуют больших напряжения разряда (сотни вольт) и в современной аппаратуре не используются.

^ Полупроводниковые индикаторы состоят из нескольких сегментов - светоизлучающих диодов, которые излучают свет при подаче на них напряжения величиной несколько вольт). Для цифровой индикации используют матричные (точечные) или сегментные индикаторы.












Формирование знака осуществляется активизацией (подачей напряжения) на отдельные светодиоды. Матричные индикаторы способны кроме цифр формировать буквы и другие знаки, но имеют более сложную конструкцию - на рисунке показаны 35-точечный и 7-сегментный индикаторы. Существует очень широкий спектр выпускаемых матричных и сегментных индикаторов. Часто сегментные индикаторы объединяют в группы под общим управлением.









^ Жидкокристаллические индикаторы работают на принципе изменения оптических свойств органических соединений под воздействием напряжения. Изображение образуется за счет контраста между участками с приложенным напряжением и фоном. Эти индикаторы являются пассивными и требуют внешнего освещения, так как не излучают, а отражают свет. Жидкокристаллические индикаторы являются самыми экономичными, так как почти не потребляют ток. В настоящее время на базе жидкокристаллических индикаторов создаются дисплеи, которые выгодно отличаются небольшой толщиной по сравнению с дисплеями на ЭЛТ.


Контрольные вопросы к разделу 4




  1. Перечислите пассивные электронные элементы и их характеристики

  2. Укажите назначение активных электронных элементов.

  3. Опишите принцип усиления биполярным транзистором.

  4. Перечислите достоинства и недостатки электровакуумных и полупроводниковых приборов.

  5. Опишите назначение микропроцессоров его структуру.

  6. Перечислите основные типы индикаторных приборов и области их применения.



^ 5. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА



Радиотехническое устройство - функционально и конструктивно законченное изделие, предназначенное для выполнения определенной задачи (передачи, приема, хранения или преобразования сигналов).


^ 5.1. Электрические фильтры (частотные)



Электрическими фильтрами называют устройства, осуществляющие частотную избирательность, т.е. разделение сигналов по частотному признаку. Область частот, которая проходит через фильтр, называют полосой пропускания (пп), область частот, которая не пропускается фильтром, называют полосой задерживания (пз) Частоту, разделяющую полосу пропускания и задерживания, называют частотой среза fс. Фильтры классифицируются по частотному диапазону:

  • фильтры нижних частот (ФНЧ) - пропускают сигналы начиная от постоянного тока до некоторой частоты среза fc. Используются, например, для выделения низких (звуковых) частот. Отдельную группу ФНЧ составляют сглаживающие фильтры, которые уменьшают амплитуду переменного напряжения одной полярности (пульсирующее напряжение). Сглаживающие фильтры используются, например, в выпрямителях;

  • фильтры верхних частот (ФВЧ) - пропускают сигналы с частотами fc и выше. Используется, например, для исключения влияния частоты питающего напряжения (50 Гц) на звуковой сигнал в радиоприемном устройстве;

  • полосовые фильтры (ПФ) - пропускают сигналы в заданной полосе частот (f2c - f1c). Используются, например, на входе РПМ (избирательное устройство) для выделения сигнала на частоте радиостанции. Изменяя характеристики ПФ, можно перестраивать приемник для приема разных радиостанций;

  • режекторные фильтры (РФ) - не пропускают сигналы в заданной полосе частот (f2c - f1c). Используются, например, для организации одновременной работы рядом расположенных передатчика и приемника. На Рис.5.1. показаны идеальные характеристики фильтров в частотной области (К - коэффициент передачи фильтра, который показывает степень подавления сигнала на различных частотах).




Характеристики идеальных фильтров

Kфнч Kфвч Кпф Крф





ПП ПЗ f ПЗ ПП f ПЗ ПП ПЗ f ПП ПЗ ПП f



0 fc 0 fc 0 f1c f2c 0 f1c f2c

а) б) в) г)

Рис.5.1




5.2. Усилители


Усилитель (У) - устройство, построенное на активных элементах и предназначенное для увеличения мощности подводимого сигнала за счет энергии источника постоянного тока. Простейший усилитель состоит из усилительного элемента (электронной лампы, транзистора), набора пассивных элементов (резисторы, емкости, индуктивности) и источника электрической энергии, которые образуют усилительный каскад. Он имеет входную цепь, к которой подводится усиливаемый сигнал, и выходную цепь для получения выходного сигнала. Условное обозначение усилителя показано на рисунке 5.2.


Iвх Iвых

Uвх Uвых






Рис.5.2



Основные характеристики усилителей:

- коэффициент усиления - по току Кi = Iвых\Iвх, по напряжению Кu = Uвых\Uвх, по мощности Кp = Pвыхвх =Ki· Ku. Для получения большого коэффициента усиления используют последовательное (каскадное) включение нескольких усилителей. В этом случае общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных усилителей;

- входное сопротивление, выходное cопротивление;

- диапазон усиливаемых частот.

Выбор различных значений коэффициентов усиления по току, напряжению или мощности производится исходя из характеристик устройства, подключаемого к выходу транзистора (например, для динамика основное значение имеет ток, проходящий через обмотку электромагнита, следовательно, необходимо использовать схему с большим коэффициентом усиления по току).

Выбор входных и выходных сопротивлений усилителя определяется значениями сопротивлений элементов, подключаемых на вход и выход усилителя (как известно, максимальная передача энергии от источника сигнала к нагрузке обеспечивается при равенстве их сопротивлений). Диапазон частот определяется спектром сигнала, подлежащего усилению.

В зависимости от полосы усиливаемых частот У разделяются на:

  • усилители звуковых (низких) частот - УЗЧ. Используются, например, для усиления частот звукового диапазона;

  • усилители радиочастот (высоких частот) - УРЧ. Используются, например, в радиоприемных устройствах для усиления сигналов, принимаемых от радиопередатчиков.

  • широкополосные усилители - ШПУ. Используются для усиления сигналов, занимающих большую полосу частот, например, телевизионных сигналов, видеосигналов;

  • усилители постоянного тока - УПТ. Используются для усиления сигналов, частотный состав которых начинается с "нулевой" частоты.

В зависимости от элементной базы усилители делятся на:

  • ламповые усилители,

  • транзисторные усилители,

  • диодные усилители (на некоторых типах диодов, например диодах Ганна),

  • операционные усилители (на интегральных микросхемах).

В настоящее время преимущественное применение получили операционные усилители из-за большого коэффициента усиления, малых размеров и небольшой потребляемой энергии. Однако они не способны усиливать большие мощности. В этих случаях используют ламповые или транзисторные усилители. Последние вытесняют ламповые усилители, так как являются более экономичными (напряжение питания транзисторных усилителей в несколько раз меньше, чем ламповых), способны выдерживать большие мощности и имеют небольшие размеры . В диапазоне СВЧ используются специальные усилительные приборы (клистроны, магнетроны, диоды Ганна и пр.).

Качество усилителей характеризуется точностью воспроизведения формы сигнала, т.е. соответствия входного и выходного сигналов. Идеальные усилители не искажают формы сигнала, в реальных усилителях форма сигнала из-за неидеальности элементов искажается. Степень искажений характеризуется коэффициентом нелинейных искажений, который в зависимости от схемного построения усилителей составляет от единиц до сотых долей процента.


5.3. Генераторы


Генератор - устройство, преобразующее энергию источника питания (источника постоянного тока) в колебания заданной формы. Условное обозначение генераторов показано на рис.5.3.




Г(G)




Рис 5.3.

В зависимости от формы генерируемых сигналов различают генераторы гармонических колебаний (синусоидальной формы), генераторы прямоугольных импульсов, генераторы сигналов пилообразной формы.

Наиболее распространенными являются генераторы гармонических сигналов. Основными характеристиками генераторов гармонических сигналов являются частота и мощность (напряжение) выходных сигналов. Большинство генераторов гармонических сигналов являются диапазонными, т.е. способны генерировать колебания в заданном диапазоне частот. В зависимости от диапазона частот различают генераторы низких (звуковых) частот, генераторы высоких и сверхвысоких частот (радиочастот). Поскольку генераторы строятся на базе усилителей, охваченных положительной обратной связью, для их построения используется та же элементная база.

Качество генераторов характеризуется нестабильностью - отклонением реальной частоты генерируемого колебания от номинальной (заданной): ,% = (f р - fн/fн)·100%, где fр - реальная частота, вырабатываемая генератором, fн - номинальная (установленная) на шкале прибора частота. Отклонения возникают из-за действия различных дестабилизирующих факторов - колебаний напряжения питания, влияния температуры и т.п. Нестабильность современных генераторов составляет 10-7 …10-8 % и меньше.


5.4. Выпрямители


Выпрямитель – это устройство, которое преобразует переменное напряжение в постоянное. Условное обозначение выпрямителей на структурных и функциональных схемах показано на рис.5.4.











Рис.5.4

Основной частью любого выпрямителя является выпрямительный диод или диодная группа. Диод обладает односторонней проводимостью, т.е. если напряжение на его аноде больше напряжения на катоде на величину падения напряжения на открытом p-n переходе (0.4-0.7 вольт), то диод включен в прямом направлении (его сопротивление мало и через него течет большой ток), в противном случае, диод включен в обратном направлении (его сопротивление велико и через него течет малый ток).

На практике в качестве источников питания наибольшее распространение получили однополупериодные и двухполупериодные схемы. Однополупериодные схемы просты, но используют только один полупериод входного переменного напряжения. Это приводит к большим пульсациям на выходе и уменьшению в 2 раза уровня выходного напряжения. Этих недостатков лишены двухполупериодные схемы выпрямления. Для еще большего снижения пульсаций на выходе в выпрямителях используют сглаживающие фильтры. Они содержат в своем составе емкости, накапливающие электрический заряд. Чем больше по величине емкость фильтра, тем меньше пульсации напряжения на его выходе.






оставить комментарий
страница3/4
Дата02.09.2011
Размер0,77 Mb.
ТипУчебное пособие, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4
отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх