Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Понятие аналогового и дискретного представления информации.

Под аналоговым представлением информации понимают такой её вид, когда некоторое значение параметра x(t), характеризующее физический процесс, может быть измерено в произвольный момент времени и может принимать любые значения, как бесконечно большие, так и бесконечно малые «+» и «-». Аналоговый – первичный, наиболее типичный вид информации.

Под дискретной формой представления информации понимают такой её вид, когда действительное аналоговое значение параметра x, измеренное в момент времени t, заменяется набором букв или цифр, каждая из которых имеет строго фиксированное значение.

РИС 1

Процесс преобразования состоит из 2-х этапов.

1) Квантование и дискретизация. Он заключается в разбиении заданного интервала времени на отдельные моменты, когда будет происходить данное преобразование Δt, а так же разбиение заданного интервала изменения параметра x на фиксированные уровни Δx.

2) Непосредственно преобразование. Оно заключается в том, что в каждый момент времени t_i, в соответствующие моменты измерения, фиксируется действительное значение параметра x и, этому x ставится в соответствие ближайший по значению фиксированный уровень x_i.

При преобразовании появляется погрешность, которая может быть уменьшена при (Δt→min) уменьшении интервала Δt и Δx→min. При Δt→min и Δx→min разрядность увеличивается. Чем выше разрядность преобразуемого дискретного кода, тем выше точность преобразования. Погрешность равна ½ min-го разряда.

Элементы аналоговой техники.

При выполнении математической операции над аналоговой информацией используются схемы в которых основным элементом является операционный усилитель. Путём подключения к операционному усилителю простейших внешних элементов (R, L, C) можно получить схемы выполняющие операции суммирования, масштабирования, дифференцирования и интегрирования.

Операционные усилители (ОУ).

Основой ОУ является балансный или дифференциальный каскад, сформированный на базе усилителей постоянного тока.

РИС 2

Под усилителями постоянного тока понимают схемы, полоса пропускания которых, имеет нижнюю частотную границу равную нулю и предназначены для преобразования медленно изменяющихся значений U или I. Под полосой пропускания понимают диапазон частот, где затухание сигнала имеет min-ое значение. Данная схема состоит из 2-х симметрично включенных транзисторов, образующих мостовую схему. Рабочая точка транзисторов определяется делителями напряжения R_б1 и R _б2 для транзистора Т₁, и резисторами R_б3 и R _б4 для транзистора Т₂. Баланс мостовой схемы, т.е. отсутствие тока сопротивления нагрузки R_н устанавливается с помощью R₀ и R_э. К одной диагонали мостовой схемы подключено питание Е_н, в другую включено сопротивление R_н. Для работы схемы она должна быть строго симметрична. При одновременном одинаковом воздействии на 2 входа транзисторов их коллекторы получают одинаковое приращение напряжения и напряжение на R_н отсутствует. Под действием входного напряжения происходит разбалансировка моста, на базы транзисторов поступают одинаковые по величине, но разные по знаку потенциалы и на R_н появляется перепад напряжения. Величина и полярность которого зависят от входного напряжения. Такие усилители имеют линейную передаточную хар-ку в области «+» -ых и «-» -ых значениях выходного сигнала.

РИС 3

Если построить аналогичную схему, но подавать входные сигналы на базы транзисторов, а выходной сигнал снимать только с одного коллектора, то такая схема будет иметь симметричные входы и несимметричные выходы.

РИС 4

Данная схема является простейшей схемой ОУ. Элементы схемы подобраны таким образом, что U_вых на R_н пропорционально разности входных напряжений и = 0, если эти напряжения одинаковы, но имеют разные знаки, такая схема называется схемой дифференциального усилителя. ОУ – высококачественный линейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления 10⁶÷10⁷, высоким входным сопротивлением (сотни Ом) и малым выходным сопротивлением (единицы Ом). Увеличение входного сопротивления необходимо для того, чтобы ОУ не шунтировал входной сигнал.

Данная схема аналогична предыдущей схеме балластного каскада, в которой элементы, включенные в эмитерные цепи, формируют источник стабильного тока.

РИС 5

Работа данной схемы. Имеется два симметричных входа U_вх1 и U_вх2 и один несимметричный выход. Имеем в эмитерной цепи источник стабильного тока (значение которого не изменяется от режима работы).

Первый режим работы: пусть входной сигнал поступает на U_вх2, выход U_вх1 заземлён. При этом Т₂ открывается и увеличивается значение тока I_k2. Падение напряжения на Т₂ уменьшается, т.е. значение выходного напряжения уменьшается. Оно открывается в противофазе с входным напряжением, т.е. данный вход схемы является инвертирующим.

Второй режим. Пусть входной сигнал подаётся на вход Т₁, вход 2 – заземлён. При этом, при подаче положительного перепада напряжения U_вх2 увеличивается значение тока I_k1. При этом уменьшается значение тока I_k2 т.к. I_э I_k1 + I_k2. При уменьшении тока I_k2 уменьшается падение напряжения, т.о. при подаче входного сигнала U_вх1 возрастает выходное напряжение, т.е. вход 1 является не инвертирующим.

РИС 6

U₀ = U_инв – U_неинв; U_вых = К_ус ∙ U₀. Входными каскадами ОУ являются тр-ры включенные по схеме с общим эмиттером, служащие инвертирующими усилителями напряжения. Выходными каскадами ОУ являются схемы с общим коллектором или эмитерные повторители, служащие усилителями тока. U_вых = U_вх; I_вых = I_вх,  - коэффициент усиления по току.

Выполнение математических операций на основе ОУ (с использованием ОУ).

Суммирование входных напряжений.

РИС 7

R₀ определяет коэффициент передачи (усиления) усилителя. Точка U_∑ называется потенциально заземлённой точкой, по сравнению с выходным напряжением, за счет того, что коэффициент усиления достаточно большой (К_ус~10000). Напряжение суммирующей точки относительно выходной точки мало и его можно принять нулём (U_∑0). По первому закону Кирхгофа (∑ токов входящих равна ∑ токов выходящих) для точки U_∑ запишем i₁+i₂+…+i_n i₀, значением входного тока ОУ можно пренебречь, т.к. его R_вх  . Выразим эти точки через напряжение, для тока i₁ запишем (по второму закону Кирхгофа – з-н контурных токов). U_∑ - можно пренебречь (U_∑).

.

Данная схема выполняет операцию суммирования входных напряжений с коэффициентом передачи для каждого входа. К_ус – коэффициент усиления, равный отношению сопротивления обратной связи R₀ к входному сопротивлению усилителя.

Инвертирующий усилитель.

РИС 8

Если усилитель имеет одно входное напряжение и выполняется соотношение, что входное сопротивление равно сопротивлению обратной связи (R = R_ос), то такой усилитель выполняет операцию изменения фазы входного сигнала на 180⁰ при К_ус = 1, т.е. инвертирование U_вых = - U_вх.

Масштабирование.

Данную операцию выполняет предыдущая схема, в которой R  R_ос и тогда , т.е. обычный инвертирующий усилитель сигнала.

Дифференцирование входного сигнала.

РИС 9

Запишем сумму токов для суммирующей точки. i_ci₀ (за счёт высокого R_вх). , тогда . По з-ну Кирхгофа ; ;

. Данная схема выполняет операцию дифференцирования входного напряжения.

Интегрирующие усилители.

РИС 10

Для точки U_∑ запишем i_ci; ;

. Данная схема выполняет операцию интегрирования во времени входного аналогового сигнала с коэффициентом передачи 1/RC (знак относится к уменьшению фазы).

Суммирующий и интегрирующий усилитель.

i₁+i₂+…+i_ni_c; Используя предыдущие выражение ; . Данная схема выполняет операцию интегрирования суммы нескольких входных аналоговых напряжений. Коэффициент передачи для каждого входа 1/R_iC.

Аудио с-ма персонального компьютера.

Звуковая волна – периодическое изменение плотности воздушных масс, за счёт чего возникает избыточное атмосферное давление в среде.

Хар-ки звуковых волн:

1. Скорость распространения (в атмосфере 340 м/с, в воде 145 м/с, в металле 6000м/с).

2. Длина волны.

3. Интенсивность (сила) звука – энергия переносимая звуковой волной. 3 уровня интенсивности:

а) минимальный – порог слышимости для средней частоты звукового диапазона  2-3 кГц, эта величина составляет I = 10^-12 Вт/м²;

б) максимальное значение – определяется порогом болевого ощущения (10¹⁰ Вт/м²);

в) максимальной слышимости на частоте ~ 1 кГц.

4. Громкость воспринимаемого звука определяется отношением интенсивности звука к интенсивности звука на пороге слышимости. . Параметр звукового тракта определяется отношением интенсивности на выходе к интенсивности на входе.

5. Частотный диапазон восприятия 15Гц÷20кГц. Максимальный порог чувствительности 1-3кГц. Классическая схема звуковых трактов (рис).

РИС 11

Характеристики звуковых трактов.

1. АЧХ – амплитудно-частотная хар-ка. Определяет зависимость выходного сигнала от частоты при заданном уровне сигнала на входе в уст-во. Обычно эта величина определяется отношением сигнала на выходе к отношению выходного сигнала на заданной частоте.

РИС 12

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций