81 lines
6.0 KiB
TeX
81 lines
6.0 KiB
TeX
\documentclass{article}
|
||
|
||
\input{settings/common-preamble}
|
||
\input{settings/bmstu-preamble}
|
||
\input{settings/fancy-listings-preamble}
|
||
\author{Оганов Владимир Игоревич}
|
||
\title{Разработка сложных электронных устройств}
|
||
\date{2023-02-08}
|
||
|
||
\begin{document}
|
||
\sloppy
|
||
\fontsize{14}{18}\selectfont
|
||
\maketitle
|
||
\tableofcontents
|
||
\newpage
|
||
\section{Введение}
|
||
Электроника базируется на физике. Разделы физики 0 электричество в металлах, в полупроводниках и электромагнитные поля. Киргоф, Ом. Упрощают моделирование сложных систем, предоставляют математический аппарат.
|
||
|
||
Сложное электронное устройство: большая схема -- неправильно решённая задача. Каждая лишняя деталь -- источник шумов, погрешностей, итд. компенсация порождает лавинный эффект. Проектирование СЦУ -- это проектирование ЦУ как можно проще.
|
||
|
||
Электронное устройство не работает само по себе, а всегда в связке с окружающим миром и физическими параметрами, с которыми нужно уметь работать изначально. От параметров окружающей среды (источника и потребителя) зависит выбор технологии обработки внутри.
|
||
|
||
digital remastering -- интерполяция звука с 44.1КГц - 96КГц в 192КГц.
|
||
|
||
сейчас тренд к максимально быстрой оцифровке. после АЦП мягкая реализация - ДСП микропроцессоры, или жёсткая - ПЛИС или ЦПЛД.
|
||
|
||
1. сигнал -- это физический процесс, содержащий информацию.
|
||
2. электрический сигнал -- ток и напряжение изменённые во времени (связаны законом Ома).
|
||
\[
|
||
i(t)
|
||
}
|
||
u(t)
|
||
\]
|
||
электричество получается по закону электромагнитной индукции Фарадея.
|
||
3. все электрические сигналы рассматриваются в двух областях - зависимость по времени и зависимость по частоте. во времени на сигнал смотрим осциллографом, в частоте спектроанализатор. связаны преобразованием Фурье.
|
||
\[ \int_{-\infty}^{\infty} x(t) e^{-j\omega}dt\]
|
||
|
||
х(т) это входной непрерывный сигнал умножаем на (ортогональный базис) тригонометрическую функцию. то есть ищем спектральную составляющую (корреляционный детектор). ортогональный базис нужен (косомега+жсиномега) для поиска фазы (если будет только синус или косинус - будем знать только амплитуду).
|
||
|
||
Анализатор спектра (аналоговый непрерывного действия)
|
||
(3)
|
||
|
||
\[ x(t) = \frac{1}{2\pi}\int_{-infty}^\infty\ X(j\omega) e^{j\omega}d\omega \]
|
||
|
||
когда работаем с цифровыми сигналами -- дискретное преобразование фурье, интеграз заменяется на сумму и берём не бесконченость, а определённое число отсчётов.
|
||
|
||
электронное устройство (обобщённое) (4)
|
||
Датчик преобразует электрический сигнал
|
||
АО - на стандартных элементах (усилители фильтры иногда умножители)
|
||
ФПО - фильтр для подавления образов
|
||
|
||
УВХ (устройство выборки и хранения) + АЦП
|
||
дискретизация по времени (УВХ) и квантование по уровню (АЦП). Сигнал при переходе в цифру всегда теряем информацию, важно минимизировать.
|
||
|
||
ЦВБ
|
||
ЦАП
|
||
Деглитчер
|
||
Восстанавливающий фильтр
|
||
Драйвер и аналоговое исполнительное устройство
|
||
|
||
любое инженерное решение - это всегда компромисс.
|
||
|
||
Дискретизация сигнала во временной и частотной области
|
||
|
||
Дискретизация - умножение на последовательность единичных импульсов. Дельта функция Дирака.
|
||
|
||
\[ \delta(t) = \begin{cases} +\infty t=0 \\ 0 t \neq 0 \end{cases} \]
|
||
|
||
\[ \int_{-\infty}^{\infty} \delta(t) dt = 1 \]
|
||
|
||
Бесконечная спектральная функция ведёт к бесконечной энергии, физически невозможно.
|
||
|
||
перемножение во временной это свёртка в частотной и наоброт.
|
||
|
||
(5)
|
||
|
||
дискретный сигнал в частотной области -- бесконечное число повторяющихся копий дискретного представления сигнала. в ЦВУ мы всегда работаем с дискретным сигналом. Важно на каком расстоянии стоят частоты дискретного сигнала (виртуальные образы цифрового сигнана). чтобы они не накладывались друг на друга нужна предварительная фильтрация (ФПО).
|
||
|
||
|
||
\end{document}
|