Статьи и документация


10.06.2009, 13:19. Шина SCSI – это шина ввода-вывода, а не системная шина и не интерфейс приборного уровня. Интерфейсные средства типа шины SCSI особенно эффективны для машин, которые требуют подключения нескольких дисковых накопителей или других ПУ. Интерфейс SCSI повышает гибкость и вычислительную мощность системы, поскольку он позволяет подключить к одной шине несколько различных ПУ, которые могут непосредственно взаимодействовать друг с другом. Скорость передачи данных по шине безусловно не будет ограничивающим фактором, поскольку этот показатель для шины SCSI в настоящее время достигает 40Мбайт/с.


10.06.2009, 13:17. Интерфейс SCSI уходит своими корнями в начало 1960-х годов. В то время в широко распространенных больших машинах корпорации IBM применялась байтовая параллельная шина В/В, называемая блок мультиплексным каналом и ориентированная на блочные передачи. Осознавая необходимость стандартизации интерфейсов, комитет X3T9. 3 Американского национального института стандартов (ANSI) в начале 1980-х годов приступил к разработке подобного стандарта. Несмотря на широкую популярность блок-мультиплексного канала корпорации IBM, комитет решил не принимать его в неизменном виде - отчасти, быть может, потому, что “это не наше”, а отчасти под давлением конкурентов компании IBM. Стандарт, который разрабатывал ANSI, получил название интеллектуального периферийного интерфейса(IPI). Шина IPI представляла собой по существу функциональный эквивалент блок-мультиплексного канала с добавлением некоторых новых свойств. В качестве альтернативы блок-мультиплексному каналу корпорации IBM другие группы специалистов в то время разрабатывали собственные параллельные шины В/В.
Так фирма Shugart Associates разработала Системный интерфейс SASI (Shugart Associates System Interface). Эта фирма была одним из ведущих производителей дисковых накопителей, под влиянием чего ряд других изготовителей также применил этот интерфейс в своих изделиях. В результате интерфейс SASI получил относительно широкое распространение. Компания Shugart была исключительно заинтересована в том, чтобы комитет принял ее интерфейсную шину, а не шину IPI. Когда выяснилось, что интерфейс SASI может проиграть в этой борьбе, компания присвоила ему новое наименование SCSI и представила в комитет X3T9. 2, который заинтересовался проблемами интерфейсов нижнего уровня, где конкуренция была менее жесткой.
В 1984 г. комитет ANSI закончил разработку спецификацииSCSI-1, и она была опубликована в своем окончательном виде в 1986 г. Последующие дополнения и усовершенствования привели к созданию спецификации SCSI-2.


10.06.2009, 13:16. Машинные интерфейсы предназначены для организации связей между составными элементами ЭВМ, т. е. непосредственно для их построения и связи с внешней средой.
Интерфейсы периферийного оборудования выполняют функции сопряжения процессоров, контроллеров, запоминающих устройств и аппаратурой передачи данных.
Интерфейсы мультипроцессорных систем представляют собой в основном магистральные системы сопряжения, ориентированные в единый комплекс нескольких процессоров, модулей памяти, контроллеров запоминающих устройств, ограничено размещенных в пространстве.
Интерфейсы распределенных ВС предназначены для интеграции средств обработки информации, размещенные на значительном расстоянии.

Развитие интерфейсов осуществляется в направлении повышении уровня унификации интерфейсного оборудования и стандартизации условий совместимости, модернизации существующих интерфейсов, создания принципиально новых интерфейсов.


10.06.2009, 13:15. Создание современных средств вычислительной техники связано с задачей объединения в один комплекс различных блоков ВМ, устройств хранения и отображения информации, аппаратуры данных и непосредственно ЭВМ. Эта задача возлагается на унифицированные системы сопряжения – интерфейсы. Под интерфейсом понимают совокупность схемотехнических средств, обеспечивающих непосредственное взаимодействие составных элементов вычислительной системы. Интерфейс обеспечивает взаимосвязь между составными функциональными блоками или устройствами системы.
Основным назначением интерфейса является унификация внутрисистемных и межсистемных связей и устройств сопряжения с целью эффективной реализации прогрессивных методов проектирования функциональных элементов вычислительной системы.


10.06.2009, 03:20. Индустриальная ассоциация производителей полупроводников (The Semiconductor Industry Association, SIA) опубликовала традиционный летний прогноз развития мирового рынка полупроводников на ближайшие годы. Прогноз, надо отметить, несколько пересмотрен по сравнению с предыдущим, и причиной послужили весьма ощутимые симптомы восстановления индустрии, отражённые в росте апрельских продаж.


9.06.2009, 18:12. После заметки Christian Ehrlicher о прекращении работы над сборкой проекта KDE для Windows многие посчитали, что после ухода основного разработчика Windows порта KDE, развитие проекта прекратится. Другой разработчик проекта Patrick Spendrin опубликовал заявление , в котором уверил пользователей, что поддержка платформы Windows в KDE будет сохранена в полном объеме, так же как и выпуск бинарных сборок. Порт KDE для Windows не является проектом одного разработчика, и уход лидера еще не обозначает полную стагнацию.


7.06.2009, 09:50. Georg Greve, основатель и президент европейского отделения Фонда свободного программного обеспечения, рассмотрел вопрос влияния брендинга в мире СПО .В своих разговорах о свободном ПО и его коммерческом применении малознакомые с этой темой люди очень часто допускают две серьезные ошибки , которые в свою очередь ведут к ее приватному представлению. Первую ошибку делают те, кто пытается разделить понятия “Free Software” и “Open Source.” С точки зрения программирования оба названия определяют одно и тоже явление. Другая ошибка - это попытки записать во враги СПО тех, кто ими не является, и поиск сторонников среди компаний, желающих поднять свои прибыли за счет пренебрежения правилами открытой разработки.


7.06.2009, 09:48. В прошлом месяце Microsoft получила патент на офисные устройства, которые позволят пользователям организовывать встречи с использованием голографических изображений участников встречи. Ничего не напоминает?


5.06.2009, 06:37. Трансформатор – это устройство, служащее для повышения или понижения переменного напряжения без изменения его частоты и практически без потерь мощности. Трансформатор состоит из двух или более катушек, надетых на общий сердечник. Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а катушка, к которой присоединяется нагрузка (потребители электрической энергии), - вторичной (рис. 3.22). Сердечники трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали и набираются из отдельных изолированных друг от друга пластин (для уменьшения потерь энергии вследствие возникновения в сердечнике вихревых токов).


5.06.2009, 06:36. Электрический конденсатор представляет собой систему из двух проводников электрического тока (обкладок), разделенных диэлектриком. Основной характеристикой конденсатора является его электрическая емкость, или просто емкость, которая характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость конденсатора определяется отношением накапливаемого на одной из обкладок электрического заряда к приложенному напряжению: С=q/U. Она зависит от материала диэлектрика, формы и взаимного расположения обкладок.


5.06.2009, 06:35. Резисторы могут быть постоянными (сопротивление которых нельзя изменить) и переменными (сопротивление которых можно менять от нуля до некоторого максимального значения).


5.06.2009, 06:34. Общие сведения. Характеристики.


5.06.2009, 04:13. 4 июня 2009 года Федеральная антимонопольная служба (ФАС России) возбудила дело в отношении корпорации Microsoft по признакам нарушения пп. 4,6 ч. 1 ст. 10 ФЗ "О защите конкуренции".


4.06.2009, 09:28. Google представила шестую версию корпоративного решения для организации поиска данных Google Search Appliance. Новая версия в большей степени ориентирована на использование в датацентрах и предлагает пользователям большую масштабируемость, безопасность и новые инструменты для фильтрации данных.



В компании говорят, что основной упор в Google Search Appliance 6.0 был сделан именно на масштабируемость и скорость работы поисковых решений. Так, решение GB-7007, поставляемое в виде 2-юнитового сервера, позволяет содержать в поисковом индексе 10 млн документов. А вот 5-юнитовый сервер GB-9009 позволяет хранить уже до 30 млн документов.



"Масштабируемость здесь очень важна и проста одновременно. Она проста как подключение нового Ethernet-порта: вы говорите мастер-решению "вот вторичный узел", а мастер-сервер уже сам решает какие данные отправлять вторичному, а какие принимать с него", - говорит Сирус Мистри, менеджер по продуктам подразделения Google Enterprise Search.



В заявлении Google говорится, что за счет такого объединения узлов пользователи могут создать поисковое решение, способное работать с миллиардом документов. "Примерно такой же масштабируемый поиск уже работает на Google.com. Для того, чтобы обеспечить необходимую масштабируемость здесь необходимо разделять индексы, анализировать их и позже объединять. Все это уже делает Google Search Appliance 6.0", - говорит он.



Мистри говорит, что именно в подходе коренное отличие поисковых решений Google от предложений других вендоров. Большая часть поисковых решений сегодня полагается на базы данных и массивы для хранения данных.



Google Search Appliance 6.0 имеет необходимые инструменты для интеграции в корпоративные порталы на базе Sharepoint. Каждый сервер Google Search Appliance 6.0 способен сканировать до 100 000 документов в час и автоматически расставлять по ним приоритеты, снижая время задержки при поиске. "Новая система проверяет индекс в два раза чаще, дабы обеспечить более актуальные результаты", - рассказывает Мистри.


4.06.2009, 09:26. Объединение LiMo Foundation опубликовало заявление о завершении формирования спецификаций для нового варианта мобильной платформы LiMo (R2). Связанные с новой версией платформы документация и API доступны в настоящее время только организациям, входящим в объединение, но будут в ближайшее время опубликованы для свободного доступа на сайте limofoundation.org. Модели телефонов, основанных на платформе LiMo R2, в 4 квартале текущего года планируют выпустить такие компании, как NTT Docomo, Orange, SK Telecom, Telefonica, Verizon и Vodafone.


4.06.2009, 09:23. Согласно заявлению Microsoft, количество проданных игровых консолей Xbox 360 перевалило за 30 миллионов, а система Xbox Live признана книгой Гиннесса крупнейшей игровой онлайн-службой


1.06.2009, 07:33. Объявлено о поступлении в продажу USRP2 (Universal Software Radio Peripheral), второй модели открытой платформы для создания произвольных устройств для приема и передачи радиосигналов, без привязки к полосе частот и типу модуляции сигнала. Все схемы устройства доступны для свободного использования под лицензией GPL.


28.05.2009, 18:25. Инженеры Microsoft укрепили защиту новой версии Windows с помощью функции "безопасного отключения" (от англ. safe unlinking), которая в значительной степени усложняет задачу атакующим по использованию обнаруженных багов.


22.05.2009, 07:40. При построении усилительных каскадов важно не только задать требуемый исходный режим, характеризуемый величиной , но и обеспечить его стабильность. Основными источниками нестабильности в каскадах на биполярных транзисторах являются:
 изменение обратного тока коллектора при изменении температуры; в интегральных микросхемах применяются в основном кремниевые транзисторы, у которых абсолютное значение мало, поэтому, несмотря на существенную температурную зависимость, влияние оказывается малым;
 изменение статического коэффициента усиления тока ;
 смещение входной характеристики влево при увеличении температуры:

Рассмотрим влияние перечисленных факторов нестабильности при различных способах задания исходного режима.

Смещение фиксированным током базы

Смещение в схеме 3.19 определяется током смещения , который зависит от сопротивления резистора RБ.
В большинстве случаев сопротивление RБ значительно больше сопротивления участка база-эмиттер транзистора , а , поэтому
.


3.19. Каскад ОЭ с фиксированным током базы.
Поскольку смещение входной характе-ристики транзистора при изменении температуры здесь несущественно, но сохраняется сильная зависимость от величины .
Для уменьшения нестабильности исходного режима применяется схема 3.20. В схеме 3.20 (не учитывая ток ) и ,поэтому:



3.20. Каскад ОЭ с ООС.
.
При увеличении уменьшается, соответственно уменьшается , что препят-ствует увеличению .
В схеме 3.20 имеет место параллельная ООС по напряжению, что приводит к уменьшению входного сопротивления каскада и коэффициента усиления.


3.21. Каскад ОЭ без ООС по переменному току. Чтобы избежать этого, можно использовать схему 3.21.
В данной схеме ООС по постоянному току сохранилась, что и требуется, а по переменному току исчезла бла-годаря введению фильтра .



3.22. Каскад ОЭ с и фильтром .
Такой же результат достигается в схеме 3.22.
Здесь и
.
ООС по переменному току в данной схеме отсутствует благодаря наличию фильтра , а по постоянному току сохраняется.

Смещение фиксированным напряжением база-эмиттер



3.23. Каскад ОЭ с фиксированным .
В схеме 3.23 сопротивления резисторов и выбирают таким образом, чтобы ток делителя был больше тока покоя цепи базы хотя бы в 5...10 раз. Тогда напряжение , но ре-жим нестабилен – ток будет изменяться как при изменении , так и при изменении температуры:


Для стабилизации режима в цепь эмиттера включают резистор . При этом: .
При увеличении увеличивается падение напряжения на , в результате уменьшается, что препятствует увеличению и соответственно .
В данной схеме имеет место последовательная ООС по току. Результат: увеличивается входное сопротивление, но уменьшается коэффициент усиления. В случаях, когда это нежелательно, шунтируют конденсатором . Величина емкости выбирается так, чтобы на рабочих частотах .
Величина выбирается исходя из допустимого падения напряжения . Обычно .

Смещение фиксированным током эмиттера

Токи электродов биполярного транзистора, работающего в усилительном режиме, связаны соотношением: . Поскольку , то при стабильной величине величина также будет стабильной.
В усилителях на дискретных элементах этот вариант находил ограниченное применение из-за сложности реализации. В настоящее время этот метод широко применяется в монолитных ИС. Схема наиболее распространенного варианта стабилизатора тока приведена на 3.24. Генератор стабильного тока (ГСТ) собран на транзисторах Т1 и Т2. На Т3 собран усилитель, режим работы которого необходимо стабилизировать.


3.24. Генератор стабильного тока.
Рассмотрим рабо-ту ГСТ. Транзисторы Т1 и Т2 идентичны по пара-метрам и находятся в одинаковом темпера-турном режиме (изготав-ливаются в едином технологическом цикле и расположены на кристал-ле близко друг от друга). Поэтому их входные характеристики идентич-ны, а 1 = 2= ( – статический коэффици-ент передачи входного тока).
, т.к. эмиттерные переходы Т1 и Т2 соединены параллельно. В итоге: . Т1 работает в активном режиме, так как его коллекторный переход смещен в обратном направлении перепадом напряжения на объемном сопротивлении базы за счет протекания тока . Т2 также работает в активном режиме, что обеспечивается подбором R.
В схеме ГСТ имеет место следующее соотношение:
(3.30)
С другой стороны , (3.31)
Приравняв(3.30) и (3.31), получаем: (3.32)
Поскольку , то согласно (3.32) величина обратно пропорциональна величине . Но . Следовательно, величина практически не зависит от величин , что и требуется.


3.25. Смещение входной характеристики при изменении температуры. Рассмотрим влияние смещения входной характеристики при изменении температуры. Так как , то величина при стабильных Е и R практически не изменяется при изменении температуры.

Следовательно, смещение входной характеристики приводит к изменению ( 3.25). Учитывая, что и , из (3.32) получаем: и , где .


3.26. ГСТ с резисторами в эмиттерной цепи. Исследования показывают, что у маломощных транзисторов . Следовательно, изменение , происходящее при изменении температуры, не приводит к существенным изменениям , т. е. .
Разновидностью рассмотрен-ной схемы ГСТ является схема с резисторами в эмиттерных цепях Т1 и Т2 ( 3.26).
Благодаря введению глубокой ООС по току эта схема становится малочувствительной к изменениям напряжения питания Е (в исходном
варианте практически прямо пропорционально Е).
Кроме этого, ООС по току приводит к увеличению выходного сопротивления ГСТ, что также является положительным фактором (идеальный ГСТ имеет ).


22.05.2009, 05:44. Принято различать следующие режимы работы: А, В, АВ, С и D.
Режимом А называют такой режим работы усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи протекает в течение всего периода входного сигнала и крайние положения рабочей точки не выходят за пределы прямолинейной части сквозной динамической характеристики.
При двухполярном входном сигнале точка покоя должна находиться в середине прямолинейного участка указанной характеристики, что обеспечивается подачей соответствующего смещения ( 3.17).

3.17. Иллюстрация режима А.

Из 3.17 видно, что амплитуда переменной составляющей выходного тока не может быть больше тока покоя . Вследствие этого к.п.д. каскада оказывается небольшим , что является основным недостатком этого режима. Достоинством режима А являются малые нелинейные искажения усиливаемого сигнала. В связи с отмеченными свойствами режим А применяется в каскадах предварительного усиления, а также в оконечных каскадах малой мощности. При режим А обычно не применяется.
Режимом В называют такой режим работы усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи существует в течение половины периода сигнала.
Точка покоя в режиме В расположена на нижнем конце спрямленной сквозной динамической характеристики ( 3.18).


3.18. Иллюстрация режима В.

При подаче на вход косинусоидального сигнала выходной ток прекратится в точке . Угол, соответствующий моменту прекращения выходного тока, называют углом отсечки и обозначают . Следовательно, при идеальном режиме В угол отсечки равен 90˚. Однако в действительности из-за нижнего загиба характеристики ток покоя не равен 0, поэтому угол отсечки оказывается больше 90˚. Кроме этого, в реальных каскадах часто сознательно увеличивают до значений 105-115˚ с целью уменьшения искажений формы усиливаемых сигналов. В результате получают режим АВ, который является как бы промежуточным между А и В.
В усилителях гармонических сигналов режимы В и АВ можно использовать только в двухтактных схемах. В этом случае одно плечо работает в течение положительного полупериода входного сигнала, а второе – в течение отрицательного. В результате форма выходного сигнала не отличается от формы входного.
К.п.д. каскадов, работающих в режимах В и АВ, значительно выше, чем в А, так как мал и соответственно меньше. Для режима В: η=0,6 – 0,7; для АВ: η=0,4 – 0,6.
В режиме С точка покоя располагается на горизонтальной оси левее точки пересечения спрямленной сквозной динамической характеристики с горизонтальной осью. Угол отсечки <90˚. Ток покоя в режиме С равен нулю.
Режим С не применяется в двухтактных схемах, не применяется также для усиления гармонических сигналах. Область применения режима С – в однотактных схемах для усиления прямоугольных импульсов, если пропорциональность выходных импульсов входным не является обязательной. К.п.д. таких каскадов η=80%.
Режим D – ключевой. Усилительный элемент в таких каскадах либо полностью закрыт, либо полностью открыт. К.п.д. , однако использовать этот режим можно для усиления только прямоугольных импульсов.


22.05.2009, 05:43. Динамическими характеристиками усилительного каскада называют графики зависимости между мгновенными значениями напряжений и токов в цепях усилительного элемента при наличии внешних сопротивлений в этих цепях.
Внешние сопротивления в общем случае являются комплексными, поэтому различают динамические характеристики постоянного тока и динамические характеристики переменного тока.
Существует большое число типов динамических характеристик, но при анализе и расчете усилительных каскадов графо-аналитическим способом обычно используют лишь три: выходные, входные и сквозные динамические характеристики.
Выходными динамическими характерис-тиками называют графики зависимости выходного тока усилительного элемента от напряжения между его выходными электродами при наличии нагрузки в выходной цепи.
Выходную динамическую характеристику, построенную при различных значениях входного тока или входного напряжения, называют нагрузочной линией (нагрузочной прямой).



3.11. Упрощенная схема каскада ("а") и нагрузочная прямая ("б") для постоянного тока.

Нагрузочную линию постоянного тока используют для определения положения точки покоя на семействе выходных статических характеристик при известных Е, R= и iвх0, где Е – напряжение источника питания усилительного каскада; R= – нагрузочное сопротивление каскада для постоянного тока; iвх0 – постоянный входной ток усилительного элемента в статическом режиме (при отсутствии входного сигнала). Способ построения демонстрируется на 3.11.
Для схемы 3.11 справедливо выражение:
(3.26)
Принимая =0, получаем . При =0 имеем . Точка покоя всегда находится на нагрузочной прямой для постоянного тока, задается током iвх0 и характеризуется двумя координатами: и .
Предположим, что при подаче сигнала на управляющий электрод усилительного элемента значение выходного тока увеличивается на величину , т.е.
(3.27)
Тогда , (3.28)
где – нагрузочное сопротивление каскада для переменного тока.
В координатах , прямая, определяемая выражениями (3.27) и (3.28), всегда проходит через точку покоя и называется нагрузочной прямой для переменного тока. Ее построение может быть выполнено непосредственно по (3.27) и (3.28):
полагая , получаем и .
Принимая , имеем , откуда и .
Нагрузочная линия переменного тока используется при расчетах усилительных каскадов, работающих при большой амплитуде сигнала.


3.12. Схема каскада с RфСф-фильтром.
При комплексном характере нагрузки выходной цепи усилительного элемента нагрузочная линия переменного тока не является прямой вследствие фазового сдвига между током и напряжением в цепи нагрузки. Однако в большинстве случаев нагрузка является практически активной.
Выясним, чем отличаются и как определяются нагрузочные сопротивления и на примере схемы, приведенной на
3.12.
Для нахождения нужно проследить путь прохождения постоянной составляющей выходного (коллекторного) тока, учитывая, что источником этого тока является источник питания Е. В войдут все сопротивления, влияющие на величину . Имеем: .
Источником переменного тока в цепи нагрузки являются выходные зажимы усилительного элемента, т.е. коллектор-эмиттер. Для упрощения вычислений будем считать, что на рабочих частотах и . Тогда . Таким образом, в схеме 3.12 . В общем случае, может быть как больше, так и меньше . Например, в трансформаторном каскаде, схема которого приведена на 3.13, имеем:
,
где – активное сопротивление первичной обмотки трансформатора.
, где и – пересчитанные в первичную обмотку сопротивления вторичной обмотки и . Здесь .


3.13. Схема трансформаторного каскада.

Входной динамической характеристикой называют график зависимости входного тока усилительного элемента от напряжения между его входными электродами при наличии нагрузки в выходной цепи.
При изменении сопротивления нагрузки в выходной цепи транзистора изменяется его входное сопротивление и наклон его входной характеристики. Однако эти изменения существенны лишь при сопротивлении нагрузки, соизмеримом с внутренним сопротивлением транзистора. Но в транзисторных каскадах значительно меньше , где – дифференциальное сопротивление коллекторного перехода, и транзистор работает практически в режиме короткого замыкания выходной цепи. В этих условиях входная динамическая характеристика практически совпадает со статической, что и используется при расчетах.

Сквозной динамической характеристикой называют график зависимости выходного тока усилительного элемента от э.д.с. источника входного сигнала при наличии в выходной цепи сопротивления нагрузки.
Применяется сквозная динамическая характеристика при определении нелинейных искажений, вносимых совместным действием нелинейности входной и выходной цепей транзистора.
Построение сквозной динамической характеристики производится с использованием нагрузочной прямой каскада для переменного тока и входной характеристики транзистора. Для точек пересечения нагрузочной прямой со статическими выходными характеристиками отмечают значения выходного тока и входного тока , а для соответствующих им точек статической входной характеристикой транзистора – входные напряжения (в схеме с ОЭ – и ). Э.д.с. источника сигнала во входной цепи для каждой из точек находят по выражению:
, (3.29)
полученному в результате представления входной цепи усилителя в обобщенном виде ( 3.14):


3.14. Обобщенная схема входной цепи усилителя.

3.15. Последовательность построения характеристики .
В схемах конкретных усилителей определяется более сложными выражениями.
Изложенная выше последовательность построения сквозной динамической характеристики иллюстрируется 3.15.

Определение гармонических составляющих выходного тока

Пусть на вход усилительного каскада подается синусоидальная э.д.с. Вследствие нелинейности входной и выходной характеристик усилительного элемента форма тока в выходной цепи будет отличаться от гармонической. Строгий графо-аналитический расчет гармоник громоздок и используется редко. Практическое распространение получил приближенный метод, получивший название метода пяти ординат. Данный метод применим, когда отсечка части усиливаемых колебаний отсутствует. В этом случае при гармоническом входном сигнале выходной ток в основном состоит из постоянной составляющей и первых трех гармоник. Четвертая гармоника при этом обычно не превышает 1%, а остальные еще меньше.


3.16. Сквозная динамическая характеристика.
При определении гармо-нических составляющих выход-ного тока методом пяти ординат на сквозной динамической харак-теристике каскада ( 3.16) отмечают пять точек, соответ-ствующих: ; ; ; ; .
Постоянную состав-ляющую (среднее за период значение сигнала) выходного тока и амплитуду его первых четырех гармоник определяют по формулам :

Проверку правильности вычислений гармоник выполняют по соотношению:

По найденным амплитудам гармоник коэффициент гармоник определяют по (3.8).


22.05.2009, 05:42. Обратные связи бывают положительные и отрицательные.

При положительной обратной связи входной сигнал и подаваемый на вход выходной сигнал совпадают по знаку. В результате сигнал на входе усилителя увеличивается, что приводит к увеличению и выходного сигнала. Это значит, что увеличивается коэффициент усиления усилителя.
Положительные обратные связи характерны для генераторов сигналов. В усилителях они применяются редко, так как введение положительной обратной связи приводит к неустойчивой работе и самовозбуждению усилителя.

Для усилителей характерны отрицательные обратные связи, при которых входной сигнал и поданный через цепь обратной связи сигнал с выхода усилителя противоположны по знаку. В результате суммарный входной сигнал уменьшается и соответственно уменьшается сигнал на выходе усилителя.

Это значит, что при отрицательной обратной связи коэффициент усиления усилителя уменьшается.

Как положительная, так и отрицательная обратные связи могут быть паразитными и полезными.

Паразитные обратные связи создаются через электростатические и электромагнитные поля, через общий источник питания. Эти связи являются случайными, неконтролируемыми и всегда нежелательными. Мерами борьбы с паразитными связями служат экранировка как входных цепей усилителя, так и источников наводки, развязках цепей питания, рациональное конструирование.

Полезные обратные связи создаются специальными цепями обратной связи. Изменяя параметры указанных цепей можно целенаправленно управлять параметрами усилителя в целом.

Цепь обратной связи может быть чисто активной и, следовательно, частотонезависимой. Если же в цепи обратной связи содержатся реактивные элементы (конденсаторы, индуктивности), то действие такой цепи в общем случае будет зависеть от частоты передаваемого сигнала.
Усилители могут быть однокаскадными и многокаскадными. Соответственно обратные связи бывают местными, когда они выполняются для одного каскада, и общими, охватывающими весь многокаскадный усилитель или несколько каскадов. Практически реализация местных обратных связей затруднений не вызывает. Построение же усилителей с общими обратными связями требует достаточно точного учета фазо-частотных характеристик всех каскадов усилителя, так как из-за различного угла сдвига фаз обратная связь для отдельных спектральных составляющих входного сигнала может превратиться из отрицательной в положительную, что может привести к самовозбуждению усилителя.
По способу образования сигнала обратной связи различают обратную связь по напряжению и по току. В первом случае уровень сигнала обратной связи зависит от значения выходного напряжения, во втором – от значения выходного тока. Бывают комбинированные обратные связи.
По способу подачи сигнала обратной связи на вход усилителя различают последовательную и параллельную обратную связь. В первом случае сигнал обратной связи подается на вход усилителя последовательно со входным сигналом, во втором – параллельно.
Ниже приводятся примеры рассмотренных типов обратной связи (ОС). Принятые обозначения: – коэффициент усиления усилителя; – коэффициент передачи цепи ОС.

и – местные ОС; – общая ОС.


22.05.2009, 05:41. Под обратной связью понимают такое выполнение схемы, когда часть выходного сигнала или даже весь выходной сигнал подается с выхода усилителя на его вход.


22.05.2009, 05:40. Входные данные – , при которых усилитель отдает в нагрузку заданную мощность, ток или напряжение. К входным данным относится также входное сопротивление усилителя Zвх. В общем случае Zвх является комплексным, но обычно определяют при условиях, когда Zвх можно считать активным и равным.


22.05.2009, 05:39. По характеру усиливаемых сигналов различают усилители гармонических сигналов и усилители дискретных сигналов. Первые предназначены для усиления непрерывных электрических сигналов, спектральные составляющие которых изменяются значительно медленнее длительности нестационарных процессов в цепях усилителя. К этому типу относятся усилители записи и воспроизведения звука, многие измерительные усилители. Усилители дискретных сигналов усиливают электрические импульсы. Длительность нестационарных процессов в таких усилителях должна быть во много раз меньше длительности импульса. Примерами импульсных усилителей являются телевизионные усилители, усилители ЭВМ и т.п.

По абсолютным значениям усиливаемых частот различают усилители постоянного и переменного тока. Усилители постоянного тока (УПТ) усиливают электрические колебания от нулевой частоты до высшей рабочей частоты , т.е. они усиливают как переменную, так и постоянную составляющую входного сигнала. Усилители переменного тока усиливают только переменную составляющую входного сигнала в полосе от низшей рабочей частоты до высшей рабочей частоты.

По ширине полосы усиливаемых частот в группе усилителей переменного тока выделяют:
– усилители высокой частоты (УВЧ), предназначенные для усиления модулированных радиосигналов ;
– усилители промежуточной частоты (УПЧ), предназначенные для усиления модулированных сигналов, преобразованных по частоте в
супергетеродинном приемнике ;
– усилители низкой частоты (УНЧ), предназначенные для усиления сигналов, частотный спектр которых расположен в области от нескольких десятков Гц до нескольких сот кГц;
– широкополосные усилители, предназначенные для усиления сигналов в диапазоне частот от до – несколько МГц (десятки, сотни). Отношение велико. К широкополосным усилителям относятся видеоусилители телевизионных и радиолокационных устройств, усилители импульсных сигналов;
– избирательные или селективные усилители, предназначенные для усиления сигналов в узкой полосе частот.
По назначению различают усилители напряжения, тока и мощности. Ранее отмечалось, что все усилители являются усилителями мощности, поэтому указанное разделение лишь подчеркивает основную задачу, возлагаемую на конкретный усилительный каскад. Например, в многокаскадных усилителях принято выделять каскады предварительного усиления, предоконечные и оконечные каскады. В предварительных усилительных каскадах, особенно в усилителях, собранных на полевых транзисторах, основная задача – усиление напряжения до заданного уровня. Поэтому основное требование к таким усилителям – максимальное усиление входного сигнала при минимальных его искажениях. Основная задача выходного каскада – отдать в нагрузку заданную мощность, достигающую в некоторых случаях сотен Ватт и даже килоВатт. Поэтому такие каскады называют усилителями мощности. В некоторых случаях требуется усиление тока до заданной величины, например, для подачи сигнала на вход усилителя мощности, работающего с большими входными токами. В этом случае основная задача предоконечного каскада – усиления тока до заданного значения.

По виду используемых усилительных элементов различают транзисторные, ламповые, магнитные, молекулярные и т.д. усилители.


22.05.2009, 05:38. Усилителями называют устройства, предназначенные для увеличения мощности электрических сигналов за счет энергии источника питания.
Цепь усилителя, в которую вводят усиливаемые сигналы, называют входной цепью или входом усилителя.
Устройство, являющееся потребителем усиленных сигналов, называют нагрузкой усилителя, а цепь усилителя, к которой подключают нагрузку, – выходной цепью или выходом усилителя.


22.05.2009, 05:37. Понятие энергетического спектра используется при спектральном анализе случайных процессов. Непосредственное применение аппарата рядов и интеграла Фурье к случайным процессам невозможно, так как, с одной стороны, каждая реализация хк(t) не является периодической функцией и поэтому не может быть представлена рядом Фурье, а с другой – интеграл Фурье от каждой реализации неограниченной протяженности не является сходящимся [8].
Основная идея, позволяющая все же применить аппарат рядов и интеграла Фурье к случайным процессам, состоит в том, что спектральному представлению подвергаются не кривые мгновенных значений случайного процесса, а кривые мощности, т.е. кривые, представляющие собой квадраты мгновенных значений:

где – квадрат модуля спектральной плотности; – энергетический спектр.
Произведение представляет собой мощность в полосе ; таким образом есть не что иное, как мощность, приходящаяся на единицу полосы частот. По этой причине правильнее назвать спектром мощности. В отличие от – спектра мгновенных значений, содержащего однозначную информацию о фазах и амплитудах колебаний разных частот, энергетический спектр не содержит информацию о фазах гармонических составляющих случайного процесса. Сам термин «энергетический спектр» утвердился в связи с тем, что размерность соответствует размерности энергии.
Подобно тому, как и связаны между собой интегральными преобразованиями Фурье, такими же преобразованиями связаны между собой и [8]:

где – автокорреляционная функция случайного процесса, характеризующая статистическую связь между значениями случайной функции x(t) в различные моменты времени


22.05.2009, 05:36. Модуляцией называется процесс управления одним или несколькими параметрами высокочастотного колебания

характеризующегося амплитудой , частотой и начальной фазой .
В зависимости от того, какой из этих параметров изменяется в соответствии с передаваемым сообщением, различают три основных вида модуляции: амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ).
Если модулируемый параметр в процессе модуляции изменяется скачкообразно, то термин «модуляция» заменяется словом «манипуляция» и к условному обозначению вида модуляции добавляется индекс «н»: АМн, ЧМн, ФМн.

Спектр амплитудно-модулированного сигнала

Пусть несущее колебание определяется выражением (2.32), а модулирующий сигнал изменяется по закону f(t). Обозначим амплитуду модулирующего напряжения через . Тогда амплитуда модулированного сигнала будет изменяться по закону

где m= – коэффициент глубины модуляции (коэффициент модуляции).
Мгновенное значение модулированного сигнала:

Рассмотрим, какая связь существует между спектром и спектром модулирующей функции f(t). Пусть f(t) = cos (ωмt+γ).
Тогда . Раскрыв скобки и заменив произведение косинусов половиной суммы косинусов от разности и суммы аргументов, получим:

. (2.34)
Первое слагаемое в (2.34) представляет собой исходное немодулированное колебание с «несущей» частотой . Второе и третье слагаемые соответствуют новым колебаниям, появляющимся в результате модуляции амплитуды. Частоты этих колебаний ( ) и ( ) называют «верхней» и «нижней» боковыми частотами модуляции. График спектра в данном случае имеет вид:


2.7. Спектр при f(t)= cos(ωмt+γ).
Таким образом, ширина спектра в этом случае равна удвоенной частоте модуляции 2 , а амплитуды колебаний боковых частот не могут превышать 1/2 амплитуды немодулированного колебания (при ).
Полученные результаты можно распространить на случай модуляции любым сложным сигналом. При этом каждой спектральной составляющей модулирующего сигнала будут соответствовать две боковых частоты модуляции. Например, если f(t) представляет собой одиночный импульс прямоугольной формы, спектр которого изображен на 2.5, то спектр АМн колебания будет иметь вид:


2.8. Спектр при прямоугольной форме модулирующего импульса.

Спектр фазо-модулированного сигнала


2.9. Сигналы при фазовой манипуляции.

При фазовой модуляции по закону передаваемого сообщения изменяется мгновенная фаза высокочастотного колебания:

где – индекс модуляции, имеющий смысл максимального отклонения фазы в процессе модуляции; – закон изменения модулирующего сигнала.
Мгновенное значение фазо-модулированного напряжения определяется выражением:

Для случая фазовой манипуляции прямоугольными импульсами и график изображен на 2.9.
ФМн сигнал можно представить как сумму двух АМн сигналов, имеющих одинаковую частоту , но отличающихся значениями начальной фазы.
Следовательно, указанные составляющие ФМн сигнала имеют одинаковые амплитудные спектры, огибающие которых изменяются по закону 2.8, но различные фазовые спектры. Результирующий сигнал, как и в случае АМн, имеет спектр, симметричный относительно , при этом форма спектра, как показывают расчеты, зависит от . В частности, при спектр сигнала аналогичен спектру АМн сигнала за исключением составляющей с частотой – в ФМн сигнале эта составляющая полностью подавлена. При уменьшении уровень несущей увеличивается, а уровни боковых частот уменьшаются относительно их значения при .

Спектр частотно-модулированного сигнала

При частотной модуляции по закону передаваемого сообщения изменяется мгновенная частота высокочастотного колебания:

где – девиация частоты, представляющая собой максимальное изменение частоты в процессе модуляции.
В случае частотной манипуляции, когда модулирующим сигналом является пачка прямоугольных импульсов, отображающая кодовую комбинацию, передача осуществляется на двух частотах: на частоте , соответствующей высокому уровню модулирующего сигнала, и частоте , соответствующей низкому уровню. Для случая частотной манипуляции прямоугольными импульсами график изображен на 2.10.

2.10. Сигналы при частотной манипуляции.

Аналогично ФМн, ЧМн сигнал можно представить в виде суммы двух АМн сигналов с одинаковыми длительностями модулирующих импульсов, но различными несущими частотами (ω1 и ω2). Следовательно, спектр первого АМн сигнала локализуется в окрестности частоты ω1, а спектр второго – в окрестности частоты ω2. Спектр ЧМн сигнала изображен на 2.11.
В теории приема простых ЧМн сигналов доказывается, что существует оптимальная величина разноса частот, при которой достигается максимальная помехоустойчивость приема:
(2.38)

2.11. Спектр ЧМн сигнала.


22.05.2009, 05:34. Cпектральная плотность одиночного импульса прямоугольной формы

Для выполнения дальнейших преобразований воспользуемся формулами Эйлера:

Выражение (2.26) является решением данной задачи, но оно не наглядное. В то же время хорошо известен вид функции типа sin x/x, к которой можно привести выражение (2.26) путем умножения числителя и знаменателя на τ0:

Аналогичный вид будет иметь и S(ω). Отличие лишь в том, что для S(ω) отрицательные значения функции не имеют смысла, поскольку речь идет об амплитудном спектре.
2.5. Спектр одиночного импульса прямоугольной формы.
Определим частоты, на которых S(ω) имеет нулевое значение.
Имеем: ,
k=1, 2, 3,….
Отсюда: и . Итак, частоты, на кото-рых S(ω) имеет нулевые значения, определяются выра-жением:

где k=1,2,3,… Спектр одиночного импульса прямоугольной формы теоретически бесконечен, но как показывают расчеты, около 90%энергии импульса сосредоточено в полосе частот от 0 до , т.е. в главном лепестке спектральной плотности. Именно эту полосу пропускания, как min, должны обеспечивать устройства передачи дискретной информации.

Спектр серии импульсов прямоугольной формы

Предположим, что серия импульсов получается в результате передачи кодовой комбинации. Длительности прямоугольных импульсов, используемых для передачи «1», одинаковы.

Амплитудный спектр первого импульса определяется выражением (2.27).
Амплитудные спектры последующих импульсов полностью совпадают с амплитудным спектром первого импульса. Отличие состоит только в фазовом спектре ( 2.21).
Учитывая дополнительно (2.23), для спектра серии импульсов можно записать:

В результате различных фазовых сдвигов некоторые спектральные составляющие одиночного импульса усиливаются, а некоторые ослабляются, в итоге получается весьма сложная форма спектра. С увеличением числа импульсов в серии спектральная плотность все более расщепляется и в пределе при N-> ∞ принимает линейчатую структуру. Но во всех случаях около 90% энергии пачки импульсов, как и у одиночного импульса прямоугольной формы, сосредоточена в полосе частот от 0 до .

Спектр периодической последовательности униполярных прямоугольных импульсов


Так как последова-тельность импульсов периоди-ческая, для определения спектра нужно воспользоваться рядом Фурье (2.5).
Постоянная составляющая сигнала при этом определяется выражением (2.6), а коэффициенты ak и bk – выражениями (2.7).

т.к. – функция нечетная, а пределы интегрирования – симметричные. Спектр периодической последовательности – линейчатый. 90 % энергии, как и у одиночного импульса прямоугольной формы, сосредоточено в полосе частот от 0 до .

2.6. Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов.


22.05.2009, 05:33. Рассмотрим три наиболее часто встречающихся преобразования сигнала.

Деформация спектра при сдвиге сигнала во времени

Пусть сигнал произвольной формы существует на интервале времени и обладает спектральной плотностью . При задержке этого сигнала на величину ( 2.3) получим новую функцию времени , существующую на интервале от до .

2.3. Сдвиг сигнала во времени. В соответствии с (2.15)имеем:
.
Введем новую переменную . Тогда , и
(2.21)
Из выражения (2.21) видно, что сдвиг сигнала во времени на величину приводит к изменению фазового спектра на величину .

Амплитудный спектр сигнала не зависит от его положения на оси времени.
Из полученного результата можно сделать и обратный вывод: если требуется задержать сигнал на величину без изменения его формы, нужно пропустить его через устройство с фазовой характеристикой .
Деформация спектра при изменении масштаба времени

Пусть сигнал , заданный на интервале 0 – Т и имеющий спектральную плотность , подвергается сжатию во времени в n раз ( 2.4). Требуется определить спектральную плотность . Имеем: .

2.4. Сжатие сигнала в n раз. Спектральная плотность сжатого сигнала


(вне интервала ). Введем новую переменную . Тогда , .
.
Интеграл в последнем выражении есть спектральная плотность исходного сигнала на частоте ω/n. Следовательно:

Из выражения (2.22) видно, что то, что имели у на частоте ω/n, в сигнале будет на частоте ω. Это значит, что при сжатии сигнала в n раз на временной оси, во столько же раз расширяется его спектр на оси частот. Модуль спектральной плотности при этом уменьшается в n раз.
При растягивании сигнала во времени, т.е. при n < 1, имеет место сужение спектра и увеличение модуля спектральной плотности.
Наглядной демонстрацией этого явления может служить двухскоростной магнитофон. Предположим, что запись сделана на скорости 9,5 см/сек, а воспроизведение осуществляется на скорости 19 см/сек. Сигнал при этом сжимается во времени в 2 раза, а спектр расширяется (появляются высокие частоты, которых не было в исходном сигнале). И наоборот.

Cпектр суммы сигналов
Пусть . Спектральные плотности слагаемых сигналов известны и равны Требуется найти суммарного сигнала .
Так как преобразование Фурье, определяющее спектральную плотность заданной функции времени, является линейным преобразованием, то спектр сигнала будет равен:

Сводка событий

21:12 Пентагон признал существование программы по исследованию НЛО, на которую годами тратили десятки миллионов долларов


21:12 Борис Джонсон: доказательств влияния России на Brexit нет


21:12 Состоялся анонс представлен смартфон Vivo Y75


21:12 Представлен новый планшет Chuwi Hi9


18:12 Mudbound / Ферма «Мадбаунд»


Компьютерные статьи и документация на тему информационных технологий, обзоры железа и софта, безопасности и Интернет-технологий.