Предыдущие устройства аналоговой обработки сигналов имели цепи частотно-независимой ООС, т.е. b=const и не зависит от частоты. Интегрирующий и дифференцирующий усилители, в отличие от предыдущих устройств, имеют частотно-зависимые цепи ООС. Для этого в цепи ОС включает емкость, сопротивление которой зависит от частоты.
Интегрирующий усилитель строится на основе инвертирующего усилителя, заменив в цепи обратной связи R2 на С , рис. 20.7.
Рис. 20.7. Функциональная схема интегрирующего устройства
Вследствие второго допущения имеем
I вх +i c =0
, 
Левый вывод заземлен, поэтому выходное напряжение равно напряжению на конденсаторе.
(20.5)
Если на вход подается постоянный скачок напряжения, то
, выходное напряжение линейно возрастает со временем. Знак “-“ говорит о том, что наклон отрицательный.
При подаче на вход прямоугольных импульсов можн࠾ получить пил࠾࠾бразное напряжение. Если входной сигнал представляет собой переменное напряжение по косинусоидальному закону, т.е. U вх =U вх cosωt
, то 
.
Амплитудно-частотная характеристика интегрирующего устройства в двойном логарифмическом масштабе строго должна соответствовать ФНЧ 1-го порядка со спадом, равным 6 дБ на октаву или 20 дБ на декаду.
Коэффициент усиления интегрирующего усилителя легко получить из коэффициента усиления инвертирующего усилителя, заменив R2 на Х с ,
. (20.6)
Из выражения (20.6) видно, что с увеличением частоты уменьшается К(ω) . Как уже было отмечено, в отличие от предыдущих устройств, b зависит от частоты и является комплексным. На высоких частотах b=1 и фазовый сдвиг цепи ОС равен нулю, как при частотно-независимом. Точность интегрирования зависит от выбора постоянной интегрирования t=RC и от параметров ОУ. Для повышения точности желательно использовать скорректированные ОУ с малым I вх .
Интегрирующее устройство, интегратор, вычислительное устройство для определения интеграла , например вида где х и у - входные переменные. Входными переменными величинами могут быть механическое перемещение, давление, электрический ток (напряжение), число импульсов, температура и т. п. И. у. используется как самостоятельное вычислительное устройство при решении математических задач методами интегрирования; может служить элементом системы автоматического регулирования (интегрирующее звено); входить в состав вычислительной машины; использоваться для моделирования физического процесса и т. д. Так, например, гидравлическое И. у. применяют для изучения неустановившихся процессов теплопередачи, фильтрации, диффузии. Исследуемые переменные отображаются уровнями жидкости в сосудах, сообщающихся через так называемые трубки сопротивлений. Если в трубках открыть краны, то начальные уровни жидкости перераспределятся в соответствии с заданными условиями. Отыскание значений выходной величины сводится в этом случае к измерению уровней жидкости в сосудах. Основным элементом электронных И. у. непрерывного действия (аналоговых) является электрический конденсатор, напряжение на котором пропорционально интегралу от силы тока, протекающего через конденсатор в цепи обратной связи операционного усилителя . Такие И. у. обычно входят в состав аналоговых вычислительных машин.
Цифровые И. у. входят в состав цифровых дифференциальных анализаторов, а также некоторых специализированных вычислительных устройств, например интерполяторов . Интегрирование функции в цифровых И. у. заменяется операцией суммирования конечного числа последовательных значений этой функции (её приращений), заданных в дискретных точках. При этом входная и выходная числовая информация представляется в виде электрических импульсов, а интегрирование осуществляется суммированием этих импульсов. Выбирая цену импульсов достаточно малой, можно обеспечить практически необходимую точность при замене интеграла суммой; точность аналогового И. у. ограничена.
Лит.: Фельдбаум А. А., Вычислительные устройства в автоматических системах, М., 1959; Цифровые аналоги для систем автоматического управления, М.-Л., 1960; Реймон Ф. А., Автоматика переработки информации, пер. с франц., М., 1961
М. М. Гельман.
Большая Советская Энциклопедия М.: "Советская энциклопедия", 1969-1978
■ Видеокарты.
■ Звуковые карты.
■ Сетевые карты.
■ Контроллеры SCSI.
7. Что такое процессор, шина, тактовая частота?
Процессор - электронный блок либо интегральная схема, исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.
Шина - в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор соединений для физического подключения устройств, карт и кабелей.
Тактовая чистота - частота синхронизирующих импульсов синхронной электронной схемы, то есть количество синхронизирующих тактов, поступающих извне на вход схемы за одну секунду. В самом первом приближении тактовая частота характеризует производительность подсистемы (процессора, памяти и пр.), то есть количество выполняемых операций в секунду. Однако системы с одной и той же тактовой частотой могут иметь различную производительность, так как на выполнение одной операции разным системам может требоваться различное количество тактов (обычно от долей такта до десятков тактов), а кроме того, системы, использующие конвейерную и параллельную обработку, могут на одних и тех же тактах выполнять одновременно несколько операций.
8 .Что такое ОЗУ? Назвать существующие типы ОЗУ.
ОЗУ - техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию, например однокристальной ЭВМ или микроконтроллера .
ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим массовую оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кеш-памяти внутри микропроцессора.
9. Звуковая и видео карты.
Звуковая карта - дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и/или записывать). На момент появления звуковые платы представляли собой отдельные карты расширения, устанавливаемые в соответствующий слот.
Видеокарта - электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.
10. Устройства ввода-вывода информации.
Устройство ввода-вы́вода - компонент типовой архитектуры ЭВМ, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с внешним миром и, в частности, с пользователями и другими компьютерами.
Подразделяются на:
Устройство ввода
Устройство вывода
Устройства ввода-вывода - компоненты ЭВМ с переносными носителями (дисководы), двунаправленные интерфейсы (различные порты компьютера, различные сетевые интерфейсы).
Устройства ввода/вывода: Стример, Дисковод, Планшет, Джойстик, Сканер, монитор, Принтер, Различные порты, Различные сетевые интерфейсы.
В соответствии с точным определением, в качестве «сердца» компьютера рассматривается центральный процессор и ОЗУ. Все операции, не являющиеся внутренними по отношению к этому комплексу, рассматриваются как операции ввода/вывода.
11. Порты размещенные на задней стенке корпуса современных ПК.
На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты:
Game - для игровых устройств (для подключения джойстика)
VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК
COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1-СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.
PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь
LPT - параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обычно подключаются принтеры
USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса)
IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и для создания локальных сетей.
iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Связь обеспечивается при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.
Bluetooth ("блутус")- высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру
Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход 
.
Вывод:
Системный блок компьютера вполне пригодный для различных программ, но слабоват для новых игр(не потянет). Видеокарту недавно модернизировали, все остальное устраивает. Единственное что б можно былоб увеличить память на жостком диске (210 Гб это мало, по сравнению с новыми компьютерами).
Интегрирующее устройство
интегратор, вычислительное устройство для определения Интеграл а, например вида х и у
- входные переменные. Входными переменными величинами могут быть механическое перемещение, давление, электрический ток (напряжение), число импульсов, температура и т. п. И. у. используется как самостоятельное вычислительное устройство при решении математических задач методами интегрирования; может служить элементом системы автоматического регулирования (интегрирующее звено); входить в состав вычислительной машины; использоваться для моделирования физического процесса и т. д. Так, например, гидравлическое И.
у. применяют для изучения неустановившихся процессов теплопередачи, фильтрации, диффузии. Исследуемые переменные отображаются уровнями жидкости в сосудах, сообщающихся через так называемые трубки сопротивлений. Если в трубках открыть краны, то начальные уровни жидкости перераспределятся в соответствии с заданными условиями. Отыскание значений выходной величины сводится в этом случае к измерению уровней жидкости в сосудах. Основным элементом электронных И. у. непрерывного действия (аналоговых) является электрический конденсатор, напряжение на котором пропорционально интегралу от силы тока, протекающего через конденсатор в цепи обратной связи операционного усилителя (См. Операционный усилитель). Такие И. у. обычно входят в состав аналоговых вычислительных машин. Цифровые И. у. входят в состав цифровых дифференциальных анализаторов, а также некоторых специализированных вычислительных устройств, например Интерполятор ов. Интегрирование функции в цифровых И. у. заменяется операцией суммирования конечного числа последовательных значений этой функции (её приращений), заданных в дискретных точках. При этом входная и выходная числовая информация представляется в виде электрических импульсов, а интегрирование осуществляется суммированием этих импульсов. Выбирая цену импульсов достаточно малой, можно обеспечить практически необходимую точность при замене интеграла суммой; точность аналогового И. у. ограничена. Лит.:
Фельдбаум А. А., Вычислительные устройства в автоматических системах, М., 1959; Цифровые аналоги для систем автоматического управления, М.-Л., 1960; Реймон Ф. А., Автоматика переработки информации, пер. с франц., М., 1961 М. М. Гельман.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО - интегратор, вычислит. устройство для определения интегралов нек рых видов. Используется как самостоят. устройство или в вычислит. машинах. По способу представления величин И. у. делят на аналоговые и цифровые. Наиболее широко применяются… …
Integrator - Интегрирующее устройство, интегратор … Краткий толковый словарь по полиграфии
Гармонический анализатор - вычислительное устройство для нахождения амплитуд гармоник сложных периодических функций (См. Периодическая функция). Применяются при динамических исследованиях кривошипно шатунных механизмов двигателей, для предварительной оценки влияния …
Фазосдвигающая цепь - электрическая цепь, на выходе которой фазы (См. Фаза колебаний) колебаний отдельных гармонических составляющих спектра распространяющегося по ней сигнала отличаются от фаз соответствующих составляющих на входе. В Ф. ц. с сосредоточенными… … Большая советская энциклопедия
Интегратор - то же, что Интегрирующее устройство … Большая советская энциклопедия
Цифровой дифференциальный анализатор - специализированная цифровая интегрирующая машина, основу которой составляют цифровые интегрирующие устройства (См. Интегрирующее устройство) (интеграторы), выполняющие интегрирование по независимой переменной, задаваемой в виде приращений … Большая советская энциклопедия
ГИДРОИНТЕГРАТОР - (от гидро... и лат. integro восполняю, восстанавливаю) интегрирующее устройство, в к ром операции интегрирования моделируются накоплением жидкости … Большой энциклопедический политехнический словарь
ИНТЕГРАТОР - (от лат. integro восполняю, восстанавливаю) 1)механич. прибор для определения интегралов нек рых видов (напр., для вычисления моментов инерции, площадей плоских фигур). См. также Планиметр. 2) То же, что интегрирующее устройство … Большой энциклопедический политехнический словарь
Расходомеры - Прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени, называется расходомером. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то… … Википедия
Расходомер - Расходомер прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его… … Википедия
Интегрирующие устройства , как и дифференцирующие устройства используют свойства конденсатора. Электрический ток, протекающий через конденсатор, пропорционален скорости изменения напряжения на нем:
.
Это описание процессов дифференцирования и интегрирования справедливо при идеальных условиях (внутреннее сопротивление источника напряжения стремится к нулю, источника тока стремится к бесконечности).
Однако, особенно в пассивных цепях, это не так. Рассмотрим пассивную интегрирующую RC -цепь (рис.2.7.1.).
 |
Рис. 2.7.1. Схема интегрирующей RC-цепи
Для такой цепи можно записать:
i 1 (t )=i 2 (t )+i 3 (t )
(2.23.)
после преобразования:
(2.24)
или иначе:
где u 0 (t ) – идеальное интегрирование, а второй член абсолютная ошибка интегрирования.
При u вх (t )=const =E , идеальное решение определяется выражением
.
Общее решение уравнения (2.23.) имеет вид:
.
Если = К у - коэффициент усиления схемы,
Т – постоянная времени цепи.
то можно записать:
U 0 (t) = К у
 U
U 0 =
U вх =
DU U вых (t)
t
|
Рис.2.7.2. Ошибка интегрирования
Пользуясь приведенной выше методикой легко определить время работы цепи, в пределах допустимой ошибки.
Недостатки интегрирующей RC – цепи прежде всего определяются:
1. Малым временем интегрирования.
2. Слишком малым выходным напряжением при заданной погрешности.
3. Цепь может работать только на высокоомную нагрузку.
Активное интегрирующее устройство
использует операционный усилитель, охваченный глубокой отрицательной обратной связью и выполняющий математические операции интегрирования. Активный интегратор широко используется в аналоговых вычислительных устройствах и информационно-измерительной технике, его схема имеет вид, приведенный на рис. 2.7.3:
Рис. 2.7.3. Активное интегрирующее устройство
На основании законов Кирхгофа можно записать:
.
Совместно решаем систему уравнений, исключив
,
,
.
Полученное выражение можно проинтегрировать и получить:
результат ошибка
При К у , стремящимся к бесконечности, стремится к 1, а стремится к 0, тогда
. (2.26.)
Правый член выражения (2.25.) в раз меньше, чем правый член выражения пассивной цепи (2.24). Следовательно, выражение (2.26) обеспечивает выполнение операции интегрирования с точностью в К у раз большей, чем пассивная RC -цепь.
При выполнении интегрирования необходимо установить начальное условие при t=0.
Это обеспечивает схема, показанная на рисунке 2.7.4. До подачи входного сигнала на интегратор с помощью коммутатора К на емкость С подается заранее определенное напряжение U 0 ,которое формируется цепью +/- Е, R 2 , C, R 3 . После отключения этой цепи на емкости остается исходное напряжение, с уровня которого и ведется интегрирование.
 |
Рис. 2.7.4. Активное интегрирующее устройство с возможностью установки начального значения
На практике часто используются интеграторы со многими входами и одновременным выполнением операций интегрирования и суммирования. Выходной сигнал определяется формулой:
U вых (t)= - 
Для многовходового интегратора, использующего инвертирующий и неинвертирующий входы (рис. 2.7.5.) выражение для U вых имеет вид:
|
U вых
Контрольные вопросы
1. Какие примеры использования методов моделирования для решения практических задач Вам известны?
2. На чем основана система аналогий?
3. Какие методы построения аналоговых вычислительных устройств Вам известны?
4. Какие виды погрешности характеризуют точность работы аналоговых вычислительных устройств?
5. Каково назначение основных дифференциальных устройств, используемых в аналоговой технике?
6. Чем определяется погрешность пассивных суммирующих устройств?
7. Проведите сравнительный анализ погрешностей пассивного и активного суммирующих устройств. Какие факторы оказывают наибольшее влияние на точность работы суммирующих устройств?
8. Выведите формулу определения времени дифференцирования пассивной дифференцирующей цепи при заданной относительной ошибке: при R = 1 Ом, C = 0,1 мкф, du = 2 %.
9. Какие примеры применения активного дифференцирующего устройства Вам известны? Приведите схемы и их характеристики.
10. Обоснуйте по формулам, описывающих работу пассивной интегрирующей цепи, ее недостатки.
11. Как задать начальные условия при t = 0 для активного интегрирующего устройства?
12. Какие основные источники погрешностей у пассивной интегрирующей цепи и активного интегрирующего устройства?
