21.11.2012

Электроника, программное обеспечение современных вычислительных комплексов

В статье А. Алейнова "Параметрическое динамическое подмагничивание" была описана система записи с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В спектре ШИМ сигнала содержится как исходный модулирующий сигнал, так и высокочастотные составляющие с широким спектром.

При высокой частоте модулирующих колебаний спектр импульсов расширяется и ток подмагничивания падает, так как параллельный контур, включающий головку и подключенную параллельно ей емкость, настроен на первую гармонику частоты модулируемых импульсов, т.е. получается система со своеобразным параметрическим динамическим подмагничиванием.

Однако при реализации подобной системы звукозаписи возникает ряд проблем. Разница в частоте импульсов в обоих каналах и колебаний генератора стирания приводит к биениям частот, прослушиваемых при воспроизведении. На высоких частотах появляются искажения формы записываемых сигналов из-за дискретизации исходного сигнала при ШИМ, а также из-за нелинейности модулятора.

При анализе данного способа записи мною было выявлено, что улучшение показателей тракта звукозаписи достигается, видимо, не только за счет динамического подмагничивания. В магнитной головке при прямоугольном напряжении подмагничивания из-за ее значительного индуктивного сопротивления на частоте порядка 80 кГц течет пилообразный ток, который имеет при равной с синусоидой амплитуде в 1,4 раза меньшую площадь импульса.

А это значит, что эффективное среднее значение тока подмагничивания уменьшается при сохранении его прежней амплитуды. В итоге расширяется полоса записываемых частот, снижается паразитная амплитудная модуляция, расширяется динамический диапазон на 5...6 дБ. Измерения показали, что отдача на частоте 10 кГц повышается более чем в три раза при подмагничивании током пилообразной формы с такой же амплитудой и частотой, как и у тока синусоидальной формы. Разница в форме тока подмагничивания проиллюстрирована.

Следовательно, можно создать более простое устройство с высокими характеристиками, как у системы динамического подмагничивания, применив в качестве подмагничивающих пилообразные импульсы тока.

Импульсные методы телеизмерения

Импульсные методы телеизмерения для передачи показаний, как сказано на сайте http://a-contract.ru/produkcija/kontraktnoe-proizvodstvo/, используют либо импульсы, либо переменный ток. При этом различают три основные типа систем, основанные на этом принципе: Частотно-импульсные системы, в которых по каналу связи передается частота импульсов или частота переменного тока. Время импульсные, в которых непрерывно измеряется промежуток времени между импульсами или длительность импульсов.

Числоимпульсные, в которых для приема показаний пользуются общим числом импульсов, переданных по каналу связи. Импульсные системы телеизмерений получили широкое применение в энергетических системах, где встречаются с необходимостью передать показания измерительных приборов на большие расстояния. Объясняется это тем, что в этих системах полностью исключено влияние канала связи, и благодаря этому расстояние между местом измерения и местом отсчета не играет никакой роли.

В настоящее время существует много конструкций, осуществляющих этот принцип телеизмерения. Здесь мы ограничимся рассмотрением лишь одной из них, а именно фотоимпульсной системы ОЛИЗа завода "Электроприбор", уже достаточно зарекомендовавшей себя в практике. Диск индукционного счетчика имеет по краям зубцы, прерывающие при вращении диска свет от лампы. Прерывистый световой луч, попадая на фотоэлемент создает в его цепи фототок, который появляется каждый раз, когда фотоэлемент оказывается освещенным.

В тот момент, когда зубец диска прервет луч света, фотоэлемент окажется затемненным и фототок прекратится. Таким образом, в цепи фотоэлемента будет протекать прерывистый ток, число пульсаций которого точно равно числу прерываний луча света. Таких прерываний в единицу времени, например, в секунду, будет тем больше, чем быстрее вращается диск счетчика, т. е. чем больше измеряемая мощность. Иначе говоря, частота фототока будет пропорциональна измеряемой мощности.

При помощи лампового усилителя сравнительно слабый фототок (несколько микроампер) усиливается и подается в канал связи. На принимающей стороне измеряется частота этого тока, причем указатель частотомера градуируется непосредственно в единицах мощности, например, в киловаттах. Таким образом, показания указателя будут зависеть от величины измеряемой мощности, причем на показания этого указателя не влияют ни канал связи, ни колебания напряжения вспомогательного источника тока в усилителе и приемнике.

Функциональные блоки

Блок управления арифметическими устройствами БУАУ выполняет следующие функции: Обеспечивает хранение программ, общей базы данных и данных, требуемых для работы БУАУ и всех арифметических устройств. Декодирует команды программы параллельной работы арифметических устройств, получаемые из памяти программ, и посылает результирующие последовательности сигналов микропрограммного управления ко всем арифметическим устройствам.

Обеспечивает доступ системы РЕРЕ к ведущей ЭВМ для передачи обобщенной информации о состоянии системы, которая необходима для правильного планирования будущих работ для самой ведущей ЭВМ и для системы РЕРЕ под управлением ведущей ЭВМ. Обеспечивает выполнение арифметических и логических операций, необходимых для эффективного управления параллельным выполнением команд во всех арифметических устройствах.

Обеспечивает передачу информации от ведущей ЭВМ к запоминающим устройствам программ и данных БУАУ, БУКУ и БУАВУ при их загрузке и инициации. 6. Выполняет супервизорные операции для прерываний от ведущей ЭВМ, БУКУ, БУАВУ, таймеров (часов) и при определенных аварийных ситуациях в системе. БУАУ содержит память программ емкостью 32К 32-разрядных слов и память данных емкостью 2К 32-разрядных слов, которые загружаются от ведущей ЭВМ при инициации системы.

В БУАУ имеется логическая схема последовательного управления, которая осуществляет поиск команд в памяти программ и либо выполняет их сама для программного управления, либо посылает их в блок управления параллельным выполнением команд, где они преобразуются в микропрограммные последовательности и направляются во все арифметические устройства для параллельного выполнения. Это позволяет выполнять вычисления в элементарных процессорах при минимальном вмешательстве и контроле со стороны ведущей ЭВМ.

Если для БУКУ и БУАВУ понадобятся операции, требующие участия арифметических устройств, то они прерывают нормальную работу БУАУ и инициируют выполнение в арифметическом устройстве программ, хранящихся в их блоке управления, а по завершении выполнения этих программ возвращают управление нормальной программе БУАУ.