- •Конспект лекцій
- •«Автоматизація виробничіх процесів та мікропроцесорна техніка»
- •Лекция 1 – Основные понятия, определения автоматизации. Процессы управления, структурная схема асу тп. Виды управления. Автоматизированные системы, виды схем автоматизации.
- •Лекция 2 – Классификация систем автоматизации, автоматические системы.
- •Лекция 3 – Технические средства автоматизации, э/м реле, геркон, магнитные и электронные усилители, транзисторы, исполнительные механизмы.
- •Структура усилителя
- •Каскады усиления
- •Аналоговые усилители и цифровые усилители
- •Виды усилителей по элементной базе
- •Виды усилителей по диапазону частот
- •Виды усилителей по полосе частот
- •Виды усилителей по типу нагрузки
- •Специальные виды усилителей
- •Некоторые функциональные виды усилителей
- •Усилители в качестве самостоятельных устройств
- •Питание
- •Простейшее включение оу
- •Параметры по постоянному току
- •Параметры по переменному току
- •Нелинейные эффекты
- •Ограничения тока и напряжения
- •По типу элементной базы
- •По области применения
- •Другие классификации
- •По основному полупроводниковому материалу
- •По структуре
- •Комбинированные транзисторы
- •Лекция 4 – Микропроцессорная техника, контроллеры, программирование. Основные характеристики мп - контроллеров
- •Лекция 5 - Цифровая обработка сигналов (квантование, цифровая фильтрация).
- •Лекция 6 - Регуляторы. Методы получения информации, датчики, измерительные устройства. Автоматические регуляторы
- •Измерения температуры.
- •Анализ современных методов автоматического контроля давления и выбор наиболее рационального метода
- •Если абсолютное давление ниже барометрического, то
- •3.1 Классификация приборов для измерения давления
- •Манометры сопротивления
- •3.1.6 Емкостные манометры
- •Расходомеры
- •Уравнемеры
- •Измерение уровня с помощью радиоактивных изотопов Область применения
- •Лекция 7 Компьютерные сети.
- •Лекция 8 - Магистральная структура компьютерных сетей. Уровни программного обеспечения сети.
- •Лекция 9 - Интерфейсы (rs 232)
- •Лекция 10 - scada системы
- •Системы scada
- •Лекция 11 - Нечеткие алгоритмы управления
- •Лекция 12 - Искусственная нейронная сеть.
- •Этапы решения задач:
- •Классификация по характеру связей Сети прямого распространения (Feedforward)
- •Рекуррентные нейронные сети
- •Радиально-базисные функции
- •Самоорганизующиеся карты
- •Известные типы сетей
- •Отличия от машин с архитектурой фон Неймана
- •Примеры приложений Предсказание финансовых временных рядов
- •Лекция 13 - Система автоматического контроля и регулирования 3-х зонной методической печи.
- •13.1. Технологические параметры, определяющие работу доменной печи
- •13.2 Локальные системы автоматического управления доменным процессом
- •Регулирование температуры горячего дутья.
- •Регулирование соотношения "природный газ — холодное дутье" с коррекцией по кислороду
- •13.4 Задачи управления ходом доменной печи
- •13.5 Система комплексной автоматизации доменного производства
- •Лекция 14 - Система автоматического контроля и регулирования 3-х зонной методической печи
- •Лекция 15 - Система автоматического регулирования разливкой стали на мнлз.
- •2 Задачи управления на мнлз
- •3 Локальные системы управления
- •4 Асу тп разливки стали на мнлз
- •Лекция 16 - Система автоматического регулирования тепловым режимом дуговой сталеплавильной печи и установки внепечной обработки стали «Печь-ковш».
Другие классификации
По входным сигналам:
Обычный двухвходовый ОУ;
ОУ с тремя входами [7]: третий вход, имеющий коэффициент передачи +1 (для чего используется внутренняя ООС), используется для расширения возможностей ОУ, например, смещение по напряжению выходных сигналов относительно входных, или возможность построения каскада с высоким выходным сопротивлением синфазному сигналу, что напоминает трансформатор с двумя обмотками, однако каскад на AD8132 передаёт и постоянный ток, что трансформатор не может.
По выходным сигналам:
Обычный ОУ с одним выходом;
ОУ с дифференциальным выходом [8]
Использование ОУ в схемотехнике:
Использование ОУ как схемотехнического элемента гораздо проще и понятнее, чем оперирование отдельными элементами, его составляющими (транзисторов, резисторов и т. д.). При проектировании устройств на первом (приближённом) этапе операционные усилители можно считать идеальными. Далее для каждого ОУ определяются требования, которые накладывает на него схема, и подбирается ОУ, удовлетворяющий этим требованиям. Если получается, что требования к ОУ слишком жёсткие, то можно частично перепроектировать схему для обхода данной проблемы.
Транзисторы:
Транзи́стор (англ. transistor) — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. На принципиальных схемах обозначается "VT" или "Q".
Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.).
В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.
Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторах (МОПТ), как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник)- транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построения микросхем логики, памяти, процессора и т. п. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 22 нм[источник не указан 647 дней]. В настоящее время на одном современном кристалле площадью 1—2 см² могут разместиться несколько (пока единицы) миллиардов МОПТ. На протяжении 60 лет происходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение степени интеграции транзисторов на чипе (см. Закон Мура). Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров, снижению энергопотребления и тепловыделения.
Фотография некоторых типов дискретных транзисторов
Структура биполярного n-p-n транзистора. Ток через базу управляет током «коллектор-эмиттер».
История:
Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы в Германии в 1928 году (в Канаде, 22 октября 1925 года) на имя австро-венгерского физика Юлия Эдгара Лилиенфельда.[источник не указан 620 дней] В 1934 году немецкий физик Оскар Хейлзапатентовал полевой транзистор. Полевые транзисторы (в частности, МОП-транзисторы) основаны на простом электростатическом эффекте поля, по физике они существенно проще биполярных транзисторов, и поэтому они придуманы и запатентованы задолго до биполярных транзисторов. Тем не менее, первый МОП-транзистор, составляющий основу современной компьютерной индустрии, был изготовлен позже биполярного транзистора, в 1960 году. Только в 90-х годах XX века МОП-технология стала доминировать над биполярной.
В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16 декабря. 23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно эта дата считается днём изобретения транзистора. По технологии изготовления он относился к классу точечных транзисторов. В 1956 году они были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоен Нобелевской премии во второй раз за создание теории сверхпроводимости.
Позднее вакуумные лампы были заменены транзисторами в большинстве электронных устройств, совершив революцию в созданииинтегральных схем и компьютеров.
Bell нуждались в названии устройства. Предлагались названия «полупроводниковый триод» (semiconductor triode), «Solid Triode», «Surface States Triode», «кристаллический триод» (crystal triode) и «Iotatron», но слово «транзистор» (transistor, образовано от слов transfer — передача и resist — сопротивление), предложенное Джоном Пирсом (John R. Pierce), победило во внутреннем голосовании.
Первоначально название «транзистор» относилось к резисторам, управляемым напряжением. В самом деле, транзистор можно представить как некое сопротивление, регулируемое напряжением на одном электроде (в полевых транзисторах — напряжением между затвором и истоком, в биполярных транзисторах — напряжением между базой и эмиттером). -- током базы.
Классификация транзисторов: