CC BY
61Усилители постоянного тока с преобразованием сигнала
Мичурина А. А.
Мичурина Анастасия Андреевна /Michurina Anastasia Andreevna - студент, кафедра систем автоматического управления и контроля, факультет интеллектуальных технических систем, Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники, г. Зеленоград
Аннотация: в статье рассматриваются усилители постоянного тока, объясняется причина дрейфа сигнала в таких усилителях, и описывается принцип работы усилителей постоянного тока с преобразованием сигнала. Также в статье анализируется схема комбинированного усилителя постоянного тока и определяются положительные стороны использования такого усилителя. Ключевые слова: усилители постоянного тока, дрейф сигнала, дифференциальный усилитель.
Усилители постоянного тока (УПТ) - это устройства, используемые для усиления низкочастотных сигналов или для усиления сигналов постоянного тока. Усилитель постоянного тока также используется для устранения индуктивных потерь в цепях связи.
Усилители постоянного тока применяются в компьютерах, в промышленной аппаратуре для управления производственными процессами и измерительном и тестирующем оборудовании - электронных вольтметрах, высокочувствительных гальванометрах, осциллографах, в схемах различных стабилизаторов.
Одной из самых важных проблем, которые необходимо решать при разработке УПТ, является проблема уменьшения дрейфа (нестабильности) выходного уровня напряжения или тока.
Дрейфом нуля (нулевого уровня) называется самопроизвольное отклонение напряжения или тока на выходе усилителя от начального значения. Этот эффект наблюдается и при отсутствии сигнала на входе. Поскольку дрейф нуля проявляется таким образом, как будто он вызван входным сигналом УПТ, то его невозможно отличить от истинного сигнала [1].
Во многих усилителях постоянного тока практически невозможно добиться отсутствия дрейфа. Поэтому для усиления малых сигналов постоянного тока применяют усилители постоянного тока, постоянный входной сигнал которых преобразуется в пропорциональный ему переменный, который усиливается с помощью усилителя переменного тока, а затем снова преобразуется в сигнал постоянного тока. При этом дрейф будет меньше, чем в усилителях с непосредственной связью, так как в данном случае дрейф не передается от каскада к каскаду. Структурная схема с преобразованием представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема усилителя постоянного тока с преобразованием
Преобразование постоянного сигнала в переменный осуществляется с помощью модулятора М. Простейший модулятор представляет собой трансформатор, концы
входной обмотки которого попеременно подключаются к источнику входного сигнала с помощью ключевых элементов К1 и К2.
Ключи управляются сигналом имод от генератора моделирующего напряжения ГМН и могут быть механическими, транзисторными и диодными. Частота колебаний моделирующего источника должна быть в 10-20 раз больше, чем верхняя частота спектра преобразуемого сигнала, иначе на выходе усилителя форма сигнала окажется искаженной. В результате на выходной обмотке трансформатора будем иметь переменный сигнал, с периодически изменяющейся полярностью и огибающей, соответствующей закону изменения входного напряжения. При изменении знака входного напряжения ивх фаза переменного напряжения на выходе модулятора иМ изменяется на противоположную. Постоянная составляющая выходного напряжения модулятора отсутствует благодаря наличию трансформаторной связи.
С развитием микроэлектроники большое распространение получили интегральные усилители МДМ, выполненные на одном кристалле. Общим недостатком таких усилителей является узкая полоса пропускания, так как модулирующая частота имод должна быть в десять раз выше наибольшей частоты усиливаемого входного сигнала.
При проектировании УПТ с минимальным уровнем дрейфа и широкой полосой пропускания используют комбинированные схемы, которые состоят из дифференциального усилителя (ДУ) с широкой полосой пропускания и усилителя типа МДМ.
В схеме, изображенной на рис. 2, медленно изменяющийся входной сигнал ивх усиливается дифференциальным усилителем как по инвертирующему, так и по неинвертирующему входу [2].
Рис. 2. Комбинированная схема
Считая, что усилитель МДМ изменяет фазу входного сигнала на противоположную, тогда напряжение на выходе ДУ можно определить по формуле
ивых = ~[Кидивх + Кид(Кмдм^вх ± АЕдр(1)
где Кмдм - коэффициент усиления типа МДМ, Кид - коэффициент усиления ДУ, ДЕдр - напряжение дрейфа, приведенное к одному из входов ДУ.
Преобразуем формулу, получим
ивых = _[Кид(1 + Кмдм)ивх ± Кид(2)
Из формулы (2) следует, что дрейф в комбинированном усилителе по сравнению с обычным дифференциальным усилителем уменьшается в (1+Кмдм) раз. Действительно, дрейф и полезный сигнал усиливаются дифференциальным усилителем в одинаковое
число раз, а исходя из формулы (2), в комбинированном усилителе усиление полезного сигнала в (1+ Кмдм) раз больше, чем усиление сигнала дрейфа.
Литература
1. Титце У., ШенкК. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1983. 828 с.
2. Гальперин М. В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. М.: Энергоатомиздат, 1987. 320 с.
Угрозы информационной безопасности в системах поддержки
принятия решений Николаенко В. Г.
Николаенко Виктория Григорьевна / Nikolaenko Viktoriya Grigor'evna - студент, кафедра организации и технологии защиты информации, Институт информационных технологий и телекоммуникаций Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
Аннотация: на данный момент всё чаще растет необходимость использования систем поддержки принятия решений (СППР). Как правило, в таких системах обрабатываются очень большие объемы данных и поэтому возникает ряд проблем, связанных с защитой этих данных. Для того чтобы обеспечить защиту данных, необходимо рассмотреть и проанализировать структурные компоненты СППР и их недостатки. А на основании недостатков определить угрозы, связанные с нарушением защиты информации, и определить меры по защите от таких угроз. Ключевые слова: системы поддержки принятия решений, ROLAP система, ET -процессы, Data Warehouses, средства Data Mining.
В последнее время всё чаще возникает необходимость на основе определенного набора собранных данных найти самый оптимальный вариант для решения поставленных задач. В ситуации, когда слишком много исходной информации и/или задача слишком сложна, когнитивные способности человека могут привести к неоптимальному решению.
Существует множество алгоритмов для автоматизации действий при решении такого рода задач. Одним из эффективных средств на сегодняшний день являются системы поддержки принятия решений (СППР), сочетающие в себе логику данных и принятие решения в качестве инструмента для оказания помощи человеку, принимающему решение [2].
Система поддержки принятия решений (СППР) представляет собой совокупность взаимосвязанных по целям, параметрам и условиям задач, методов (методик), программных средств и технических систем, позволяющих формировать в автоматизированном режиме единственно верное управленческое решение или варианты таких решений [1].
Система поддержки принятия решений позволяет осуществлять сбор необходимых данных из различных источников и преобразовывать их в единый формат. Решение системы, как правило, это сочетание наборов правил, которые работают на конкретных данных, содержащихся в БД.
Для стабильной работы системы и для выявления угроз ИБ необходимо рассмотреть и проанализировать составляющие её компоненты.
Чаще всего в СППР выделяют четыре основных компонента:
1) информационные хранилища данных - Data Warehouses;
2) средства и методы извлечения, обработки и загрузки данных (ETL - процессы);
23
