
- •Функциональные узлы для обработки аналоговых сигналов
- •3.1 Электрический информационный сигнал (эис)
- •Системы счисления
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •Перевод чисел из других систем в десятичную
- •Перевод правильных дробей
- •Перевод смешанных чисел
- •Перевод из восьмеричной системы счисления в двоичную и обратно
- •Перевод из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную и обратно
- •3.2 Функциональная схема устройства управления
- •3.3 Простейшие цепи на пассивных элементах
- •3.3.1 Преобразователь сопротивление-напряжение
- •3.3.2 Дифференцирование и интегрирование сигнала
- •3.3.3 Цепи из пассивных элементов с резонансными характеристиками
- •3.3.4 Пассивные фильтры
- •3.3.5 Фазосдвигающие цепочки
- •Контрольные вопросы к разделам 3.1 3.3
- •3.4 Усилители
- •3.4.1 Общие сведения
- •3.4.2 Параметры и характеристики усилителей
- •3.4.3. Обратные связи в усилителе
- •3.4.4 Усилительный каскад с общим эмиттером
- •Эквивалентная схема усилительного каскада с емкостными связями и вид частотных характеристик
- •Упрощенный расчет усилительного каскада
- •3.4.5 Усилительный каскад с общим коллектором
- •3.4.6 Усилители низкой частоты на полевых транзисторах
- •3.4.7 Резонансные усилители
- •3.4.8 Передаточная динамическая характеристика усилительного каскада и режимы его работы
- •3.4.9 Двухтактные выходные каскады
- •Бестрансформаторные выходные каскады
- •3.4.10 Многокаскадный усилитель
- •3.4.11 Усилитель постоянного тока (упт)
- •3.4.12 Дифференциальный усилительный каскад
- •3.4.13 Операционный усилитель (оу)
- •Характеристики и параметры оу
- •3.4.14 Схемы усилителей на оу
- •Инвертирующий усилитель на оу
- •Неинвертирующий усилитель на оу
- •Дифференциальный усилитель на оу
- •Повторитель напряжения на оу
- •Контрольные вопросы к разделу 3.4
- •3.5 Генераторы гармонических колебаний
- •3.5.1 Общие сведения
- •Контрольные вопросы к разделу 3.5
- •Функциональные узлы для обработки импульсных сигналов
- •4.1 Общие сведения
- •4.2 Ключевой каскад на биполярном транзисторе
- •4.2.1 Переходные процессы в ключевой схеме
- •4.3 Ключи на полевых транзисторах
- •4.4 Переключатель тока
- •4.5 Компаратор
- •4.6 Мультивибратор
- •4.7 Одновибратор (ждущий мультивибратор)
- •4.8 Блокинг-генератор
- •4.9 Генераторы линейно изменяющегося напряжения
- •4.10 Триггер Шмитта
- •4.11 Логический триггер
- •Контрольные вопросы к главе 4
Г Л А В А 3
Функциональные узлы для обработки аналоговых сигналов
3.1 Электрический информационный сигнал (эис)
ЭИС называют электрический процесс, несущий в себе информацию. Параметр этого сигнала, однозначно соответствующий измеряемой величине, называется информационным. Процесс изменения информационного параметра под воздействием измеряемой величины называется модуляцией. Обратный процесс (выделения информации из ЭИС) называют демодуляцией. Сигналы подразделяют на аналоговые и дискретные. Аналоговым называется сигнал, информационный параметр которого может принимать любое конкретное значение в заданных пределах измерения. Дискретным называется сигнал, информационный параметр которого может принимать только заранее заданные значения. Если информационный параметр может принимать только два значения, то сигнал называется бинарным или двоичным. Иногда используются и многоуровневые дискретные сигналы.
У аналогового сигнала постоянного тока информационным параметром является амплитуда (рисунок 3.1а). У гармонического сигнала математическое выражение которого имеет вид:
U = Usin (2ft + 0)
информационным параметром может быть амплитуда (Um), частота (f) или начальная фаза (0). Соответственно сигналы называются амплитудно-модулированным (рисунок 3.1б); частотно-модулированным (рисунок 3.1в).
а б в
а – аналоговый сигнал постоянного тока; б – гармонический амплитудно-модулированный аналоговый сигнал; в – гармонический частотно-модулированный аналоговый сигнал.
Рисунок 3.1 – Аналоговые сигналы
Дискретные (импульсные) сигналы могут быть постоянного и переменного тока. Информационным параметром дискретного сигнала постоянного тока может быть амплитуда (знак), длительность, период (рису- нок 3.2а,б,в,г). Информационным параметром дискретного гармонического сигнала может быть амплитуда, частота, фаза, длительность (рису- нок 3.2д,е,ж,з).
а б в г
д е ж з
а, б, в, г – постоянного тока: а, б – модуляция по амплитуде; в – модуляция по длительности; г – модуляция по частоте следования; д, е, ж, з – переменного тока: д – модуляция по амплитуде; е – модуляция по длительности; ж – модуляция по частоте; з – модуляция по фазе.
Рисунок 3.2 – Дискретные сигналы
Количество информации, передаваемое бинарным сигналом мало (описывается только два состояния). Однако системы, использующие двоичные сигналы, нашли широкое распространение ввиду следующих преимуществ: простота формирования сигнала, функциональные узлы в схемном отношении получаются несложными, высокая помехозащищенность и КПД и т.д.
Для увеличения количества информации, передаваемой двоичным сигналом, применяют многоэлементный информационный сигнал, (кодовую комбинацию) формируемый из заданного количества одиночных импульсов. Если через n обозначить количество элементов кодовой комбинации, то информационная емкость такого сигнала будет равна:
N = 2n.
Семиэлементной кодовой комбинацией можно описать 27 = 128 состояний измеряемого параметра.
На рисунке 3.3 приведен график семиэлементного (семиразрядного) кодового сигнала, этим сигналом представлено число (1010011), = 83.
В зависимости от того, какой используется информационный сигнал, различают следующие электронные устройства: аналоговые, импульсные, цифровые.
n – длительность элементарной посылки; Т – длительность сигнала.
Рисунок 3.3 – Цифровой сигнал