Електроніка та мікропроцесорна техніка (стр. 28 из 35)

Набір ліній і шин, схеми підключення, сигнали і алгоритми передачі інформації створюють уніфікований інтерфейс.

Різноманітні периферійні пристрої за допомогою невеликої кількості уніфікованих інтерфейсних ВІС сполучаються з мікропроцесорною системою.

Ці ВІС програмовані по виконуваних функціях. Вони універсальні. Функціональне призначення інтерфейсних ВІС встановлюється подачею на них сигналів керування приходять від датчиків (зовнішніх джерел), або від мікропроцесора, а також шляхом комутації їх входів керування. У простих випадках при керуванні простим ПП використовуються буферні регістри вводу, що адресуються, - виводу (порти). Якщо ж мікропроцесорна система містить складні периферійні пристрої, які виконують багато різноманітних операцій, необхідні периферійні програмовані пристрої (ППА). У їх склад входить регістр керування. Мікропроцесор через нього здійснює програмоване керування периферійними пристроями. ППА - універсальний засіб керування, яке може використовуватися майже для всіх існуючих периферійних пристроїв вводу - виводу.

Контрольні запитання:

1. Що означає поняття – інтерфейс?

2. Яким чином організовується магістральна структура зв'язків?

3. Якими способамиможе передаватися інформація у мікропроцесорних системах?

4. Що означає уніфікований інтерфейсмікропроцесорних систем?

Інструкційна картка №31 для самостійного опрацювання навчального матеріалу з дисципліни «Основи електроніки та мікропроцесорної техніки»

І. Тема: 5 Технічні засоби зв’язку в сільському господарстві

5.1 Диспетчерський зв’язок

Мета: Формування потреби безперервного, самостійного поповнення знань; розвиток творчих здібностей та активізації розумової діяльності.

ІІ. Студент повинен знати:

- Загальні відомості організації телефонного зв'язку;

- Принцип телефонного зв'язку по проводах;

- Будова і принцип дії мікрофону;

- Будова і принцип дії телефону.

ІІІ. Студент повинен уміти:

- Застосовувати телефонний зв’язок;

ІV. Дидактичні посібники: Методичні вказівки до опрацювання.

V. Література: [6, с. 232-235].

VІ. Запитання для самостійного опрацювання:

1. Загальні відомості. Основи телефонного зв'язку.

2. Принцип телефонного зв'язку по проводах

3. Будова і принцип дії мікрофону

4. Будова і принцип дії телефону

VІІ. Методичні вказівки до опрацювання: Теоретична частина.

VІІІ. Контрольні питання для перевірки якості засвоєння знань:

1. Що таке електричний зв'язок? На які види він поділяється?

2. Будова, принцип дії мікрофону?

3. Як здійснюється телефонний зв'язок по проводах?

4. Будова і принцип дії телефону.

ІХ. Підсумки опрацювання:

Теоретична частина: Диспетчерський зв’язок

План:

1. Загальні відомості. Основи телефонного зв'язку.

2. Принцип телефонного зв'язку по проводах

3. Будова і принцип дії мікрофону

4. Будова і принцип дії телефону

Література

1. Загальні відомості. Основи телефонного зв'язку

Вся історія людства і його діяльність пов'язані з обміном різної інформації. Чим вище розвиток продуктивних сил суспільства, матеріальні і культурні потреби народу, тим більше об'єм передаваної інформації, що переробляється, тим вище вимоги до швидкості і надійності передачі, до швидкості доставки інформації. Можна сказати, що кількість передаваної і оброблюваної інформації характеризує інтенсивність людської діяльності.

Найбільш природною формою передачі інформації між людьми служить мова. І якщо людина для прийому інформації використовує не тільки слух, але і зір, нюх і інші органи чуття, то для видачі інформації він перш за все використовує мову (як усну, так і письмову).

Потреба в швидкій передачі інформації на відстань виникла на перших ступенях розвитку людства, але корінний перелом в розвитку зв'язку наступив в XIX столітті, коли для передачі повідомлення стали застосовувати електричний струм. У першій половині минулого століття був створений електричний телеграф, в другій - телефон.

Електричним зв'язкомназивають такий вид зв'язку, при якому інформація передається на відстань за допомогою електричних сигналів. Електричний зв'язок ділиться на дротяний і радіозв'язок. У свою чергу, дротяний електричний зв'язок підрозділяється на телефонний, телеграфний, для передачі даних та інші, а радіозв'язок - на радіотелефонну, радіотелеграфну, телевізійну і ін. Фізичне середовище, що передає сигнали, є лінією зв'язку (для дротяного - це дріт або кабель, для радіозв'язку - так званий ефір).

2. Принцип телефонного зв'язку по проводах

Для передачі мови на великі відстані за допомогою електричного струму необхідно мати джерело електричного струму, передавач мови (мікрофон), приймач мови (телефон) і електричну лінію, що сполучає мікрофон і телефон. Спрощена схема телефонного зв'язку показана на мал. 1.

Мал. 1. Схема телефонної передачі

На пункті, що передає, знаходиться мікрофон ВМ і джерело електричного струму GВ, на приймальному пункті - телефон ВF. Мова людини є коливаннями повітряного середовища. Голосові зв'язки людини здатні створювати звукові коливання частотами від 80 до 12 000 Гц, а сприймаються на слух людиною звукові коливання в ширшому діапазоні частот: від 16 до 20 000 Гц. Створення мікрофону і телефону, що забезпечують неспотворене перетворення коливань в смузі частот від 80 до 12 000 Гц, є складним технічним завданням. Численні дослідження показали, що розбірливість мови залежить від частот, які знаходяться в діапазоні від 300 до 3 400 Гц. Відповідно до рекомендації Міжнародного консультативного комітету з телефонії і телеграфії для телефонного зв'язку прийнятий діапазон частот від 300 до 3 400 Гц. Звукові коливання впливають на мембрану мікрофону, який перетворить звукові коливання в коливання електричного струму. Коливання електричного струму, розповсюджуючись по лінії, досягають приймального пункту, де за допомогою телефону знов перетворяться в коливання повітряного середовища.

Звукові коливання характеризуються періодом, частотою і амплітудою. Частотою звукових коливань називається число повних коливань протягом 1 с. Час одного повного коливання називається періодом коливань. Період коливань Т і частота коливань f зв'язані між собою співвідношенням f= 1/T. Амплітуда звукових коливань - найбільше відхилення коливання від його початкового положення. Якість телефонної передачі залежить від електричних властивостей лінії. Потужність, що передається по лінії зв'язку, зменшується унаслідок впливу опору, індуктивності і ємності, якими володіє лінія зв'язку. Для визначення ступеня зменшення потужності використовують поняття загасання. У техніці зв'язку загасання, а також посилення оцінюють не в абсолютних величинах, а в логарифмічних - децибелах (дб). Щоб забезпечити хорошу якість телефонної розмови сумарне загасання між двома абонентами на частоті 800 Гц повинне бути не більше 29,5 дб.

3. Будова і принцип дії мікрофону

Мікрофон призначений для перетворення енергії коливань повітряного середовища в енергію електричних коливань. У сучасних телефонних апаратах використовують вугільні мікрофони конструкції капсуля (мал. 2). Мікрофон складається з латунного корпусу 1, де розміщено два електроди 4, 6, один з яких прикріплений дометалевої мембрани 2, інший жорстко сполучений з корпусом і ізольований від корпусу ізоляційною втулкою 5. Між електродами знаходиться вугільний порошок 3. У замкнутому ланцюзі струм від позитивного полюса батареї GВ через первинну обмотку I трансформатора Тр протікає через мікрофон до негативного полюса батареї.

Мал. 15.2. Пристрій і принцип роботи мікрофону при станах його мембрани: а - нормальному; б - увігнутому; у - вигнутому

Мал. 15.3. Пристрій і принцип дії телефону

Коли мембрана нерухома, вугільний порошок між рухомим і нерухомим електродами є опором певної величини і в ланцюзі протікає постійний струм. При цьому у вторинній обмотці II трансформатора Тр напругинемає. Під час розмови під дією коливання повітряного середовища мембрана починає коливатися. Коли мембрана прогинається всередину, вугільний порошок ущільнюється, площа зіткнення між крупинками порошку збільшується, а опір його зменшується. Якщо мембрана прогинається в протилежну сторону, площа зіткнення зменшується, а опір порошку збільшується. Зміна опору вугільного порошку в такт звуковим коливанням викликає зміну струму, що протікає через первинну обмотку I трансформатора Тр. Навколопервинної обмотки трансформатора створюється магнітний потік, що змінюється по величині, який перетинає витки вторинної обмотки трансформатора і індукує в ній змінний струм, отже, здійснюється перетворення звукових коливань в електричні.

Використання вугільного мікрофону в телефонії викликане властивістю вугільного порошку - різко міняти свій опір під дією слабкого звукового тиску. Мікрофонні капсулі випускаються трьох типів: низькоомні - НО опором від 3,0 до 65 Ом, средньомні - СО опором від 65 до 145 Ом, високоомні - ВО опором від 145 до 300 Ом.

4. Будова і принцип дії телефону

Телефон служить для перетворення енергії електричних коливань в енергію коливань повітряного середовища. У телефонних апаратах застосовують телефони, конструктивно оформлені у вигляді окремих пристроїв - капсулів 5. Пристрій простого телефону схематично показаний на мал. 3. Він складається з постійного магніта 4. сталевих сердечників 6 (полюсних наконечників) котушок 3 з обмотками з мідного дроту, насаджених на полюсні наконечники і сполучених послідовно із зустрічною намоткою, і тонкої металевої мембрани 2, виконаної з магнітного матеріалу, закріпленою спеціальною кришкою 1. Коли струм по котушках не протікає, мембрана під дією сил магнітного потоку постійного магніту декілька увігнута у бік сердечників і знаходиться в спокійному стані. Якщо через котушку протікає змінний струм, мембрана починає коливатися. Магнітний потік, що діє на мембрану, міняється по величині. У ті моменти, коли змінний струм створює навколо котушок магнітне поле, силові лінії якого співпадають по напряму з силовими лініями постійного магніту, магнітний потік посилюється і мембрана ще більше прогинається у бік сердечника. Коли ж напрям магнітного потоку протилежний напряму магнітного потоку постійного магніту, відбувається ослаблення загального магнітного потоку, мембрана із-за своєї гнучкості прагне випрямитися і відходить від полюсних наконечників. Таким чином, мембрана телефону здійснює коливальні рухи відповідно до частоти і величині змінного струму, що протікає по котушках телефону. Вона викликає коливання повітряного середовища, завдяки чому телефон відтворює звуки, перетворені мікрофоном в електричні коливання. Якість роботи телефону значною мірою залежить від величини магнітного потоку постійного магніту. Чим більше магнітний потік постійного магніту, тим більше амплітуда коливань мембрани і менше спотворення, що вносяться до передачі. Для неспотвореної передачі необхідно, щоб величина магнітного потоку постійного магніту у багато разів перевищувала змінну складову сигналу.