Дискретные сообщения

В первых микроминиатюрных конструкциях аналоговой аппаратуры, выполнявшейся с использованием ИМС, на печатной плате размещались корпусные микросхемы и отдельные дискретные компоненты в обычном конструктивном исполнении, которые монтировались независимо.

Гибридные интегральные микросхемы по сравнению с полупроводниковыми имеют ряд преимуществ, с точки зрения разработчика МЭА: обеспечивают широкий диапазон номиналов, меньшие пределы допусков и лучшие электрические характеристики пассивных элементов (более высокая добротность, температурная и временная стабильность, меньшее число и менее заметное влияние паразитных элементов); позволяют использовать любые дискретные компоненты, в том числе полупроводниковые БИС и СБИС. В качестве навесных компонентов в ГИС применяют миниатюрные дискретные резисторы, конденсаторы, индуктивные катушки, дроссели, трансформаторы. При мелкосерийном производстве ГИС дешевле полупроводниковых (примерно одной и той же функциональной сложности) ИМС. Подготовка персонала для производства ГИС сравнительно проста.

Рассмотрим конструкции некоторых переносных Пожалуй, самым распространенным носимым РЭС являются электронные часы, которые обладают такими преимуществами, как точность хода, отсутствие подзавода, возможность выполнения других функций—микрокалькулятора, программного сигнализатора, календаря, секундомера. В конструкции наручных часов «Электроника-5» (рис, 8.65) использована несколько измененная конструкция корпуса обычных наручных механических часов. Электронный блок представляет слоистую конструкцию цилиндрической формы. Основой является печатная плата из стеклотекстолита дисковой формы, на которой установлены дискретные компоненты (кварцевый резонатор, ИС пересчетного устройства, ИС преобразователя напряжения, лампочка подсветки индикатора и т. д.). Над платой располагается жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), соединенный с платой с помощью эластомерных

Для защиты от влаги платы и места паек покрываются лаком, дискретные компоненты имеют корпусированную защиту или обволакиваются компаундами. Охлаждение осуществляется за счет естественной конвекции или принудительно с применением встроенных вентиляторов. Естественная конвекция усиливается при использовании радиаторов.

В случае если пассивные компоненты с требуемыми характеристиками (например, конденсаторы большой емкости) нельзя получить методами тонкопленочной технологии, в гибридной микросхеме можно установить малогабаритные дискретные компоненты.

Электрической цепью называют совокупность устройств, предназначенных для прохождения тока и описываемых с помощью понятий тока и напряжения. Электрическая цепь состоит из источников (генераторов) и приемников электрической энергии. Источником называют устройство, создающее (генерирующее) токи и напряжения. В качестве источников могут выступать как первичные устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую (аккумуляторы, электромашинные генераторы, термоэлементы, пьезодатчики и т. д.), так и устройства, преобразующие электрическую энергии) первичных источников в энергию электрических колебаний требуемой формы. Приемником называют устройство, потребляющее (запасающее) или преобразующее электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, механическую, световую и т. д.). Физическими элементами реальной электрической цепи являются резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, трансформаторы, транзисторы, электронные лампы и другие компоненты электроники. При этом электрическая цепь может конструктивно выполняться либо из указанных выше дискретных компонентов, лкбо изготовляться в едином технологическом цикле (интегральные схемы). Электрические цепи, содержащие как интегральные, так и дискретные компоненты, получили наименование гибридных.

Схемы формирования и преобразования сигналов: генераторы, детекторы, смесители, фазовращатели, дискриминаторы, инверторы и т. д. Так как число таких схем велико, а стандартизация затруднена, то для их построения часто используют базовые микросхемы (видео-и дифференциальные усилители) с дополнительными цепями, содержащими дискретные компоненты.

(дискретные) компоненты электронных схем уже не могут в полной мере удовлетворить требования резкого уменьшения габаритных размеров и повышения надежности электронных устройств. Все более широкое развитие получает микроэлектроника — отрасль электроники, занимающаяся микроминиатюризацией электронной аппаратуры с целью уменьшения ее объема, массы, стоимости, повышения надежности и экономичности на основе комплекса конструктивных, технологических и схемных методов. При этом необходимо подчеркнуть, что именно успехи в создании и практическом использовании обычных полупроводниковых приборов, совершенствовании технологии их изготовления решающим образом способствуют микроминиатюризации электронной аппаратуры на основе широкого применения пленочных и особенвю полупроводниковых интегральных схем. Таким образом, в развитии технической электроники можно выделить три основных этапа: 1) ламповой электроники; 2) полупроводниковой электроники; 3) микроэлектроники.

Быстрое развитие интегральной электроники в значительной степени объясняется успехами полупроводниковой и пленочной технологии, достигнутыми в конце пятидесятых и в начале шестидесятых годов. На смену меза-транзистору (сплавному) пришел кремниевый планарный транзистор, а обычные дискретные компоненты были заменены диффузионными или тонкопленочнымк элементами, которые одновременно (групповой метод) изготовляются на одной монолитной кремниевой пластине. Последнее не только оказало огромное влияние на промышленное производство радиодеталей и электронных компонентов, но и обусловило появление новых методов в схемотехнике. Обычные проводниковые соединения между различными компонентами схемы были заменены системой межсоединений, которая путем напыления наносится непосредственно на подложку. При изготовлении интегральных микросхем используются материалы, процессы и технологические приемы, хорошо изученные и применяемые в электронной и других отраслях промышленности.

В электронной части устройства используются интегральные схемы и дискретные компоненты.

Используя полупроводниковые дискретные компоненты, в первую очередь, стремились улучшить массогабаритные показатели и повысить надежность.

Итак, было рассмотрено, как передаются непрерывные сообщения (функции). Дискретные сообщения (целые числа х\, хч,...,хм) передают путем сопоставления каждого элемента Xi с отдельным сигналом s (t, Xi). Это могут быть, например, «отрезки» гармонического колебания различной частоты. На 1.20, а показаны два таких дискретных сигнала, соответствующие двум элементам х\ и Xi. Так как на практике подобные сигналы часто получают за счет смены частоты одного генератора гармонических колебаний, то последовательность таких сигналов можно рассматривать как результат частотной модуляции несущего колебания. Однако чтобы подчеркнуть дискретный характер смены частоты, говорят не о модуляции, а о манипуляции частоты ( 1.20, б).

Дискретная (цифровая) обработка сигналов. В течение длительного периода развития радиотехники инженеры рассматривали непрерывные и дискретные сообщения (например, речевые и буквенные), как принципиально различные. Для них строились разные устройства отправления, приема и последующей обработки. Сигналы же, несущие те или иные сообщения, считались непрерывными функциями времени, они генерировались, усиливались или детектировались с помощью устройств непрерывного действия — ламповых или полупроводниковых устройств.

Кодирующим узлом называется преобразователь дискретных сообщений или сигналов (например, импульсов) в кодовые комбинации заданного кода, а декодирующим — обратный преобразователь кодовых комбинаций заданного кода в дискретные сообщения или сигналы, выдаваемые на индивидуальные выходы. Таким образом, кодирующие и декодирующие узлы выполняют функции кодового разделения сигналов в передающем и приемном устройствах соответственно.

Дискретные сообщения обычно представляют собой последовательности импульсов. При передаче таких последовательностей через инерционные цепи форма импульсов претерпевает изменения, которые приводят к частичной или полной потере передаваемой информации. В связи с этим одной из наиболее типичных задач, с которыми сталкивается радиоинженер и исследователь в своей практической деятельности, является анализ искажения формы импульсов.

Дискретные сообщения обычно представляют собой последовательности импульсов. При передаче таких последовательностей через инерционные цепи форма импульсов претерпевает изменения, которые приводят к частичной или полной потере передаваемой информации. В связи с этим одной из наиболее типичных задач,

мени, даже если отображаемое им сообщение таковым не является (например, текст телеграммы, неподвижное изображение). Если сигнал представляет собой функцию u(t), принимающую для любого фиксированного t только определенные, наперед заданные значения Uk, то такой сигнал и соответственно отображаемое им сообщение называются дискретными. Если же сигнал (сообщение) может принимать любое значение в некотором интервале, то он называется непрерывным или аналоговым. В дан-ной книге рассматриваются только дискретные сообщения (ДС).

Дискретные сообщения характеризуются счетным множеством своих символов. Другими словами, дискретные сообщения можно пронумеровать, перейдя таким образом от передачи символов алфавита к передаче чисел1. Операция преобразования дискретных

Методы коммутации на ТгС. Дискретные сообщения на ТгС проходят через ряд промежуточных коммутационных станций. На современных ТгС применяются методы КК, КС или комбинированные методы коммутации, в определенной степени сочетающие методы КК и КС. Обычно используются две разновидности комбинированного метода: параллельный и последовательный.

Канал связи — совокупность технических средств, обеспечивающих независимую передачу сообщений по линии связи. В настоящее время понятие канала связи расширилось и в него часто включают характеристики передаваемых сообщений. Применяются такие термины, как телеграфный, телефонный или телемеханический канал. Каждый такой канал характеризуется определенной полосой частот, необходимой для неискаженной передачи данного типа сообщений. Если передаются непрерывные сообщения, то канал связи называется непрерывным, если дискретные сообщения — дискретным.

Код — совокупность условных сигналов, обозначающих дискретные сообщения (ГОСТ 26.014—81). Кодовая последовательность (комбинация) — представление дискретного сигнала [34].

Трансформация сигналов. Трансформация телемеханического сообщения — необнаруженное изменение телемеханического сообщения, возникшее в процессе передачи под воздействием помех и приводящее к приему ложного сигнала (ГОСТ 26.005—82). Элементарный сигнал может передавать дискретные сообщения типа крманд. Во многих промышленных устройствах ТУ — ТС передача одного видео--или радиоимпульса означает передачу одной команды или одного сигнала телесигнализации. Если команда, соответствующая сигналу 1, подавлена помехой, то это-означает, что сигнал 1 трансформировался (перешел) в сигнал 0, Вероятность подавления команды или сигнала телесигнализации обозначают Рп или Рю (вероятность трансформации 1 в 0). Вероятность ложной команды или ложного сигнала телесигнализации возможна, если помеха возникает при отсутствии сигнала, т. е. когда посланный сигнал 0 трансформируется в сигнал 1 (Poi)-

Телемеханические сообщения, представляющие собой в подавляющем большинстве дискретные сообщения, передаются в форме видео- и радиоимпульсов по обычным физическим цепям лишь на небольшие расстояния. Как правило, телемеханическая информация передается на частоте несущей, поэ-