Научная статья на тему 'Использование управляемых элементов в генераторах квадратурных гармонических колебаний'

Использование управляемых элементов в генераторах квадратурных гармонических колебаний Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
180
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР / АТТЕНЮАТОР / АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ СИГНАЛОВ / УПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ / ЦИФРОВОЙ ПОТЕНЦИОМЕТР

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Кемайкин Дмитрий Михайлови, Володин Сергей Сергеевич

Сформулированы основные требования, предъявляемые к элементам для управления частоты. Рассмотрены возможные схемотехнические решения по применению управляемых элементов для изменения частоты формируемых сигналов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Кемайкин Дмитрий Михайлови, Володин Сергей Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Использование управляемых элементов в генераторах квадратурных гармонических колебаний»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №7/2016 ISSN 2410-700X

использование песочниц это важные задачи прежде всего для разработчиков антивирусов. Однако, не стоит забывать про простых пользователей, которые гораздо меньше понимают в области компьютерных вирусов, и, разумеется, если их обучить пользоваться песочницей, то пользователи обезопасят свой компьютер почти на 100% от зловредов. Они смогут открыть любой файл, любую программу, но при этом не нанести вреда операционной системе.

Подводя итог, песочница - одно из необходимых составляющих звеньев обеспечения безопасности для всех пользователей. Эффективность применения метода изучения зловреда с помощью песочницы сложно не оценить. Именно данный метод может безопасно помочь изучить вирус, иными словами этот метод является самым эффективным. Сама по себе виртуальная среда должна получить развитие и предоставить человеку ещё больше возможностей, ещё больше обезопасить его времяпрепровождение на просторах интернета. Одной из возможных задач в ближайшем будущем будет создание песочницы с искусственным интеллектом, для более глубоких работ с зловредами. Список использованной литературы:

1. ХАКЕР РУ [Электронный ресурс]/ Режим доступа - https://xakep.ru/2012/11/03/sandboxie/

2. КОМСС [Электронный ресурс]/ Режим доступа - http://www.comss.ru/page.php?id=2055

3. Хабрахабр [Электронный ресурс]/ Режим доступа - https://habrahabr.ru/post/105581/

4. Казыханов А.А., Попов К.Г. "Внутренняя организация обеспечение информационной безопасности на примере онлайн проекта"//Символ науки. 2016. № 5-2 (17). С. 44-46.

©Казыханов А.А., Попов К.Г., 2016

УДК 621.373.121

Кемайкин Дмитрий Михайлович,

магистрант кафедры ИКТСС Володин Сергей Сергеевич,

магистрант кафедры ИКТСС ФГБОУ ВПО «Мордовский национальный исследовательский

университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск E-mail: [email protected]

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ГЕНЕРАТОРАХ КВАДРАТУРНЫХ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Аннотация

Сформулированы основные требования, предъявляемые к элементам для управления частоты. Рассмотрены возможные схемотехнические решения по применению управляемых элементов для изменения частоты формируемых сигналов.

Ключевые слова

Управляемый генератор, аттенюатор, аналоговый перемножитель сигналов, управляемый элемент, цифровой потенциометр.

При проектировании современных высококачественных систем в радиоэлектронике, системах связи, измерительной технике нашли широкое применение управляемые генераторы квадратурных гармонических колебаний [1-3], которые можно использовать в качестве прецизионных измерительных устройств [4-6].

Устройства управления частотой формируемых сигналов, входящие в состав генераторов квадратурных гармонических колебаний, в значительной степени обеспечивают устойчивую работу в

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №7/2016 ISSN 2410-700X_

меняющихся условиях эксплуатации и дают возможность существенного улучшения показателей качества аппаратуры [7-10].

В качестве управляемых элементов могут использоваться сдвоенные прецизионные механические потенциометры [11], цифровые потенциометры [12-15], управляемые аттенюаторы [16], перестраиваемые интеграторы [3, 17, 18], аналоговые перемножители [19, 20] и делители сигналов [21].

Для эффективной работы управляемого генератора необходимо рассмотреть основные требования, предъявляемые к регулирующим радиоэлементам.

Анализ схемотехнических решений управляемых генераторов квадратурных гармонических сигналов [1-5, 7] и устройств, выполненных на их основе [22-25], позволил сформулировать основные требования к управляемым элементам:

• диапазон электронной перестройки частоты формируемых сигналов - не менее одной декады;

• линейная зависимость между управляющим напряжением и частотой выходных сигналов;

• равенство амплитудных значений квадратурных гармонических сигналов во всем диапазоне изменения частоты;

• минимальное влияние на нелинейные искажения выходных формируемых сигналов;

• линейность и согласованность регулировочных характеристик управляющих элементов;

• возможность работы со знакопеременными сигналами;

• минимальные массогабаритные показатели, надежность и стоимость.

Задача заключается в изучении возможности применения управляемых элементов для управления частотой генератора квадратурных гармонических колебаний.

Управляемый аттенюатор

Аттенюатор дает возможность обеспечить требуемый характер управления коэффициентом усиления и уровнем выходного сигнала [16].

Различия аттенюаторов связаны с их техническими характеристиками, которые определяются: числом звеньев; структурой отдельных звеньев, то есть их общей конфигурацией, расположением линейных резисторов и нелинейных управляемых элементов, а так же их числом; типом примененного управляемого нелинейного элемента; способом подведения управляющего электрического воздействия.

Одним из эффективных средств увеличение диапазона регулирования коэффициента передачи аттенюатора является увеличение числа входящих в его состав управляемых звеньев. В диапазоне температур эффективность управления параметрами снижается, что обусловлено в основном нестабильностью коэффициента передачи, и приводит к изменению диапазона регулирования и росту нелинейных искажений.

Аналоговые перемножители сигналов

Электронный аналоговый умножитель представляет собой универсальное устройство, с помощью которого можно осуществить выполнение таких математических операций, как: умножение и возведение в квадрат, а совместно с ОУ - для операций деления, извлечения квадратного корня и определения среднеквадратического значения.

Данный тип перемножителей - делителей целесообразно использовать в тех случаях, когда для двух квадрантов необходимо получить максимальное быстродействие и не требуется высокая точность вычисления.

Механический потенциометр

Механический потенциометр - регулируемый вручную переменный резистор с 3 выводами. Два его вывода подключены к обоим концам резистивного элемента, а третий вывод подключен к скользящему контакту, который перемещается по резистивному элементу. Положение движка определяет выходное напряжение потенциометра.

Сдвоенный потенциометр сочетает в себе два отдельных резистора на одном валу, что позволяет осуществлять параллельную регулировку двух каналов. Механические потенциометры бывают с одним механическим оборотом (угол поворота около 360°) и многооборотные.

Зависимость "угол - напряжение" в прецизионных потенциометрах выдерживаются с высокой

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №7/2016 ISSN 2410-700X_

точностью, например, для линейной характеристики отклонение выходного напряжения от расчетного составляет не более ±0,05% в любой точке.

Важным параметром является разрешающая способность, которая показывает, какое наименьшее изменение угла поворота подвижной системы резистора может быть различимо. Ее характеризуют минимально допустимым изменением сопротивления при малом перемещении подвижного контакта. При вращении подвижной системы резистора на резистор оказывает влияние напряжение шумов вращения. Их уровень значительно превышает тепловые и токовые шумы в резисторе и достигает 30 - 40 дБ. Цифровой потенциометр

Цифровой потенциометр (ЦП) представляет собой аналого-цифровые устройство с цифровым управлением. ЦП имеет три вывода переменного резистора, которые можно подключать к любым потенциалам, постоянным или переменным, лишь бы они не выходили за пределы напряжения питания. Наиболее доступными устройствами являются линейные потенциометры, перемещение движка которых приводит к равным изменениям величины сопротивления.

Типовая относительная погрешность «сквозного» сопротивления цифровых потенциометров составляет ±20% и является критичным параметром при согласовании цифрового потенциометра с внешними резисторами и сенсорами в разомкнутых цепях измерительных каналов [14, 15].

При выключении питания, цифровые потенциометры «теряют» свое положение. При следующем включении питания ЦП устанавливается в определенное начальное положение, зависящее от типа встроенной в потенциометр памяти. При наличии в системе микропроцессора ЦП сразу же восстанавливает положение при включения питания. Если изделии не имеет микропроцессора, в этом случае выпускаются ЦП со встроенной энергонезависимой памятью. Необходимо один раз настроить ЦП, как он запоминает положение и восстанавливает его при включении питания.

ЦП нельзя включать в цепь, потенциал которой выходит за пределы допустимого напряжения на выводах переменного резистора. Для многих ЦП допустимый диапазон питания 0.. .5 В. Некоторые ЦП могут иметь двухполярное питание ±5 В, что расширяет сферу их применения. В измерительной аппаратуре часто используется напряжение питания ±15 В. Выводы:

1. Сформулированы основные требования, предъявляемые к управляющим элементам генераторов.

2. Рассмотрены возможные схемотехнические решения по применению управляемых элементов для изменения частоты формируемых сигналов в генераторах квадратурных гармонических колебаний.

Список использованной литературы:

1. Дубровин В. С. Генератор ортогональных сигналов / В. С. Дубровин. - В сборнике: Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов V Всероссийская научно-техническая конференция, 29-30 мая 2007 г.: сборник статей. под ред. И. И. Сальникова. Пенза, 2007. С. 154-156.

2. Дубровин В. С. Система стабилизации управляемого генератора на базе квазиконсервативного звена / В. С. Дубровин // Южно-сибирский научный вестник. - Бийск, 2012. - Вып. 2 (2). - С. 30-34.

3. Пат. 2506692 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Управляемый генератор / Дубровин В. С.; заявитель и патентообладатель Дубровин Виктор Степанович. - № 2012137334/08; заявл. 31.08.12; опубл. 10.02.14, Бюл. № 4. - 15 с.: 11 ил.

4. Вавилов А. А. Низкочастотные измерительные генераторы / А. А. Вавилов, А. И. Солодовников, В. В. Шнайдер. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1985. - 104 с.

5. Дубровин В.С., Кемайкин Д.М., Володин С.С. Исследование управляемого генератора квадратурных гармонических колебаний. // Символ науки. - 2016. -№ 1-2 (13). - С. 44-48.

6. Тюлевин С. В. Устройство для снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик усилителей / С. В. Тюлевин, М. Н. Пиганов, Г. П. Шопин, С. В. Елизаров // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2014. - № 2 (44). - С. 41-46.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №7/2016 ISSN 2410-700X_

7. Дубровин В.С., Кемайкин Д.М., Володин С.С. Виртуальная лабораторная работа «Двухканальный формирователь частотно-манипулированных сигналов». // В сборнике: Тенденции и перспективы развития науки XXI века. Сборник статей Международной научно-практической конференции. 2016. С. 188-195.

8. Пат. 81859 Российская Федерация, МПК H 03 K 4/06. Аналого-цифровой аддитивный формирователь сигнала треугольной формы / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2008146321/22; заявл. 24.11.08; опубл. 27.03.09, Бюл. № 9. - 2 с.: 1 ил.

9. Дубровин В. С. Определение погрешности линеаризации синтезированного линейно-изменяющегося сигнала в среде LabView / В. С. Дубровин, М. В. Ильин // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments : сб. тр. восьмой Междунар. науч.-практ. конф., Москва, 20-21 нояб. 2009 г. - М., 2009. - С. 226-228.

10. Дубровин В. С. Модель для оптимизации параметров синтезированного сигнала / В. С. Дубровин, Е. А. Сайгина // Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики. - Ростов н/Д, 2011. №1 - С. 115-118.

11. Вавилов А. А. Экспериментальное определение частотных характеристик автоматических систем / А. А. Вавилов, А. И. Солодовников. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 252 с.

12. Власенко А. Применение цифровых потенциометров фирмы Analog Devices / А. Власенко // Мир электронных компонентов. - 2006. - Вып. 1. - С. 39-42.

13. Деревягин А. Российская микросхема двухканального цифрового потенциометра на 256 положений с трехпроводным последовательным интерфейсом / А. Деревягин, В. Бодров // Компоненты и технологии. -2006. № 11. - С. 52-56.

14. Пушкарёв М. Цифровые потенциометры / М. Пушкарёв // Компоненты и технологии. - 2006. № 5. - С. 74-81.

15. Кемайкин Д.М. Особенности применения цифровых потенциометров в управляемых генераторах квадратурных гармонических сигналов / Д.М. Кемайкин, С.С. Володин // Журнал научных и прикладных исследований. -2016, № 4. - С. 167-170.

16. Анисимов С. Л. Разработка управляемого аттенюатора частотно-модулированного цифрового синтезатора частот / С. Л. Анисимов, С. С. Никулин // Вестник Воронежского института ФСИН России. -2014. - № 4. - С. 9-12.

17. Денисенко Д. Ю. Аналоговые и дискретно-аналоговые перестраиваемые интеграторы / Д. Ю. Денисенко, М. Е. Денисенко, Ю. И. Иванов, В. И. Финаев // Электронный научный журнал «Инженерный Вестник Дона». - 2015. - № 4.

18. Дубровин В. С. Способы построения управляемых функциональных генераторов / В. С. Дубровин, А. М. Зюзин // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2014. - № 7-8. - С. 131-137.

19. Тимонтеев В. Н. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре / В. Н. Тимонтеев, Л. М. Величко, В. А. Ткаченко. - М.: Радио и связь, 1982. - 112 с.

20. Дубровин В. С. Способ построения управляемых функциональных генераторов / В. С. Дубровин, В. В. Никулин // T-comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2013. - Т. 7, № 6. - С. 22-27.

21. Дубровин В. С. Фазовращатель гармонического сигнала / В. С. Дубровин // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2014, № 9-10. - С. 192-195.

22. Пат. 81860 Российская Федерация, МПК H 03 K 4/06. Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2008146300/22; заявл. 24.11.08; опубл. 27.03.09, Бюл. № 9. - 1 с.: 1 ил.

23. Пат. 103993 Российская Федерация, МПК H 03 B 19/00. Умножитель частоты квадратурных сигналов / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2010148151/09; заявл. 25.11.10; опубл. 27.04.11, Бюл. № 12. - 2 с.: 1 ил.

24. Пат. 101291 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Функциональный генератор / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2010137125/09; заявл. 06.09.10; опубл. 10.01.11, Бюл. № 1. - 2 с.: 1 ил.

25. Пат. 104402 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Функциональный генератор / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2011100735/09; заявл. 12.01.11; опубл. 10.05.11, Бюл. № 13. - 2 с.: 1 ил.

© Кемайкин Д.М., Володин С.С., 2016

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.