Общие сведения. Конечная задача, решаемая информационно-измерительной электронной аппаратурой, — преобразование сигналов путем выполнения с ними заданных операций

Усилители

Конечная задача, решаемая информационно-измерительной электронной аппаратурой, — преобразование сигналов путем выполнения с ними заданных операций, в результате которых сигналы принимают форму, наиболее удобную для дальнейшей обработки. Часть операций при этом целесообразно осуществлять в исходной, аналоговой форме, не нарушая их непрерывности.

Однако значительную часть операций при существующем уровне развития электронной и вычислительной техники лучше выполнять в цифровой форме.

Если известен входной сигнал и задан желаемый выходной, то могут быть определены как временные, так и частотные характеристики аппаратуры: амплитудно-фазовая характеристика, переходная функция или импульсная реакция. По определенным частотным или временным характеристикам можно осуществить синтез аппаратуры, обладающей заданными свойствами. Задача синтеза неоднозначна, поскольку в общем случае аналоговая аппаратура может быть выполнена как линейная, нелинейная и параметрическая. Необходим оптимальный учет основных и дополнительных факторов, позволяющий выбрать наилучшую схему устройства. Для технической реализации практически любой электронной системы необходимо иметь набор стандартных функциональных узлов и элементов и знать их спектральные (или временные) характеристики.

Число типовых функциональных узлов и элементов сравнительно невелико, так как невелико и общее число основных операций, совершаемых над непрерывными и дискретными сигналами в электронных системах широкого применения.

К числу основных операций относятся усиление интенсивности сигналов; генерирование напряжений заданной формы (спектра); преобразование формы (спектра) сигналов; дискретизация анало говых (непрерывных) сигналов и преобразование их в цифровую форму (цифровой код); трансформация (перенос) спектра сигналов (модуляция и детектирование); изменение длительности (масштаба времени) сигналов; фильтрация — частотное или временное выделение или подавление отдельных составляющих аналоговых или цифровых сигналов; корреляционная (авто- и взаимокорреляционная) обработка сигналов; математические преобразования в аналоговой или цифровой форме (сложение и вычитание, умножение и деление, возведение в степень и извлечение корня, интегрирование и дифференцирование, логарифмирование и потенцирование); логические преобразования цифровых сигналов; измерение параметров сигналов; преобразование цифровых сигналов в аналоговые; запоминание аналоговых и цифровых сигналов на заданное время и воспроизведение их; отображение сигналов — преобразование в форму, удобную для восприятия человеком; передача сигналов в пространстве (электро- и радиосвязь).

Многие из указанных операций могут быть выполнены как в аналоговой, так и в цифровой форме. При этой, если необходимы обработка и измерение параметров относительно простых сигналов, достаточно большой интенсивности при малом уровне шумов и помех в реальном масштабе времени (без предварительной записи с минимальным запаздыванием) и допустимой погрешности в единицы процентов предпочтение пока еще отдают аналоговой аппаратуре как более простой и дешевой. Однако, если задача хоть немного усложняется, например необходимо проводить статическую обработку сигналов, то применяется гибридная, аналого-цифровая аппаратура, в которой часть операций выполняется в цифровом, часть в аналоговом виде. При очень сложной и высокочастотной обработке одновременно множества сигналов применяется цифровая аппаратура с встроенными микропроцессорами и специализированной ЭВМ.

Дата добавления: 2014-01-05