Какое из устройств вырабатывает периодическую последовательность импульсов в компьютере
Импульсными называются устройства, предназначенные для генерирования, формирования, преобразования и неискаженной передачи импульсных сигналов (импульсов).
Электрическим импульсом называют напряжение или ток, отличающиеся от нуля или постоянного значения только в течение короткого промежутка времени, который меньше или сравним с длительностью установления процессов в электрической системе, в которой они действуют. В случае следующих друг за другом импульсов обычно предполагается, что интервал между ними существенно превышает длительность процессов установления. В противном случае этот сигнал называют несинусоидальным напряжением или током. Такое определение не отличается строгостью, ибо переходные процессы протекают, как известно, бесконечно долго.
Рис. 7.1. Видеоимпульс (а) и радиоимпульс (б)
Однако оно позволяет отличать импульсы в общепринятом смысле от напряжения сложной формы.
Все многообразие электрических импульсов принято подразделять на видеоимпульсы (рис. 7.1, а) и радиоимпульсы (рис. ). Связь между этими двумя типами импульсов состоит в том, что огибающая радиоимпульса представляют собой видеоимпульс. Частота синусоиды, которой заполнен видеоимпульс, называется частотой заполнения. Обычно рассматривают только видеоимпульсы и их преобразования, так как радиоимпульсы, с помощью которых ведут передачу информации в радиотехнических трактах, после детектирования становятся видеоимпульсами. Поэтому в дальнейшем рассматриваются только видеоимпульсы, которые названы просто импульсами.
Формы импульсов, используемых в импульсных устройствах различного назначения, разнообразны. Наиболее распространенные из них приведены на рис. .
Принято различать следующие участки импульса: фронт , вершина (ВС), срез (CD), основание .
Фронт соответствует быстрому возрастанию сигнала; вершина — медленному его изменению; срез быстрому убыванию сигнала. Иногда срез называют задним фронтом в отличие от переднего фронта.
Основными параметрами импульса являются следующие (рис. 7.3, а, б, в): 1) высота импульса — А; 2) спад вершины импульса А А находится как разность высоты импульса в момент окончания переходного процесса и в момент окончания вершины импульса; 3) длительность импульса определяют на уровне 0,1 А; 4) время установления или нарастания фронта импульса (длительность фронта импульса) определяется временем нарастания сигнала от уровня 0,1 до уровня 0,9 своего установившегося значения;
Рис. 7.2. Идеализированные импульсы: а прямоугольный; б трапецеидальный; в - треугольный: г - с экспоненциальным фронтом и срезом; д - колоколообразпый; е - с экспоненциальным фронтом и срезом
5) длительность среза импульса определяется аналогично длительность вершины импульса обычно определяется на уровне 0,9 А; 7) выброс импульса 8 характеризует наибольшее превышение высоты импульса в переходном процессе над его высотой в квазистационарном процессе.
Так как определяют по уровням 0,1 и 0,9 А, то их иногда называют активными длительностями фронта и среза.
Часто вводят так называемую активную длительность импульса а, измеряемую на уровне 0,5 А. Смысл введения этой величины заключается в том, что часто основной результат воздействия импульса на то или иное устройство проявляется только после того, как его значение достигнет некоторого уровня, близкого к 50% высоты импульса.
В ряде случаев представляет интерес относительная величина спада вершины
В зависимости от формы импульса может потребоваться видоизмененный подход к определению его параметров, который будет лучше соответствовать реальной физической картине, как, например, в случае, приведенном на рис. 7.3, б. В данном случае спад вершины и не имеет резко выраженной границы. Кроме того, после среза в общепринятом смысле образуется обратный выброс противоположной полярности. Этот выброс иногда называют хвостом. Длительность его обозначим .
Значение сигнала, воздействующего на какое-то устройство при срезе импульса, в общем случае не равно А и определяется из выражения .
Рис. 7.3. Определение параметров импульса: а - идеализированного; б - реального; в - периодической последовательности
Для определения параметров импульса в случаях, аналогичных показанному на рис. 7.3, б, следует провести касательные к вершине импульса и его срезу, на пересечении касательных найти точку С и вычислить , затем найти точки М и N, определяемые при , расстояние между которыми будет характеризовать длительность (активную) среза .
При наличии периодической последовательности импульсов (рис. 7.3, в) вводят параметры, характеризующие эту последовательность: период повторения импульсов Т; частоту повторения импульсов скважность импульсов коэффициент заполнения .
Частоту повторения выражают в герцах, а скважность и коэффициент заполнения — в относительных единицах.
Анализ импульсных процессов представляет собой довольно сложную задачу, особенно при наличии существенных нелинейностей у цепи, преобразующей импульсы. Поэтому чаще всего эту цепь стремятся свести к линейной. Исследование ее проводят следующими методами: «классическим» методом анализа переходных процессов, который заключается в составлении дифференциальных уравнений, характеризующих процессы в цепи, с последующим их решением; спектральным (частотным); методом суперпозиции (с использованием интеграла Дюамеля); операторным.
Если импульсная цепь по условиям ее работы не может быть линеаризована, то анализ ее сводится к решению нелинейных дифференциальных уравнений, причем вид решения зависит от характера нелинейности цепи.
Во многих практически важных случаях нарастание и срез импульса происходят по экспоненциальному закону или закону, который может быть аппроксимирован экспонентой. В этом случае анализ импульсных цепей существенно упрощается, так как мгновенные значения импульса во время его нарастания и среза описываются уравнениями
где — постоянная времени экспоненты.
Зная мгновенное значение импульса, можно найти время t, в течение которого импульс достиг этого значения:
Так как активную длительность фронта (время установления) и среза определяем как промежуток времени между значениями, равными 0,1 и , то
Если длительности определять по уровням 0,1 А и А, то аналогично (7.4) можно получить
Любую периодическую последовательность импульсов произвольной формы можно представить в виде ряда Фурье, т. е. в виде суммы гармонических колебаний, имеющих разные амплитуды и частоты, кратные частоте повторения и импульсов :
где — фазы отдельных гармоник.
Спектр периодической последовательности импульсов является линейчатым, так как отдельные составляющие его отстоят друг от друга на расстоянии, равном частоте следования импульсов (рис. 7.4, а) . Амплитуды гармоник зависят как от длительности импульсов, так и от частоты их повторения.
Амплитуды гармоник, имеющих частоты , где — целое число, равны нулю. С уменьшением длительности импульса частоты, при которых амплитуды гармоник становятся равными нулю, смещаются в сторону больших частот. При этом число гармоник, имеющих амплитуду, большую какого-либо наперед заданного значения, существенно увеличивается и спектр импульса расширяется. Следовательно, уменьшение длительности импульса приводит к расширению его спектра, а увеличение длительности — к его сужению. При спектр импульса стремится к бесконечности.
При увеличении частоты следования импульсов амплитуды гармоник увеличиваются. Огибающая спектра сохраняет свою форму, а расстояние между спектральными линиями возрастает. В итоге в том же диапазоне частот оказывается меньшее число линий спектра, что говорит об обеднении его гармониками.
Если частота следования импульсов уменьшается, то уменьшаются амплитуды гармоник и расстояние между линиями спектра (рис. 7.4, б). Уменьшение частоты следования импульсов обогащает спектр гармониками. В пределе, когда частота следования импульсов мала расстояние между линиями спектра стремится к нулю и спектр из линейчатого превращается в сплошной (непрерывный).
Рис. 7.4. Линейчатый спектр периодических импульсов прямоугольной формы (а) и сплошной спектр единичного импульса (б)
Амплитуды гармоник также стремятся к нулю.
Энергия импульса равна сумме энергий всех его гармоник, причем основная часть энергии видеоимпульсов лежит в низкочастотной части спектра и только сравнительно малая — в высокочастотной. Так, для прямоугольных импульсов 95% всей энергии импульса сосредоточена в полосе частот .
В связи с тем что обычно важно знать поведение системы в том диапазоне частот, в котором передается основная часть энергии, вводят понятие активной ширины спектра, под которой понимают диапазон частот от до некоторой граничной частоты в котором сосредоточено 95% полной энергии импульса. Использование активной ширины спектра позволяет ограничить полосу пропускания устройств, на которые воздействуют импульсы, имеющие достаточно широкий спектр, и выбирать ее равной или несколько большей активной ширины спектра.
Так как прямоугольный импульс имеет один из наиболее широких спектров, активная ширина которого лежит в пределах от 0 до , то для импульсов с более узким спектром, не анализируя детально их спектральный состав, можно задавать верхнюю частоту полосы пропускания в пределах
Для импульсов, у которых , при ориентированном определении часто используют уравнение
Одну и ту же цепь, используемую для преобразования импульсных сигналов, можно исследовать различными методами. Наиболее часто получают или переходную характеристику, показывающую, как изменяется выходной сигнал при изменении скачком входного, или частотную характеристику цепи. Так как разными методами исследуют одни и те же цепи, то эти характеристики однозначно связаны между собой. В общем случае эту связь находят путем решения интегрального уравнения, причем она оказывается достаточно сложной.
Поэтому рассмотрим взаимосвязь между переходной и частотной характеристиками на примере простейшего апериодического звена. У звена этого типа переходная характеристика определяется постоянной времени , а частотная — граничными частотами пропускания, определяемыми на уровне 0,7 (3 дБ) от установившегося значения.
Проследим прохождение импульсного сигнала через простейшую линейную -цепь (рис. 7.5, а). Пусть на ее вход подана единичная ступенька напряжения
Рис. 7.5. Схема апериодического звена: а - на основе простейшей -цепи; б - переходная: в - амплитудно-частотная: г - фазочастотная характеристики
Переходная характеристика этой цегш, как известно, равна , где .
Из рис. 7.5, б, иллюстрирующего характер переходной характеристики, видно, что плоская вершина входного импульса на выход точно не передается. При этом чем больше постоянная времени , тем меньше спад вершины за промежуток времени , т. е. если то . Другими словами, искажения ступеньки напряжения увеличиваются с уменьшением постоянной времени пассивной цепи. Эти искажения можно также оценить с помощью частотной характеристики RС-цепи, коэффициент передачи которой
где — амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики цепи. При тех же, что и в случае нахождения переходных характеристик, значениях постоянных времени и имеют вид, показанный на рис. 7.5, б, г.
В области низких частот амплитудно-частотная характеристика падает с уменьшением частоты, а фазо-частотная возрастает. Чем больше постоянная времени , тем меньше спад амплитудно-частотной характеристики и меньше фазовый угол .
Если считать граничной частотой пропускания цепи ту частоту, на которой уменьшается в раз (0,7 от первоначального значения), то эта граничная частота связана с постоянной времени цепи простым соотношением
Таким образом, частотные искажения в области низких частот характеризуются спадом вершины выходного импульса при подаче на вход импульсного сигнала прямоугольной формы: чем больше спад вершины импульса, чем выше нижняя граничная частота пропускания цепи, и наоборот.
Теперь проследим прохождение импульса через -цепь другого вида (рис. 7.6, а). В этом случае переходная характеристика (рис. 7.6, б) является экспоненциально нарастающей функцией
При уменьшении постоянной времени длительность фронта импульса уменьшается (рис. 7.6, б).
Искажения фронта импульса непосредственно связаны с частотными искажениями в области высоких частот. Действительно, коэффициент передачи рассматриваемой цепи
где — амплитудно-частотная характеристика цепи; — фазо-частотная характеристика цепи (рис. 7.6, г).
Рис. 7.6. Схема: а - RC-цепи; б - переходная; в - амплитудно-частотная, г - фазо-частотная характеристики
Рис. 7.7. Схемы апериодических -цепей
Если верхнюю граничную частоту определять как , на которой уменьшается в 1,41 раза, то связь граничной частоты с постоянной времени цепи имеет вид, аналогичный рассмотренному ранее:
Искажения фронта нарастания импульсного сигнала характеризуют частотные искажения в области высоких частот. Чем меньше цепи, тем быстрее нарастает импульс выходного напряжения и тем больше верхняя граничная частота.
Таким же образом форму импульса искажают -цепи, показанные на рис. 7.7, а, б. Постоянная времени .
Из сказанного ясно, почему в качестве граничных частот пропускания различных систем берут частоты, на которых уменьшается в 1,41 раза (на 3 дБ), а не какие-либо другие значения.
Следует отметить, что такая простая связь справедлива для простейших цепей первого порядка. В сложных цепях, где имеется несколько соизмеримых постоянных времени, связь между частотными и переходными характеристиками значительно сложнее.
При передаче импульсов через разделительные цепи с реактивными компонентами частот требуется получить минимальные искажения формы сигнала. Так, например, если между каскадами импульсного усилителя установлены RС-цепи (см. рис. 7.5, а) и они искажают импульс, то такой усилитель не выполняет своей основной функции.
При определении параметров разделительных цепей, предназначенных для неискаженной передачи сигналов, обычно ориентируются на отрицательный спад плоской вершины импульса прямоугольной формы X. Он равен
где — длительность импульса .
Постоянную времени разделительной цепи, передающей импульсы без искажений, определяют пользуясь формулой
Следует обратить внимание на потерю постоянной составляющей при передаче через разделительную RC-цепь последовательности импульсов. Пусть на вход цепи (рис. 7.5, а) поступают однополярные прямоугольные импульсы длительностью с периодом следования Т (рис. 7.8, а). При переходе первого импульса произойдет зарядка конденсатора С, а после его окончания — разрядка. При этом напряжение на конденсаторе изменится в соответствии с уравнениями (7.2). Если , то при приходе второго импульса напряжение на конденсаторе С отлично от нуля: . Это напряжение вычитается из входного сигнала, а следовательно, перепад напряжения и ток зарядки конденсатора меньше, чем при первом импульсе. Ток разрядки после второго импульса окажется больше в связи с большим значением напряжения на конденсаторе. Процесс уменьшения тока зарядки и увеличения тока разрядки продолжается до тех пор, пока приращения заряда на обкладках конденсатора за время действия импульса и во время паузы не будут равны между собой. На этом процесс установления режима работы цепи (переходный процесс) заканчивается, что на диаграммах рис. 7.8, а, 6 характеризуется равенством площадей и . То, что , свидетельствует об отсутствии в выходном сигнале постоянной составляющей и равенстве нулю среднего напряжения на сопротивлении R. Длительность переходного процесса оценивается как .
Аналогично рассмотренному, постоянная составляющая импульсов теряется при их передаче через трансформаторы. Для восстановления постоянной составляющей приходится вводить фиксаторы уровня, рассмотренные в § 6.7. Таким образом, при работе с импульсными сигналами приходится учитывать ряд факторов, не характерных для ранее рассмотренных аналоговых цепей.
Рис. 7.8. Диаграмма изменения напряжений в разделительной RС-цепи (а, б); диаграмма передачи через RС-цепи последовательности импульсов (в, г)
Устройства, в которых выполняются основные виды преобразований импульсных сигналов или используются эти сигналы, можно подразделить на несколько видов:
1) электрические цепи, обеспечивающие неискаженную передачу импульсов; к ним обычно относят кабели и трансформаторы для передачи импульсов, линии задержки, усилители импульсов (видеоусилители) и
2) устройства преобразования импульсов, обеспечивающие получение импульсов одной формы из импульсов другой формы или получение импульсов той же формы, но с другими параметрами; в этой группе различают линейные преобразователи импульсов (интегрирующие и дифференцирующие устройства, контуры ударного возбуждения и ); нелинейные формирующие устройства (электронные цепи, основное назначение которых — сформировать сигнал нужной формы из сигнала, имеющего форму, не удобную для дальнейшего преобразования), к ним относят: ограничители, фиксаторы уровня, компараторы, триггеры Шмита; формирователи импульсов из перепадов сигнала и преобразователи импульсов цифровых устройств (их основное назначение — в выполнении логических функций и преобразовании по определенным законам одной последовательности импульсов в другие), к ним относят логические элементы, триггеры, счетчики, регистры, различные комбинационные устройства, выполненные на основе логических элементов, и
3) устройства, генерирующие импульсы, или импульсные генераторы. В зависимости от режима работы их подразделяют на автоколебательные (автогенераторы), заторможенные и на генераторы, работающие в режиме синхронизации или деления частоты.
Автогенераторы вырабатывают импульсы, параметры которых определяются внутренними параметрами его компонентов. Заторможенные (ждущие) генераторы генерируют импульсы, период повторения которых определяется периодом повторения запускающих импульсов. Их форма и другие параметры зависят от внутренних параметров схем. В режиме синхронизации или деления частоты генераторы вырабатывают импульсы, частота повторения которых кратна частоте синхронизирующего сигнала. Генераторы, вырабатывающие несколько последовательностей импульсов, называют многофазными.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Тест по теме: «Устройство компьютера»
Вопрос № 1 : Компьютер - это :
1. устройства для работы с текстом;
2. комплекс программно - аппаратных средств, предназначенных для выполнения информационных процессов;
3. электронно-вычислительное устройство для работы с числами;
4. устройство для обработки аналоговых сигналов.
Правильный ответ -2
Вопрос №2: Для реализации процесса "обработка" предназначен.
1. процессор; 2. винчестер;
3. гибкий магнитный диск; 4. CD - ROM.
Правильный ответ -1
Вопрос №3: Тактовая частота процессора - это:
1. число вырабатываемых за одну секунду импульсов;
2. число возможных обращений к оперативной памяти;
3. число операций, совершаемых процессором за одну секунду;
4. скорость обмена информацией между процессором и ПЗУ.
Правильный ответ -1
Вопрос №4: Из какого списка устройств можно составить работающий персональный компьютер?
1. процессор, монитор, клавиатура;
2. процессор, оперативная память, монитор, клавиатура;
3. винчестер, монитор, мышь;
4. клавиатура, винчестер, CD - дисковод.
Правильный ответ -2
Вопрос №5: Магистрально - модульный принцип архитектуры ЭВМ подразумевает такую организацию аппаратных средств, при которой:
1. каждое устройство связывается с другим напрямую;
2. устройства связываются друг с другом последовательно в определенной последовательности;
3. все устройства подключаются к центральному процессору;
4. все устройства связаны друг с другом через специальный трехжильный кабель, называемый магистралью.
Правильный ответ -4
Вопрос №6: Назовите устройства, входящие в состав процессора.
1. оперативная память, принтер;
2. арифметико-логическое устройство, устройство управления;
3. ПЗУ, видеопамять;
4. видеокарта, контроллеры.
Правильный ответ -2
Вопрос №7. К внутренней памяти не относятся:
1. ОЗУ 2. ПЗУ 3. Жесткий диск 4. Кэш-память
Правильный ответ -3
Вопрос №8: Для того, чтобы информация хранилась долгое время ее, надо записать .
1. в оперативную память; 2. в регистры процессора;
3. на жесткий диск; 4. в ПЗУ.
Правильный ответ -3
Вопрос №9: После отключения компьютера все информация стирается.
1. из оперативной памяти; 2. с жесткого диска;
3. с CD - ROM; 4. с гибкого диска.
Правильный ответ -1
Вопрос №10: Оперативная память имеет следующую структуру:
1. состоит из ячеек, каждая ячейка имеет адрес и содержание.
2. разбита на сектора и дорожки, информация записана в виде намагниченных и не намагниченных областей;
3. разбита на кластеры, информация записана в виде намагниченных и не намагниченных областей;
Правильный ответ -1
Вопрос №11: Информация, записанная на магнитный диск, называется:
1. ячейка; 2. регистр; 3. файл.
Правильный ответ -3
Вопрос №12: Дисковод - это устройство для:
1. обработки команд исполняемой программы; 2. хранения информации;
3. вывода информации на бумагу;
4. чтения/записи данных с внешнего носителя.
Правильный ответ -4
Вопрос №13: Для ввода информации предназначено устройство.
1. процессор; 2. ПЗУ;
3. клавиатура; 4. принтер.
Правильный ответ -3
Вопрос №14: Манипулятор "мышь" - это устройство:
1. модуляции и демодуляции; 2. ввода информации;
3. хранения информации; 4. считывания информации.
Правильный ответ -2
Вопрос №15: Для вывода информации на бумагу предназначен:
1. принтер; 2. сканер; 3. монитор; 4. процессор.
Правильный ответ - 1
Вопрос №16: Монитор работает под управлением:
1. оперативной памяти; 2. звуковой карты;
3. видеокарты; 4. клавиатуры.
Правильный ответ -3
Вопрос №17: Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить:
1. дисковод; 2. оперативную память; 3. мышь; 4. принтер
Правильный ответ -2
Вопрос №18: Адресуемость оперативной памяти означает:
1. дискретность структурных единиц памяти;
2. энергозависимость оперативной памяти;
3. наличие номера у каждой ячейки оперативной памяти;
4. возможность произвольного доступа к каждой единице памяти
Правильный ответ -3
Вопрос №19: Принцип программного управления работой компьютера предполагает:
1. двоичное кодирование данных в компьютере;
2. необходимость использование операционной системы для синхронной работы аппаратных средств;
3. возможность выполнения без внешнего вмешательства целой серии команд.
Правильный ответ -3
Вопрос №20: Постоянное запоминающее устройство служит для:
1. хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов;
2. хранения программы пользователя во время его работы;
3. записи особо ценных прикладных программ;
4. постоянного хранения особо ценных документов.
- устройства, предназначенные для генерирования и преобразования импульсных сигналов, а также сигналов, форма к-рых характеризуется быстрыми изменениями, чередующимися со сравнительно медленными процессами (паузами).И. у. применяют в разл. радиоэлектронных устройствах и электронных системах, включая ЭВМ. Они входят в состав многих физ. приборов и установок, в частности связанных с физикой элементарных частиц: ускорителей, анализаторов излучений и др. В эксперим. ядерной физике процессы в детекторах частиц преобразуются в электрич. импульсы, к-рые затем подвергают временному и амплитудному анализу. При временном анализе устанавливают временные характеристики одиночных импульсов и потоков импульсов. Амплитудный анализ состоит в установлении распределения амплитуд импульсов (см. Амплитудный анализатор, Амплитудный дискр иминатор).
Импульсы. В большинстве случаев в И. у. используют видеоимпульсы - кратковрем. униполярные изменения тока или напряжения, разделённые паузами (см. также Импульсный сигнал). Различают след, элементы видеоимпульса: резкий подъём (фронт), медленно меняющуюся часть (вершину), быстрый спад(срез), часто завершающийся длинным "хвостом". Иногда после фронта и среза наблюдаются быстро затухающие колебания (двусторонние выбросы). Параметры импульса: размах (амплитуда) А, длительность t и , отсчитываемая на заранее обусловленном уровне (напр., 0,1A, 0,5А), длительности фронта и среза. Последние обычно отсчитывают между уровнями (0,1-0,9) А. Для нек-рых задач важным параметром является спад или подъём на вершине DA. Если детальная конфигурация импульса не имеет существ, значения, форму видеоимпульсов идеализируют и говорят о прямоугольных, треугольных, трапецеидальных, колокольных (гауссовых) экспоненциальных и др. импульсах. -1 . Важным параметром периодич. последовательности является скважность потока Q=T/t и При генерировании мощных видеоимпульсов в промежутках между импульсами (в паузах) производится запасание энергии в накопителях, а её высвобождение - за время t и . При Qд1 в нагрузке реализуются огромные мощности, в Q раз большие средней. -10 с.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .
Характеристики импульсов
Смотреть что такое "ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА" в других словарях:
ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА — ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА, устройства для генерации и преобразования импульсных сигналов (см. ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛ), а также сигналов, форма которых характеризуется быстрыми изменениями, чередующимися с медленными изменениями (паузами). Широко… … Энциклопедический словарь
ГОСТ Р 51329-99: Совместимость технических средств электромагнитная. Устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током (УЗО-Д), бытового и аналогичного назначения. Требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р 51329 99: Совместимость технических средств электромагнитная. Устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током (УЗО Д), бытового и аналогичного назначения. Требования и методы испытаний оригинал документа: 3 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
НПБ 56-96: Установки порошкового пожаротушения импульсные. Временные нормы и правила проектирования и эксплуатации — Терминология НПБ 56 96: Установки порошкового пожаротушения импульсные. Временные нормы и правила проектирования и эксплуатации: Блок импульсный порошковый (БИП) Группа соединенных между собой МИП, запускаемых одним командным импульсом… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
РАДИОПРИЁМНЫЕ УСТРОЙСТВА — системы эле ктрич. цепей, узлов и блоков, предназначенные для улавливания распространяющихся в открытом пространстве радиоволн естеств. или искусств, происхождения и преобразования их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них… … Физическая энциклопедия
Модули импульсные порошковые (МИП) — Исполнительное устройство УППИ, в котором совмещены функции хранения, подачи и запорно пусковые функции, осуществляющее по командному импульсу устройства контроля и управления выпуск и распыление огнетушащего порошка за время не более 0,2 с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА — устройства для формирования радиосигналов, предназначенных для передачи информации на расстояние с помощью радиоволн. Р. у. формируют радиосигналы с заданными характеристиками, необходимыми для работы конкретных ра диотехн. систем, и излучают их… … Физическая энциклопедия
Глубинные измерительные устройства — (a. deep measuring devices; н. Tiefaufnahmevorrichtungen, Tiefenmeβgerate; ф. appareillage de mesure de fond; и. dispositivos para medidas de fondo) средства измерения на забое и по стволу скважин параметров, значения к рых служат для… … Геологическая энциклопедия
ГОСТ Р 51384-99: Устройства многоканальные преобразования сигналов для работы по каналам ухудшенного качества. Типы и параметры — Терминология ГОСТ Р 51384 99: Устройства многоканальные преобразования сигналов для работы по каналам ухудшенного качества. Типы и параметры оригинал документа: 3.3 интервал ортогональности: Интервал интегрирования сигнала при ортогональном… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
импульсное входное и выходное устройство — 4.21 импульсное входное и выходное устройство (Impulsausgangs und Impulseingangsvor richtung): Установлены импульсные устройства двух видов: a) импульсное выходное устройство; b) импульсное входное устройство. Оба устройства являются… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛ — (импульс), изменение к. л. физ. величины (эл. магн. поля, механич. смещения и т. п.) в течение некоторого конечного промежутка времени. С распространением И. с. обычно связан перенос энергии и, следовательно, передача определ. информации.… … Физическая энциклопедия
Электрический импульс — кратковременный всплеск электрического напряжения или силы тока в определённом, конечном временном промежутке. Различают видеоимпульсы — единичные колебания какой-либо формы и радиоимпульсы — всплески высокочастотных колебаний. Видеоимпульсы бывают однополярные (отклонение только в одну сторону от нулевого потенциала) и двухполярные.
Полезное
Параметры импульсов
В общем случае импульсы характеризуются двумя основными параметрами — амплитудой (размахом) и длительностью (обозначается τ или tи). Длительность пилообразных и треугольных импульсов определяется по основанию (от начала изменения напряжения до конца), для остальных типов импульсов длительность принято брать на уровне напряжения 50 % от амплитуды, для колокольных импульсов иногда используется уровень 10 %, длительность искусственно синтезированных колокольных импульсов (с чётко выраженным основанием) и полуволн синусоиды часто измеряется по основанию.
Для разных типов импульсов существуют дополнительные параметры, уточняющие форму или характеризующие степень её неидеальности. Например, для описания неидеальности прямоугольных импульсов используются такие параметры, как, длительности фронта и среза (в идеале должны стремиться к нулю), неравномерность вершины, а также размер выбросов напряжения после фронта и среза, возникающих в результате паразитных процессов.
Многократные импульсы
Импульсные посылки (серии импульсов)
Иногда импульсы используются или возникают не поодиночке, а группами, которые называются сериями импульсов или импульсными посылками, в том случае, когда они формируются преднамеренно для передачи куда-либо. Импульсная посылка может нести какую-либо информацию единичного характера или служить в качестве идентификатора. Информационные посылки прямоугольных импульсов, в которых значимыми величинами являются количество импульсов, их временное расположение или длительности импульсов называются кодово-импульсными посылками или, в некоторых областях техники, кадрами, фреймами. Кодирование информации в посылках может быть осуществлено разными способами: двоичный цифровой код, время-импульсный код, код Морзе, набор заданного количества импульсов (как в телефонном аппарате). Во многих случаях импульсные посылки используются не поодиночке, а в виде непрерывных последовательностей посылок.
Импульсы как носители информации
Для представления информации используются различные характеристики как собственно импульсов, так и их совокупностей, как по отдельности, так и в сочетаниях
- Форма импульсов
- Длительность импульсов
- Амплитуда импульсов
- Частота следования импульсов
- Фазовые соотношения в последовательности импульсов
- Временные интервалы между импульсами в посылке
- Позиционное комбинирование импульсов в посылке
Таким образом, можно выделить несколько обобщённых типов импульсных сигналов, несущих непрерывную информацию
Последовательностными называют такие устройства, выходные сигналы которых определяются не только сигналами на входах, но и предыстории их работы, т.е. это устройства с памятью. Реальные последовательностные устройства называют также конечными автоматами, поскольку их память охватывает конечное число предшествующих тактов. Примером этих устройств являются триггеры.
Комбинационные устройства определяются совокупностью входных сигналов, действующих в данном такте, т.е. это устройства без памяти. Логические функции, реализуемые комбинационными устройствами, могут быть заданы содержательно, т.е. путем словесного описания, таблично и алгебраически. Таблицы, устанавливающие связь между входными и выходными переменными комбинационных устройств, называют таблицами истинности.
Вопрос
Амплитудно-модулированный (АМ) сигнал в общем случае определяется выражением (3) где (x) – информационный (модулирующий) сигнал, s(x) – сигнал-переносчик, m – коэффициент модуляции. Спектр сигнала (3) можно найти с использованием свойств преобразования Фурье (см. разд. 1.5) в форме
(4) где
Формирование спектра (4) иллюстрируется на рис. 2.1 и 2.2. При гармоническом модулирующем сигнале (рис. 2.1) его спектр, как и спектр сигнала-переносчика, представляет собой две дельта-функции. Свертка спектров S(u) и (u) приводит к переносу спектра (u) на более высокую (так называемую несущую) частоту . Если модулирующий сигнал имеет сложную форму и, следовательно, протяженный спектр (рис. 2.2), образованный множеством пар дельта-функций с различными положениями на частотной оси, то в результате переноса спектра на несущую частоту образуются соответствующие спектральные порядки. В силу свойств частотной симметрии преобразования Фурье можно показать, что вся полезная информация содержится в спектральном порядке в окрестности частоты . Демодуляцию АМ сигнала осуществляют путём выделения огибающей сигнала-переносчика при его детектировании и фильтрации нижних частот на выходе детектора. Ширина полосы пропускания фильтра должна соответствовать ширине спектра (u) (рис. 2.2), чтобы обеспечить минимальные спектральные искажения восстановленного сигнала.
Рис. 2.1. Спектр АМ сигнала с гармонической модуляциейРис. 2.2. Спектр сложного АМ сигнала
Билет № 8
1. Применение компрессии при передаче и экспандирования (декомпрессии) при приеме сигналов.Компрессия — это второй этап создания мультимедийного объекта. Цель этого очевидна — компрессия позволяет цифровым файлам приобрести объем, совместимый с теми условиями, в которых данная информация будет использоваться. Эти условия прямо влияют на норму компрессии. Очевидно, что степень компрессии непосредственно связана с максимальной скоростью передачи и приема цифровых данных. Эти показатели достаточно высоки в компьютерах с высокоскоростными проигрывателями CD-ROM, ниже, как правило, в цифровых оптоволоконных сетях. Для сжатия информационных файлов используется достаточно много технологий. Но все они имеют две основные технические характеристики: первая — алгоритм используемой компрессии, вторая — микросхемы, которые совершают все необходимые подсчеты и манипуляции с информацией. Алгоритмы позволяют сократить объем информации до тех параметров, с которыми могут работать микросхемы. Степень сжатия колеблется от 4 до 200 раз. Как правило, чем выше степень компрессии, тем больше искажения сигнала. Совершенствование микросхем позволяет ускорить процессы компрессии / декомпрессии, улучшить качество конечной продукции. Оба направления активно развиваются в новейших технологиях информатики. Но некоторые алгоритмы и технические решения уже стали фактическими стандартами, т.к. признаны в международном масштабе. В процессе сжатия информации важно знать те требования, которые ставятся к этой информации ее пользователями. Безусловно, идеальный вариант, когда информация после декомпрессии полностью соответствует исходной. Но если такая технология стоит в десятки раз дороже той, которая позволяет быстро обрабатывать данные при определенной потере качества? Конечно, если банковские работники обмениваются информационными файлами, то небольшие, казалось бы, ошибки приведут к весьма печальным последствиям. Но если вы смотрите на экране компьютера видеофильм, то незаметные глазу искажения не доставят неудобства зрителю, но позволят сэкономить и время, и деньги.Технология компрессии данных, при которой декомпрессир-я информация полностью соответствует исходной, называют техникой уплотнения (compactage) данных. Она преобладала на начальном этапе развития информатики. Предназначена для обмена или передачи текстов или цифр. В данном случае потеря достоверности недопустима. Второе поколение техники сжатия информации (собственно компрессия /декомпрессия) предназначено для иных типов информации — звука, изображения, видео. В отличие от техники “уплотнения” она вполне допускает ухудшение качества посткомпрессионной информации. Объемы информации при этой технологии в 20 и более раз выше, чем при передаче текстовой или цифровой. Возможность снижения качества сигнала определяется технологией, в которой необходима компрессия /декомпрессия звука, видео. Например, если вы говорите по телефону, то не требуется звука качества проигрывателя аудиокомпактдисков. Конечно, можно разработать и такую технологию передачи звука на расстояние, но тогда стоимость телефонного аппарата превысит стоимость хорошего автомобиля. Если взять видеофонию, которая позволяет видеть собеседника, то уровень четкости изображения для пользователя менее важен, чем при просмотре им телевизионных программ. Поэтому тип компрессии и ее степень выбирается в зависимости от используемого оборудования и тех требований, которые ставит перед информацией ее конечный потребитель. Если при “уплотнении” с информацией успешно справлялись первые поколения ЭВМ, то при работе со звуком (тем более с видео) технология компрессии стала возможна только с появлением быстродействующих процессоров. Поэтому и мультимедиа, как тип технологий коммуникации, стали развиваться только в последнее десятилетие. Способности микропроцессоров растут весьма быстро, удваиваются каждые 18 месяцев (так называемый закон Моора). Сегодня есть технологии, позволяющие разместить более 20 миллионов транзисторов на одном микрочипе. Стандарты компресcии/декомпресcии видеоизображенияОсновные видео- стандарты: 1. Стандарт H.261 - разработан организацией по стандартам телекоммуникаций ITU. На практике, первый кадр в стандарте H.261 всегда представляет собой изображение стандарта JPEG, компрессированное с потерями и с высокой степенью сжатия. 2. Стандарт H.263 – это стандарт сжатия видео, предназначенный для передачи видео по каналам с довольно низкой пропускной способностью (обычно ниже 128 кбит/с). Применяется в программном обеспечении для видеоконференций.
3. Стандарт H.264 - это новый расширенный кодек, также известный как AVC и MPEG-4, часть 10.
Импульсные последовательности
Импульсной последовательностью называется достаточно продолжительная последовательность импульсов, служащая для передачи непрерывно меняющейся информации, для синхронизации или для других целей, а также генерируемых непреднамеренно, например, в процессе искрообразования в коллекторно-щёточных узлах. Последовательности подразделяются на периодические и непериодические. Периодические последовательности представляют собой ряд одинаковых импульсов, повторяющихся через строго одинаковые интервалы времени. Длительность интервала называется периодом повторения (обозначается T), величина, обратная периоду — частотой повторения импульсов (обозначается F). Для последовательностей прямоугольных импульсов дополнительно применяются ещё две однозначно взаимосвязанных друг с другом параметра: скважность (обозначается Q) — отношение периода к длительности импульса и коэффициент заполнения — обратная скважности величина; иногда коэффициент заполнения используют и для характеристики квазипериодической и случайной последовательностей, в этом случае он равен среднему отношению суммы длительностей импульсов за достаточно большой промежуток времени к длительности этого промежутка. Спектр периодической последовательности является дискретным и бесконечным для конечной последовательности, конечным для бесконечной. Среди непериодических последовательностей с, технической точки зрения, наибольший интерес представляют квазипериодические и случайные последовательности (на практике используются псевдослучайные). Квазипериодические последовательности представляют собой последовательности импульсов, период которых или другие характеристики варьируются вокруг средних значений. В отличие от спектра периодической последовательности, спектр квазипериодической последовательности является, строго говоря, не дискретным, а гребенчатым, с незначительным заполнением между гребнями, однако, на практике этим иногда можно пренебречь, так, например, в телевизионной технике для создания полного видеосигнала к сигналу чёрно-белого изображения добавляют сигнал цветности таким образом, что гребни его спектра оказываются между гребнями чёрно-белого видеосигнала.
Содержание
Форма импульсов
Важной характеристикой импульсов является их форма, визуально наблюдать которую, можно, например, на экране осциллографа. В общем случае форма импульсов имеет следующие составляющие: фронт — начальный подъём, относительно плоская вершина (не для всех форм) и срез (спад) — конечный спад напряжения. Существует несколько типов импульсов стандартных форм, имеющих относительно простое математическое описание, такие импульсы широко применяются в технике
- Прямоугольные импульсы — наиболее распространённый тип
- Пилообразные импульсы
- Треугольные импульсы
- Трапецеидальные импульсы
- Экспоненциальные импульсы
- Колокольные (колоколообразные) импульсы
- Импульсы, представляющие собой полуволны или другие фрагменты синусоиды (обрезка по горизонтали или по вертикали)
Кроме импульсов стандартной, простой формы иногда, в особых случаях, используются импульсы специальной формы, описываемой сложной функцией, существуют также сложные импульсы, форма которых имеет в значительной степени случайный характер, например, импульсы видеосигнала.
Полезное
Спектральное представление импульсов
Кроме временного представления импульсов, наблюдаемого по осциллографу, существует спектральное представление, выраженное в виде двух функций — амплитудного и фазового спектра.
Спектр одиночного импульса является непрерывным и бесконечным. Амплитудный спектр прямоугольного импульса имеет чётко выраженные минимумы по шкале частот, следующие с интервалом, обратным длительности импульса.
Читайте также: