Министерство образования и науки российской федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Политехнический институт

Кафедра «Технология полиграфического производства и защиты информации»

Селищев В.А., доцент, канд. техн. наук

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

«Средства и системы технического обеспечения обработки, хранения и передачи информации»

Направление (специальность) подготовки: 090900 «Информационная безопасность»

Профиль (специализация) подготовки: «Организация и технология защиты информации»

Квалификация выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная, очно-заочная

Тула 2013

Конспект лекций составлен к.т.н., доцентом В.А.Селищевым,обсужден и утвержден на заседании кафедры «Технология полиграфического производства и защиты информации» Политехнического института.

протокол № 1 от « 28 » августа 2014 г.

Зав. кафедрой О.В. Пантюхин

Содержание

Кольцевой балансный преобразователь (рис.6.2 в) получил наибольшее распространение благодаря своей простоте, большому динамическому диапазону и широкой полосе пропускания. Рассмотрим его работу. 19

Напряжение несущей частоты подается на средние выводы обмоток согласующих трансформаторов и . При отсутствии модулирующего сигнала токи несущей частоты, протекающие через первичные обмотки трансформатора , будут равны по величине и противоположны по направлению и ЭДС, наводимая ими в выходной обмотке трансформатора , будет равна нулю. 20

При наличии напряжения модулирующего сигнала его ток будет протекать через открытые несущим сигналом диоды и (при этом и закрыты) или через диоды и (при этом закрыты и ), т.е. направление тока модулирующего сигнала будет изменяться с частотой несущего колебания. Амплитуда выходного сигнала будет пропорциональна величине модулирующего сигнала, а фаза выходного сигнала относительно несущей определяется направлением модулирующего тока. Очевидно, что амплитуда несущего сигнала должна быть значительно больше амплитуды модулирующего. 20

Основы построения линейных стабилизаторов 31

Введение

В настоящее время развитие науки, техники и промышленности немыслимо без широкого использования электронных приборов различного назначения, cредств и систем технического обеспечения обработки, хранения и передачи информации.

Промышленное развитие электронных средств можно подразделить на два направления: энергетическое (силовое), связанное с преобразованием постоянного и переменного тока для нужд электроэнергетики, силового электропривода, электрометаллургии и т.п., и информационное, к которому относятся устройства, обеспечивающие измерение, контроль и управление различными процессами, а также преобразование, получение и передачу информации.

Широкое применение информационной электроники базируется на возможности преобразования физических параметров различных процессов в электрический сигнал. Это позволяет относительно просто в минимальных физических объемах при высоком быстродействии и надежности реализовать требуемый алгоритм обработки информации, используемый в системах измерения, контроля и управления реально протекающих процессов. На рис. В.1. приведена возможная схема системы автоматического управления технологическим процессом, включающая различные электронные устройства.

Рис.1. Схема системы автоматического управления технологическим процессом.

Классификацию электронных устройств можно производить по различным признакам.

По виду преобразуемых сигналов электронные устройства можно разделить на аналоговые и дискретные.

Аналоговые электронные устройства предназначены для преобразования и обработки информации, изменяющейся по закону непрерывной функции. При этом каждому значению реальной физической величины на входе датчика соответствует определенное значение параметра постоянного или переменного тока. Очевидно, что как сама физическая величина, так и ее электрический аналог могут принимать бесконечное число значений, определены в любой момент времени и изменяются в одном и том же масштабе времени. Важно подчеркнуть, что электрический аналог несет в себе полную информацию о реальном процессе.

Достоинствами аналоговых электронных устройств являются, теоретически, максимально достижимые точность и быстродействие.

Недостатками являются низкая помехоустойчивость, нестабильность параметров, трудность долговременного хранения информации, низкая энергетическая эффективность.

Дискретные электронные устройства предназначены для работы с сигналами, полученными путем квантования по времени и/или по уровню исходного аналогового сигнала. Поэтому действующие в них сигналы пропорциональны конечному числу выбранных по определенному закону значений реальной физической величины. Для получения полной информации о реальном физическом процессе необходимо бесконечное число уровней квантования, т.е. временные масштабы протекания физического процесса и его отображения при помощи дискретного сигнала не совпадают. Поскольку реально использование лишь конечного числа уровней квантования, процесс дискретизации сопряжен с частичной потерей информации.

К достоинствам дискретных устройств можно отнести следующие факторы.

1. Высокий КПД и улучшенные массогабаритные показатели. Это связано с тем, что в дискретных устройствах усилительные элементы используются в ключевом режиме, поэтому рассеиваемая в них мощность минимальна. Кроме того, импульсная и средняямощность связаны соотношением:, где- скважность импульсов.

2. Высокая помехоустойчивость, связанная с тем, что квантованный сигнал может принимать лишь определенные значения и если уровень помехи меньше уровня квантования, она никак не влияет на сигнал.

3. Высокая технологичность, связанная с применением однотипных элементов, что облегчает широкое применение интегральной технологии.

В свою очередь по типу квантования дискретные электронные устройства подразделяются на импульсные, релейные и цифровые.

Импульсные электронные устройства реализуют квантование по времени. Процесс преобразования исходной аналоговой информации в последовательность импульсов называется импульсной модуляцией. На практике наибольшее распространение получили амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), широтно-импульсная модуляция (ШИМ), частотно-импульсная модуляция (ЧИМ) и фазо-импульсная модуляция (ФИМ).

При АИМ изменяемым параметром является амплитуда импульсов; при ШИМ изменяемым параметром импульсов является их ширина; при ЧИМ изменяется частота следования импульсов; при ФИМ изменяемым параметром является расстояние между импульсами, т.е. их фаза относительно исходной последовательности. На практике часто используется комбинация описанных видов модуляции.

Реализуя в полной мере все достоинства дискретных устройств импульсные устройства уступают аналоговым в точности и быстродействии. Кроме того, их практическая реализация отличается большей сложностью ввиду наличия импульсных модулирующих устройств.

Релейные электронные устройства реализуют квантование исходного сигнала по уровню и преобразуют его в ступенчатую функцию, высота каждой из ступенек которой пропорциональна некоторой наперед заданной величине h. Изменение уровня происходит в произвольные моменты времени, определяемые только заданными уровнямиnhи величиной исходного аналогового сигнала. В данном случае сохраняется непрерывность отображения сигнала во времени.

Основная область применения релейных устройств связана с силовой электроникой. По сравнению с импульсными электронными устройствами они, как правило, проще и обладают большим быстродействием.

Цифровые электронные устройства реализуют квантование исходного сигнала как по уровню, так и по времени. Конечному числу дискретных значений можно поставить в соответствие некоторое число. Процесс замены дискретных уровней сигнала последовательностью чисел называется кодированием, а совокупность полученных чисел – кодом сигнала. Передача кодов, каждый из которых, как правило, представлен некоторой последовательностью однотипных импульсов, требует некоторого времени. Это время больше времени, необходимого для передачи той же информации в импульсной и, тем более, непрерывной системах. Поэтому при прочих равных условиях количество информации, передаваемой цифровым способом, минимально.

Достоинствами цифровых электронных систем являются высокая помехоустойчивость; высокая надежность; возможность длительного хранения информации без ее потери; экономическая эффективность; энергетическая эффективность; а также высокая технологичность, связанная с возможностью широкого применения интегральной технологии.

К недостаткам можно отнести малое быстродействие и малую точность. Однако в последнее время в связи с бурным развитием интегральной технологии эти недостатки во многом преодолеваются.