Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 58
System HIMARS to wielokrotnie mocno zmodernizowana kołowa wersja dla kierowanych rakiet GLMRS ( od 2005 roku ) gąsienicowego zimnowojennego systemu M270 MLRS niekierowanych rakiet M26 ( opracowanie Boeing, produkcja od 1980, dostarczony i gotowy od 1983 roku ) Multiple Launch Rocket System.
Elektronikę obecnych rakiet GMLRS ( dla USA 160 tysięcy dolarów sztuka, głowica bojowa ma ca 23 kg materiału wybuchowego ) zmodernizowano w 2011 roku. Zbudowana jest wokół jednopłytowego komputerka General Electric PowerXtreme PPC7EP z procesorem Motoroli MPC7448 PowerPC z zegarem 1 GHZ w technologii 90 nm. Współcześnie ten tani procesor oferowany jest przez NXP z zegarem do 1.5 GHz.
System kontrolny rakiety HG1700 wielkości grejpfruta zawiera odbiornik GPS NavStrike ( stosuje on tajny GPS M-code odporny na zakłócenie przez wroga ), Honeywell Inertial Measurement Unit ( GG1308 - Ring Laser Gyros mierzy rotacje wokół trzech osi a 3 ortogonalne akcelerometry (Honeywell RBA-500 Vibrating Beam Force Transducer Accelerometers ) mierzą przyśpieszenia, rozmiar modułu 0.8 cala ), płytkę CPU i płytę zasilacza. Waży 4 kg i pobiera <25 W mocy. Dane z odbiornika GPS, Ring Laser Gyros i akcelerometrów są integrowane filtrem Kalmana. Sens integracji danych jest tu oczywisty. Rozprzężone regulatory sterujące lotkami rakiety muszą dla stabilności lotu mieć dość szerokie pasmo. W tej roli najlepszymi sensorami są do zamknięcia pętli regulacji akcelerometry i Ring Laser Gyros. Gyro ma jednak niemały dryft i celność rakiety byłaby tragiczna przy dalekim celu. Dokładnych ale powolnych i niekompletnych ( do sterowanie trzema osiami rakiety ) danych dostarcza GPS.
Praktycznych zastosowań filtru Kalmana do integracji danych z różnych sensorów jest całkiem sporo i dostępne jest opracowanie autora w temacie. Choć stare jest w części matematycznej całkiem „jare”. Filtr Kalmana to żaden cud. W opracowaniu pokazano że niektóre, proste intuicyjne rozwiązania integracji danych są gorsze niż filtr Kalmana ale naprawdę niewiele gorsze.
Energi systemom rakiety dostarcza termiczna bateria litowa z elektrolitem stałym, która jest nieaktywna i się nie starzeje. Przed startem ( uzbrojenie ) materiał pirotechniczny zmiękcza elektrolit i gorąca bateria szybko dostarcza moc systemowi.
Program jest ładowany do HIMARS z Ruggedized Memory Unit. Jest to obudowany wojskowo USB stick 1 Gb. Budowa rakiety jest dość prosta.
Wyrzutnie miały i mają radiostacje do kodowanej komunikacji głosowej i kodowanego przesyłu danych. Ale nawet te ostatnie na tle systemów 5G a nawet wcześniejszych są niezwykle prymitywne.
Przedstawione informacje są w zasadzie jawne i znane od dawna.
N.B.Stosowane w konstrukcji FPGA są z reguły z funkcjonalnego punktu widzenia całkowicie zbędne. Uniemożliwiają one zarówno skopiowanie sprzętu jak i czynią oprogramowanie bezużyteczny. Na FPGA wykonany jest ściśle tajny, prosty koprocesor. Niemniej po analizie programu domyślenie się jakie ma on rozkazy i co ma robię nie jest czasem wcale trudne.
Odpalane przez HIMARS rakiety w pierwszej fazie lotu lecą w bok w stosunku do celu po to aby nadlatujące nad wroga pociski nie niosły informacji o położeniu wyrzutni HIMARS, które momentalnie ustaliłyby radary artyleryjskie, automatycznie kierujące ogniem kontrbateryjnym.
W obecnej wojnie na Ukrainie działa holowane z pociskami niekierowanymi są narażone na ogień kontrbateryjny wroga i są mało użyteczne z tego powodu. Stad działo musi być samobieżne i zmieniać ciągle położenie lub pociski kalibru 155 mm Excalibur z GPS muszą zmieniać tor lotu aby namierzenie radarem artyleryjskim działa było niemożliwe.
Elektronika wojskowa jest obecnie mocno spóźniona za cywilną. Jest też strasznie droga i każdy szanujący się kraj produkuje własną elektronikę.
Peryferyjny Kapitalizm Zależny, dostępny w Google Books:
„Stopień złożoności urządzeń z procesorami wbudowanymi, inteligencja wbudowana (embeeded) szybko rośnie. Już teraz urządzenia te charakteryzują się znakomita funkcjonalnością, ale pomysłowość ludzka nie zna granic i wbudowana inteligencja będzie się powiększać. Wedle rożnych szacunków w ciągu 10 lat wartość oprogramowania do tych urządzeń będzie stanowić aż 80–90% całego rynku oprogramowania. A jest to rynek rozwijający się. Nokia, mająca bardzo silna pozycje na rynku wysokiej jakości telefonów i smartfonów w przyszłości będzie robić gigantyczne i rentowne interesy. Do klasy urządzeń embeeded nalezą także wszelkie urządzenia wojskowe wyposażone we wbudowane mikroprocesory – mikrokontrolery czy tez komputery. Na początku lat 90 zauważono, ze wojskowa elektronika, w tym komputery, jest niewiarygodnie droga i. . .
kiepska. Wojskowy komputer porównywalny do popularnych wówczas komputerów osobistych PC AT kosztował wówczas blisko 50 tysięcy dolarów, czyli 50 razy więcej niż komputer cywilny. Przy czym komputery wojskowe były znacznie bardziej. . . zawodne. Chociaż twórcom wojskowych norm przyświecała właśnie niezawodność, to wyścig technologiczny, jaki zaczął się na rynku cywilnym doprowadził do ośmieszenia elektroniki wojskowej, chociaż to właśnie tam zaczęto w latach 60. stosować pionierska mikroelektronikę. Od tego czasu w armii USA powszechnie stosuje się cywilny sprzęt, ale przeznaczony do ekstremalnych zastosowań. Popularne są laptopy w obudowach gwarantujących przetrwanie komputera w każdych warunkach, łącznie z zabłoceniem, zalaniem i udarami mechanicznymi.
Brutalny wyścig, jaki trwa na przepastnym rynku mobilnej komunikacji z kolejnymi generacjami urządzeń oraz nowe zastosowania wbudowanej inteligencji sprawiają, ze elektronika wojskowa wydaje się wprost żenująca i prymitywna. Obecnie komputer wbudowany w przeciętny telefon komórkowy bije sprzętowo na głowę wszystkie komputery stanowiące wyposażenie najnowszych samolotów F-16. Także stopień komplikacji oprogramowania cywilnego i jego wszechstronność przewyższa oprogramowanie wojskowe. Zastój w opracowaniach wojskowych wynika z zakończenia zimnej wojny. Oczywiście nie ma żadnej poważnej różnicy konstrukcyjnej miedzy elektronika wojskowa a cywilna. Gigant na rynku telekomunikacyjnym, Ericsson, produkuje także elektronikę wojskowa, a sprzęt i oprogramowanie wojskowe i cywilne tworzą te same zespoły inżynierów, których przecież skład nie jest stały.
Ci sami naukowcy i inżynierowie z Izraela zajmują się elektroniką wojskową i cywilną.”
Centrum cywilizacji naukowo technicznej w latach osiemdziesiątych XIX wieku przeniosło się z Europy Zachodniej do USA. Z powodu obfitości i taniości kapitału i drogiej pracy rozwijano tam mechanizacje a potem automatyzacje. Bardzo mocno prace nad mechanizacją i automatyzacją na długo powstrzymał Wielki Kryzys. Mechanizacja i automatyzacja oraz modernizacja technologii czyli zmiana technologiczna zabiera zadania dotąd wykonywane przez ludzi. Może się wydawać ze skutkiem tego bezrobocie powinno mocno rosnąć ale wraz ze zmianą technologii pojawiają się nowe zawody.
W USA w 2020 roku ponad 60% prac (licząc udziałem w zatrudnieniu) nie istniało w 1940 roku. Jeżeli tempo automatyzacji przewyższa tempo kreacji nowych zadań, to popyt na pracę spada. Tak było się w latach 1987-2017 co jest spójne ze spadkiem udziału płac w PKB.
Przypadek USA nie jest miarodajny dla świata z racji głębokiej dezindustrializacji kraju i zalewania całego świata drukowanymi dolarami.
Stworzony w latach II Wojny Światowej wskaźnik PKB był użyteczny. Szybko zauważono że ma on makabryczne wady.
-Nie uwzględnia w pieniądzu monstrualnych szkód powodowanych przez firmy środowisku naturalnemu i ludziom, którego właścicielem jest całe społeczeństwo. Wadę ta eliminowano wprowadzając opłaty emisyjne, karne - zrzutowe, od hałd. W USA koszt pozwolenia na emisje kilograma rtęci jest taki że nikt nie buduje tam elektrowni węglowych mimo iż węgiel jest tam bardzo tani. Ale i tak państwo stosuje przymus w stosunku do właścicieli ziemi gdzie tanio ( w stosunku do żądania właścicieli ziemi ) stawiane są linie przesyłowe zmniejszając wartość gleby nieomal do zera.
-Efekty pracy instytucji państwowych rozliczne są po kosztach jako że produkty są nierynkowe co z reguły prowadzi do mocnego zawyżenia PKB.
-Nierynkowe jest też uzbrojenie i inne przedmioty produkowane dla rządu po makabrycznie zawyżonych cenach.
-Choć pracownik jest najważniejszy w gospodarce to super ważną pracę gospodarstwa domowego wychowującego tego pracownika pomijano i to w sytuacji gdy wychowanie znacznie gorszego pracownika w państwowych domach dziecka kosztuje krocie. Wadę ta eliminuje się programami socjalnymi skierowanymi dla dzieci. Prace domową nad dziećmi trzeba wliczać do PKB i wynagradzać.
-Do PKB wliczane jest przestępczość: prostytucja, handel narkotykami, bronią i ludźmi. To głupota bo wliczane powinno być ale ze znakiem ujemnym !
Tak więc użyteczność wskaźnika PKB można powiększyć zmniejszając korupcje rządu jako reprezentującego interes wszystkich a nie na przykład firmy która niszczy środowisko a rząd za łapówkę przymyka na to oko.
Zatem konieczne jest uczciwe dysponowanie wszelkim dobrem wspólnym i troska o nie.
W PRL eksport miedzi przez KGHM był nierentowny a obecnie jest rentowny dlatego że zakład dewastuje środowisko praktycznie za darmo. Przy okazji katastrofy ekologicznej Odry wyszło na jaw że Zakład Hydrotechniczny KGHM zrzucał do Odry miliony ton słonej i brudnej wody: "Między 29 lipca a 10 sierpnia [2022]ogromne ilości słonej wody z flotacji rud i kopalni trafiły do Odry w okolicach Głogowa ze zbiornika Żelazny Most Zakładu Hydrotechnicznego KGHM" Synekuralne „Wody Polskie” ( 6000 „zatrudnionych” ) nie sprzeciwiły się temu.
KGHM rozdają kasę na lewo i prawo ale ochroną środowiska leży odłogiem.
Zakład "Bumar-Łabędy" wlał do kanału gliwickiego [uchodzi do Odry ] ropopochodne. Na zdjęciach zamieszczonych przez mieszkańców Łabęd widać wielobarwne plamy, prawdopodobnie ropopochodne. W samym dorzeczu Odry naliczono w 2022 roku prawie 6 tysięcy urządzeń, które wylewały ścieki do rzeki nielegalnie. Rzeki trute na potęgę. Odra jest bezkarnie zanieczyszczana regularnie. W Polsce nie ma systemu monitoringu wód rzek i jezior. Nieużywane przyrządy analityczne kupione za dziesiątki milionów Euro z pomocy EU przykryte są szmatkami aby się nie kurzyły.
Przy opłatach środowiskowych stosowanych na Zachodzie żadna z kopalni i zakładów surowcowych w Afryce nie są opłacalne.
Oszukańczo mieszany jest porządek terminologiczny ze wzrostem PKB i rozwojem. Jeffrey Sachs zaproponował w połowie lat 90 XX wieku, żeby pojęcie „rozwój” stosować wyłącznie do sytuacji, gdy ma miejsce postęp w każdym wymiarze - w wymiarze gospodarczym, społecznym i ekologicznym. Jeśli wzrostowi gospodarczemu (wzrostowi PKB) nie towarzyszy postęp społeczny i ekologiczny, to jest to „dziki wzrost gospodarczy”.
W Polsce próby automatyzacji zadań państwa i dużych firm nazywano komputeryzacją, której towarzyszył wzrost liczby urzędników zamiast ich zamierzonego i pożądanego spadku. Podobnie było w innych krajach peryferyjnych. Obecna komputeryzacja polskiego para - państwa przybrała postać karykaturalną.
Urzędnicy lub komputery przetwarzają dane. Jeśli dane ( bazy danych, mapy ) są w postaci papierowej to udział człowieka w procesie „biurokratycznym” jest konieczny. Czyli automatyzacja biurokracji państwa i firm nabiera sensu gdy coraz więcej danych jest w postaci elektronicznej na dyskach a dawniej taśmach magnetycznych
W latach 1920-1980 popularne były w świecie karty perforowane. Stanowisko do dziurkowania kart off - line było tanie a stanowisko on – line z monitorem i klawiaturą bardzo drogie,
Na zdjęciu z 1965 biura Social Security w Baltimore widać rzędy kobiet przy maszynach do dziurkowania part perforowanych danymi pracowników. Następnie pakiety kart wczytywał szybkim czytnikiem działający wsadowo program jednego komputera.
Jak wspomniano w systemach militarnych stosuje się od dekad kodowanie i zabezpieczanie przesyłanych danych przed „podsłuchaniem” i zakłóceniem.
Waga danych w systemach automatyzacji zadań państwa jest różna. W erze przed elektronicznej dowód osobisty był trudnym do podrobienia drukiem z trwałym numerem i ze znakiem wodnym. Wpisy w nim dokonywane były ręcznie z podpisem i z pieczątka. Drugi egzemplarz DO był przechowywany w urzędzie. Wszystko to pozwalało łatwo wykryć fałszerstwo. Toteż dowody osobiste rzadko fałszowano tym bardziej ze zagrożenie karne za fałszerstwo było bardzo wysokie.
Identycznie Świadectwo Urodzenia wystawiano ( z kopiami ) na formularzu ze znakiem wodnym z pieczęciami i podpisami. Identyczne dane umieszczano w lokalnej księdze - papierowym rejestrze i dodatkowo gromadzono je centralnie.
Od sześćdziesięciu lat powstają coraz to lepsze sposoby kodowania i dekodowania informacji zapewniające ochronę przed podsłuchem i zniekształceniem.
Zatem im więcej jest elektronicznych baz danych tym więcej procesów „biurokratycznych” można zautomatyzować.
Najtrudniejszym zadaniem Banku jest ocena wypłacalności osoby która zabiega o kredyt.
-Pesel zawiera dane o osobach pozostających na utrzymaniu (!) potencjalnego kredytobiorcy.
-Dane o jej wynagrodzeniach i zgromadzonym kapitale ma ZUS.
-W rejestrach są też dane o posiadanych nieruchomościach i samochodach.
-Są też dane o spłaconych, lub niespłaconych kredytach oraz egzekucjach komorniczych.
Zatem Bank na płatne zapytanie otrzyma potrzebne mu krótkie, treściwe informacje od Pesel, ZUS, Katastru, CEPiK i innych baz danych. Prosta funkcja ( w żadnym wypadku człowiek ! ) oceni prawdopodobieństwo spłaty określonego kredytu. Uzyskane dane dostaje też aplikujący o kredyt i może wnieść o sprostowanie fałszywych informacji.
Umowa kredytu może też zawierać mechanizmy zapobiegające wyłudzeniom - oszustwom jak zakaz wypłat gotówki, dzienny limit wydatków i brak przelewów zagranicznych.
W podobny sposób można sprawdzić wiarygodność żyranta.
Ocena wiarygodności kredytowej działającej od lat firmy też nie jest trudna. Natomiast trudna jest ta ocena w odniesieniu do nowych firm. Trzeba tu wyraźnie odróżnić normalne niepowodzenie w interesach od zamierzonego oszustwa czyli wyłudzenia kredytu. Tu na razie automatyzacja może tylko pomóc człowiekowi ale go nie zastąpi bo do tego potrzebna jest sztuczna inteligencja AI.
Polska jest bardzo dziwnym krajem:
-Funkcjonariuszy publicznych w Polsce nie da się skompromitować bo oni nie mają honoru i są bezkarni
-W publicznej Polsce nikt za nic nie ponosi odpowiedzialności, ale każdy ją przenieść na innych.
-Polskie państwo niewiele wie i niewiele potrafi, ale wszystko chce zrobić.
G. Hartkopf: Menedżerowie mają rozwiązanie dla każdego problemu. Urzędnik ma problem z każdym rozwiązaniem.
C. N. Parkinson: Biurokracja to dobrze zorganizowana zaraza.
W Polsce automatyzowane są tylko najprostsze, trywialne procesy urzędnicze.
Obszary gdzie zastosowanie „inteligentnych” algorytmów mogących dać istotne korzyści leżą i kwiczą. To jest obszerny, samodzielny temat.
Koszty energii dla przetwórstwa przemysłowego mają w Polsce 2.1% udział w pełnych kosztach firm. Generalnie im wyżej rozwinięta jest gospodarka kraju tym udział ten jest niższy. Ceny energii nie mają więc znaczenia dla produktywności przemysłu przetwórczego i jego konkurencyjności ale w poszczególnych energożernych niszach może być inaczej.
„Open Circuits. The Inner Beauty of Electronic Components”, Windell Oskay and Eric Schlaepfer, 2022, ISBN-13: 9781718502345, zawiera zdjęcia różnej elektroniki i przekroje 130 wszelkich elementów elektronicznych. Laikowi nie przychodzi nawet do głowy jak skomplikowana jest współczesna technologia i elektronika. Jest przy tym w swojej precyzji zaskakująco piękna.
Płytka z dyskretnym wzmacniaczem „741” 12 lat temu jeszcze działał budząc jednocześnie podziw, niedowierzanie i śmiech. Płytkę z demodulatorem FM – PLL ( do scalenia ) nie działa bowiem użytym maleńkim NRD-owskim tranzystorom SC... skorodowały niektóre wyprowadzenia.
1980: „Patenty: Prawdziwe Szkolenie Kadr dla rozwoju.
Absolwenci politechnik o kierunku elektrotechnika, elektronika, telekomunikacja i podobnych winni mieć wiedzę i umiejętności pozwalające im na prace w dziedzinowych:
-Badaniach i Rozwoju
-Projektowaniu
-Asymilacji rozwiązań licencyjnych
-Rozwoju rozwiązań licencyjnych
-Handlu.
Ale niestety ich nie mieli i nie mają. W rezultacie jesteśmy skazani na import Zachodniej technologi a z braku twardych dewiz na stagnacje czyli w końcu na bankructwo i upadek.
Polska jest zapóźniona cywilizacyjnie od prawie 500 lat i dość naiwna była wiara że uda się samym zakupem licencji, metodą magiczną, przeskoczyć stulecia zacofania.
Kupowane licencje były w części mało trafione i przestarzałe. Licencja na centrale E-10 były nietrafiona a rozwiązania francuskie na tle rozwiązań Bella żałosne. Wierze w nasze możliwości twórcze miało służyć ukrywanie zakupów zachodnich licencji.
Tymczasem rola elektroniki i mikroelektroniki rośnie w świecie we wszystkich dziedzinach.
Nowoczesny czołg ma impulsowy dalmierz laserowy i elektroniczno - optyczny system kierowania armata z serwomechanizmem tak aby wroga trafić z dużej odległości. Rakiety i pociski mają zdolność samokierowania i finalnego naprowadzania na cel.
W Wojnie Wietnamskiej aby zabić jednego żołnierza Wietkongu armia USA zużywała równowartość 40 tysięcy naboi karabinowych. Ale snajperowi na zabitego starcza 1.2 naboja.
Pod koniec II Wojny USA wprowadziły do pocisków przeciwlotniczych FUSE czyli elektroniczny przełącznik zbliżeniowy. Efektywność amunicji wzrosła ponad 10 razy. FUSE zastosowano w pociskach artyleryjskich które eksplodując na Ziemią szrapnelami siały spustoszenie wśród Niemców i Japończyków.
Elektroniki jest coraz więcej w samochodach osobowych. Znakomite są rokowania dla telekomunikacji.
Coraz ważniejsza jest elektronika przemysłowa a w niej m.in. automatyka, maszyny CNC i roboty.
W świecie oferowane są zestawy proste i złożone do samodzielnego montażu urządzeń elektronicznych dla majsterkowiczów - amatorów. Wielu z nich kończy później technika i studia związane z elektrotechniką i elektroniką. Składnica Harcerska sprzedawała radzieckie zestawy ale niestety były dość prymitywne.
Brytyjska firm Sinclair Radionics w 1968 roku oferowała do złożenia Kit System – 2000 jakości rzekomo Hi-Fi zawierający stereofoniczny tuner i kompletny wzmacniacz, także z przedwzmacniaczem do gramofonu magnetycznego. Znacznie ulepszone sprzedawano jako System 3000 (1972) a później ulepszone jako System 4000. W 1972 roku firma jako pierwsza w świecie wypuściła mały gabarytami ręczny kalkulator. Sprzedawany od 1977 roku za 39.95 funta MK14 ( Microcomputer Kit 14 ) miał ograniczone możliwości ale był szokująco tani. Zastosowano w nim tani procesor SC/MP National Semiconductor. Następcą tego mikrokomputera jest ZX80 bazujący na procesorze Z80A z telewizorem jako monitorem.
Pomysłów na kity jest mnóstwo i oryginalne idee ma tez autor.
Proces profesjonalnego projektowania urządzeń elektronicznych analogowych, cyfrowych i mieszanych jest wieloetapowy. Zaprojektowanie płyty drukowanej jest tylko jednym z końcowych, finalnych etapów procesu. Według żródeł zachodnich ten końcowy projekt PCB to tylko 2% wszystkich kosztów. Należy następnie bezbłędnie (!) obsadzić elementy, starannie polutować je i uruchomić system co jest z reguły trudne lub bardzo trudne. Z reguły projekt nie działa co na jego autora działa deprymująco odstraszając go od podejmowania skomplikowanych działań. W części projektów błędy prowadzą do destrukcji urządzenia i proces uruchamiania go jest szczególnie trudny.
Tymczasem elektronika ma dobrą przyszłość i potrzebujemy sprawnych teoretycznie ale też wyćwiczonych praktycznie techników i inżynierów. Na tle światowej czołówki polskie szkoły wyższe są bardzo słabe i propaganda nie zmieni tego stanu rzeczy.
Wszystko co nowoczesne w Polsce produkowane jest na licencji. Prozaiczne magnetofony szpulowe (Grundig) i kasetowe (Thomson), radiomagnetofony Grundig, odbiorniki telewizyjne Telefunken, amplituner Elizabeth Sanyo, wzmacniacze i tunery Thomson, odbiornik TVC Thomson, telewizyjne głowice ZTGxx Thomson, odbiornik TVC Rubin (!) itd.
Kupienie ( tanie i dobrej ) licencji nie jest niczym złym pod warunkiem dalszego jej rozwijania. Tymczasem w Polsce nie są one rozwijane i starzejący się produkt staje się niemożliwy do rentownego eksportu czyli spłacenia licencji. Dotyczy to wszystkich branż a nie tylko elektroniki i elektrotechniki. Starzenie to jest szczególnie widoczne w dziedzinach gdzie rozwój jest bardzo szybki jak w mikroelektronice.
Dziwny jest też polski handel zagraniczny. Nie są eksportowane dobre towary na których prywatni handlarze mają gigantyczne ”przebitki” jako choćby ładne i całkiem dobre radiomagnetofony na licencji Grundig czy lekarstwa. Przecież należało z pełną determinacją uruchomić produkcje chodliwych radiomagnetofonów i produkować oraz eksportować je milionami. Przecież licencje kupiliśmy chyba po to aby zarabiać a nie nie tracić pieniądze !
Zakup licencji zwykle inicjuje w świecie długofalową współpracę. Po czasie dokupuje się tanio kolejne licencje lub rozwija się rożna współpraca korzystna dla obu stron.
Ford postawił w stalinowskim ZSRR wielki kompleks fabryk przemysłu samochodowego w Gorki. Ford przymykał oczy na to że później kopiowano bez licencji inne modele jego samochodów.
W Polsce licencyjna produkcja uruchamiana jest powoli lub wcale a pamiętać należy że często licencje były już nienowoczesne.
W relacjach z uruchamiania licencyjnej produkcji powtarza się głębokie rozczarowanie Zachodu bezradnością polskiej kadry inżynieryjnej i zarządczej która nic nie potrafi ! Stąd też pewnie bierze się niechęć zachodnich koncernów do dalszej współpracy. Firmy te nastawione są na zarabianie pieniędzy i ciągłą modernizacje a na nie na kłopotliwe relacje.
Niski poziom polskich uczelni jest faktem ale znacznie gorsze jest to że część studentów idzie tam tylko i wyłącznie po to aby dostać papier – dyplom.
Nie ma wśród zestawów do montażu odbiorników superheterodynowych dlatego że trudne jest zestrojeni ich filtrów LC.
Już przez wojną odbiorniki superheterodynowe wyparły prostsze odbiorniki reakcyjne i superreakcyjne o niskiej jakości.
W odbiorniku superheterodynowym gro wzmocnienia i filtracji sygnału ma miejsce we wzmacniaczu częstotliwości pośredniej dla AM wynoszącej standardowo 465 KHz i dla UKF FM 10.7 MHz. Jest ona niższa niż częstotliwość odbieranej fali radiowej. Wyjątkiem są fale długie.
Wzmocnienie mocy tranzystorów we wzmacniaczu IF jest duże i nie potrzeba wielu stopni wzmocnienia.
W Polskim bateryjnym odbiorniku „Minor” był tylko jeden stopnień wzmacniacza IF.
Produkowany od 1954 roku, mieszczący się w dłoni superheterodynowy odbiornik Regency TR-1 miał tylko 4 tranzystory. Był to pierwszy w świecie odbiornik tranzystorowy. Użyto krzemowych (ale o marnych parametrach !) tranzystorów Texas Instruments. Rynek USA i Zachodu opanowali jednak producenci z Japonii. Sony w 1955 roku wystartował z modelem na pięciu swojej produkcji tranzystorach. Sony jest czołowym producentem wyrobów rynkowych ale też mikroelektroniki. Jego potęga wzrastała latami.
Wzmacniacz IF miał dwa tranzystorowe stopnie a czasem tylko jeden. Użycie filtru ceramicznego poprawia selektywność i zmniejsza wymaganą ilość obwodów LC filtru IF.
Znacznie mniejsze intermodulacje niż w prymitywnym mieszaczu addytywnym, zwłaszcza samodrgającym, uzyskuje się w scalonym układzie mnożącym Gilberta zastosowanym na przykład w scalonym odbiorniku AM TDA1046 Siemensa z 1975 roku. Para tranzystorów sterująca kolektorami układ Gilberta od strony emiterów może pracować jako symetryczny generator Clappa co jest wygodne i daje dobre rezultaty. Do przestrajania wejściowego filtru i heterodyny zastosowano tu specjalne diody pojemnościowe o bardzo dużej pojemności w stosunku do diod używanych na zakresach VHF i UHF
Selektywność dostarcza dwuelementowy filtr ceramiczny a cewka L15-16 służy bardziej do dopasowania. Układ wypracowuje prąd do miernika wychyłowego siły odbieranego sygnału co jest jego zaletą.
Wzmacniacz IF w układach scalonych jest prawie zawsze symetryczny co ma wiele zalet. Łatwo można wykonać regulacje wzmocnienia AGC czy ARW. Schematy wewnętrzne układów są często publikowane. Koncern Philip publikuje schematy układów do circa 100 tranzystorów, które mieszczą się na dwóch stronach katalogu.
Jaki taki poziom jakości nadajniki AM reprezentują na Zachodzie ale i tam nikt w nie nie inwestuje.
Prawidłowe zestrojenie obwodów LC odbiornika superheterodynowego z reguły wymagało użycia wobuloskopu i innych przyrządów pomiarowych których amator oczywiście nie ma.
Kierunkowa antena ferrytowa odbierająca pole magnetyczne fali na zakresach długo i średniofalowym jest o wiele lepsza od anteny w postaci przewodu odbierającego pole elektryczne. Poziom zakłóceń odbioru jest typowo znacznie ( na falach średnich ponad 20 dB ) mniejszy.
Tolerancja rynkowych rezystorów wynosi 0.01 %, 0.1%, 1%, 5%, 10 % i 20%. Dokładne ( i stabilne długoczasowo ) rezystory są jednak bardzo drogie.
Tolerancja wartości produkowanych elementów RLC zależy od projektu, jakości technologi i jakości użytych materiałów. Często elementy po produkcji są selekcjonowane.
Para przypadkowych tranzystorów z partii produkcyjnej wysokiej jakości ma różnice napięć Ube ( w tej samej temperaturze ) przy tym samym prądzie kolektora Ic do 1 mV a od producenta kiepskiej nawet ponad 10 mV !
Rezonatory kwarcowe SC – Stres Compensated używane w bardzo dokładnych zegarach trzymają częstotliwość z ogromna dokładnością. Czasem są synchronizowane mikrofalowymi rezonatorami „atomowymi”.
Trymery i trymery pojemnościowe są stosowane w niemal każdym urządzeniu elektronicznym. Zdumiewająco dużo jest ich w dobrej klasie oscyloskopie w torze wzmacniacza Y. Toteż zastosowanie monolitycznych wzmacniaczy szerokopasmowych mocno uprasza budowę oscyloskopu. Prostszy i lepszy scalony oscyloskop jest tez tańszy.
Regulacje trymerami są z reguły zależne co wybitnie utrudnia regulacje. Stosuje się opracowane doświadczalnie, „optymalne” algorytmy regulacji oszczędzające czas operacji.
Regulacje liniowości odchylania pionowego w TVC plus przesuw rastru są wszystkie zależne. Toteż w fabryce dla ułatwienia stosuje się sprzężenie zwrotne i potencjometry oraz trymery ( także rdzenie cewek ) na wstępie ustala się w ich typowym położeniu po regulacji.
Równie trudna jest regulacja wzmocnień i składowych stałych torów RGB przed kineskopem z racji silnej nieliniowości sterowania katodami CRT. W polskich odbiornikach TVC notorycznie źle jest ustawiony Balans Bieli co negatywnie wpływa na jakość obrazu. Szkolenie regulującego trwa 2 tygodnie a wprawę uzyskuje on po kilku miesiącach
W sprawnym procesie produkcji elektroniki jest wiele sprzężeń zwrotnych. Gdy technicy na linii produkcyjnej naprawiający niesprawne zmontowane płyty drukowane zgłaszają zwarcia po lutowaniu na PCB w stałym miejscu to trzeba szybko poprawić projekt PCB a do tego czasu kontrolować wzrokiem (+ lupa i omomierz ) płyty po lutowaniu. Sprawdzić trzeba sprawność procesu lutowani na fali. I tak dalej.
Szczególnie trudne jest strojenie obwodów LC w wysokiej jakości telewizyjnych głowicach VHF-UHF. Licencyjne od Thomsona głowice ZTGxx stały się już anachroniczne.
Ponieważ szybkość pracy maszyn sterowanych komputerowo CNC automatycznie obsadzających na Zachodzie elementy elektroniczne na płytach drukowanych PCB rośnie, koszt ludzkiej pracy na regulacje staje się istotny.
W radiowych torach pośredniej częstotliwości AM i FM filtry z obwodami LC są wypierane przez filtry ceramiczne. W filtrach o wysokiej selektywności stosuje się rezonatory kwarcowe, których masowa, tania produkcja stała się możliwa po zastosowaniu … fotolitografii.
Licencje na produkcje „radiowych” indukcyjności w obudowach o podstawie 7x7 nabyto przy okazji licencji na amplituner Elizabeth od koncernu Sanyo.
Seria 100 jest przeznaczona do torów pośredniej częstotliwości AM IF=465 KHz.
Seria 200 do torów FM IF=10.7 MHz. O ile większość obwodów serii 200 ma wbudowany kondensator to w serii 100 jest on niestety rzadkością. Seria 300 jest do heterodyny radia AM na fale długie i średnie. Seria 400 jest do heterodyny na fale krótkie.
Współczynniki temperaturowe indukcyjności i pojemności powinny się wzajemnie znosić !
PROPONOWANE, sprawdzone ( celowo rozstrojony fabryczny odbiorniki bez problemu szybko poprawnie zestrojono ) urządzenie do strojenia superheterodyny AM wypożyczane „majsterkowiczom” jest nierozbieralne. Zawiera jednotranzystorowy generator częstotliwości 400-2000 Hz modulujący amplitudowo generator IF=465 KHz z otwartym „nadawczym” obwodem magnetycznym. Sygnał akustyczny może być dodatkowo wyprowadzony poprzez „izolujący” obwód RC dający przyrządowi niezniszczalność.
W drugiej wersji dołożony jest modulowany FM generator częstotliwości IF = 10.7 MHz z bezpiecznie wyprowadzonym słabiutkim sygnałem.
Procedura strojenia
1.Upewnij się że działa wzmacniacz akustyczny radioodbiornika. Użyteczny jest Generator, gramofon, magnetofon, odbiornik radiowy lub telewizor, mikrofon, palec dostarcza przydźwięk przy użyciu gdziekolwiek zasilacza sieciowego.
2.Kondensator strojący (i przełącznik zakresu jeśli jest ) ustawić na początek zakresu średniofalowego. Trymer pojemnościowy do anteny ferrytowej ( jeśli jest ) ustawić na maksimum pojemności. Głośność ustawić ma maksimum.
Generator zbliżać do anteny ferrytowej strojonego odbiornika w oznaczonym na obudowie położeniu dającym maksymalne sprzężenie. Po włączeniu generatora w głośniku winien być słyszany sygnał słaby lub silny. Gdy sygnał jest silny odstawiamy generator tak aby był słaby. Chodzi o to aby pętla regulacji ARW odbiornika nie działała. Stroimy obwody LC IF na słyszane maksimum sygnału odstawiając coraz dalej generator. Po wykonanym strojeniu IF wycinamy (* Uwagi) rezystor obniżający Q obwodu pasmowego IF.
3.Wyłączamy generator IF. Trymer pojemnościowy anteny ustawiamy w środkowe położenie. Nastrajamy się na lokalną stacje radiofoniczną o znanej częstotliwości (Szczecin 1310 KHz) i następnie obwód LC heterodyny ustawiamy tak aby częstotliwość na skali odbiornika była taka jak odbieranej stacji. Następnie dostrajamy trymer anteny ferrytowej na najsilniejszy odbiór ustawiając odbiornik (kierunkowość anteny ferrytowej ) w położeniu na najsłabiej (minimalizacja akcji ARW) odbierany sygnał.
Uwagi.
-Wstępnie obwody L / LC są ustawione w fabryce aby szczątkowy odbiór generatora IF był pewny. Zadanie to jest względnie proste.
-Opornik tłumi obwód filtru pasmowego składającego się z 2,3 obwodów LC aby możliwe było łatwe zestrojenie na maksimum. Po wycięciu opornika filtr ma projektowe szersze i bardziej prostokątne, selektywne pasmo.
-Współbieżność strojenia heterodyny i wejściowego filtru z anteną ferrytową jest zagwarantowana projektem.
-Przy stosowaniu wyłącznie pojedynczych obwodów LC właściwą charakterystykę całego filtru IF da lekkie odstrojenie jednego z obwodów czyli zestrojenie asynchroniczne. Instrukcja w tej mierze musi precyzyjnie podać o ile stopni należy przekręcić po strojeniu rdzeń obwodu LC
Radiofonia AM jest już przeżytkiem. Potężne centralne radiostacje długo falowe i średniofalowe mają rzekomo do odegrania ważną role w momencie wybuchu wojny. Dumni jesteśmy z tego ze „nasza” ( wyposażenie kupiono w BBC ) radiostacja na 227 KHz słyszalna jest na Bliskim Wschodzie i w Północnej Afryce. Biorąc pod uwagę celność pocisków samosterujących, zniszczenie wielkiego masztu anteny nastąpi już na samym początku wojny. Na falach krótkich AM, z pogwałceniem prawa międzynarodowego, nadają radiostacje dywersyjne.
Odchyłka częstotliwości rezonansowej obwodu LC wynika z odchyłki indukcyjności dL i pojemności dC. Regulacją indukcyjności L rdzenikiem ferrytowym możemy uzyskać pożądaną częstotliwość rezonansowa ale zmieni się rezystancja falowa obwodu co ma znaczenie w filtrze pasmowym. Zatem technologia produkcji „zintegrowanego” w obwodzie LC kondensatora C powinna dawać dobrą tolerancje pojemności lub kondensatory trzeba selekcjonować.
Na częstotliwość rezonansową obwodów LC IF w układzie wpływają impedancje wejściowe i wyjściowe współpracujących tranzystorów RF i układów scalonych. Zatem obwód LC IF przygotowany do odbiornika do samodzielnego montażu ma mieć częstotliwość rezonansową IF w układzie pracy IF. Generator testowy z tym obwodem LC powinien mieć efektywnie taką samą pojemność.
Gdy ta pojemność jest mała bardzo dobrą konfiguracją dla generatora pomiarowego jest para różnicowa jak w generatorach w układach scalonych. De facto tranzystory pary pracują w niej w układzie WC i WB a efektywna pojemność w niej tranzystorów jest mała.
Sygnał można podać do częstotliwościomierza cyfrowego i do przetwornika F/V a analogowy sygnał z regulatorem PI użyć do regulacji silniczkiem położenia rdzenia w obwodzie LC. Strojenie to jest bardzo proste na tle zestrajania obwodów LC filtrów czyli trudnego poszukiwania ekstremum.
N.B. Idee poszukiwania ekstremum sensownie omówiono w „Podstawy automatyki, S. Węgrzyn, PWN 1978” w rozdziale 12 – Regulacja ekstremalna. Możliwa jest automatyzacja trudnego procesu strojenia filtrów pasmowych ale są one szczęśliwie wypierane przez filtry ceramiczne i SAW z falą powierzchniową.
Dyspersje częstotliwości filtru krajowego filtru 7X7 LC zbadano na dostępnym typie „121” z wbudowaną pojemnością przeznaczonym do detektora AM. Odchyłki F przekraczają nawet 8% co jest wartością nędzną czyli produkcja jest nędzna.
Jednak słyszalny odbiór sygnału z omawianego generatora IF=465 KHz powinien być możliwy nawet bez wstępnego zestrojenia obwodów LC do kita.
Współcześnie selektywności w torze IF FM odbiornika UKF dostarczają filtry ceramiczne. Przy użyciu gotowej głowicy UKF – FM do zestrojenia jest tylko jeden obwód LC scalonego demodulatora koincydencyjnego lub dwa gdy wymagane są niskie zniekształcenia nieliniowe. Także dwa obwody LC ma detektor stosunkowy który stosowany jest na wyjściu starszego scalonego wzmacniacza IF.
Sygnał wyjściowy IF z głowicy wzmacnia tranzystor z obciążeniem rezystancyjnym dla dopasowania falowego z filtrem ceramicznym. Rodzaj użytego tranzystora RF i jego punkt pracy mają duży wpływ na uzyskane w tym stopniu wzmocnienie. Dwa filtry ceramiczne mogą być połączone kaskadowo ale zwykle do ich wspólnego punktu dodany jest kondensator 20-30 pF do GND dla poprawy liniowości fazy filtru przekładającej się na zniekształcenia harmoniczne przy modulacji FM.
Zatem do zestrojenia obwodu / obwodów LC wystarczy generator 10.7 MHz modulowany sygnałem 400 Hz lub innym i Woltomierz. Ceramiczne filtry mogą mieć faktyczną częstotliwość pracy oznaczoną barwną kropką na obudowie. Odchyłka od częstotliwości nominalnej 10.7 MHz wynosi +-30 lub 50 kHz
W części produkowanych odbiorników UKF – FM ( na przykład licencyjny amplituner Elizabeth ) głowica nie jest osobnym wydzielonym blokiem a jej elementy są zamontowane na płycie drukowanej PCB odbiornika. Strojenie odbiornika rozpoczyna się od filtru LC - IF na wyjściu mieszacza czyli jeszcze w „głowicy”. Sygnał IF=10.7 MHz z generatorka należy jednak podać do bazy mieszacza aby nie odstroić obwodu LC w kolektorze. Reguła jest szeregowy obwód LC między B-E tranzystora mieszacza do zmniejszenia szumów. Podanie tam sygnału generatora IF przez mały kondensatorek lub opornik w ogóle nie odstraja wyjściowego ( głowicy ) filtru LC. Poziom sygnału wskazuje miernik samego odbiornika.
Przy typowym wstępnym ustawieniu cewek i trymerów w „głowicy” będzie odebrany silny sygnał radiostacji lokalnej lub generatora UKF. Dla zbieżności procesu strojenia częstotliwości rezonansowe obwodów LC na początku zakresu koryguje się zmieniając L a na końcu zakresu korygując C.
Zadania i lekcje:
1.Na fabrycznej PCB odbiornika radiowego AM-FM złożyć i uruchomić zasilacz sieciowy i wzmacniacz akustyczny.
Tematy.
-BHP. Użycie laboratoryjnego zasilacza krzyżowego lub baterii zamiast wbudowanego zasilacza sieciowego. Autotransformator do delikatnego uruchamiania. Transformator izolujący 220 : 220 V.
-Wygląd elementów elektronicznych. Kod paskowy. Użycie omomierza i multimetru do sprawdzeń elementów.
-Metodyczne Poszukiwanie błędów. Błędnej obsady elementów i ich uszkodzenia oraz zwarć i zimnych lutów.
-Historia i technologia produkcji płyt drukowanych PCB. Zwarcia i zimne luty.
-Transformator. Bezpiecznik. Bezpieczeństwo porażeniowe i pożarowe. Elementy rodzaju X i Y.
-Prostownik pojemnościowy. Nie analityczne - przestępne, uwikłane zależności na napięcie wyjściowe i tętnienia w funkcji obciążenia. Przybliżenia i obliczenia numeryczne. Optymalizacja prostownika.
-Wzmacniacz operacyjny. Wzmacniacz operacyjny mocy. Wariacja OPA dla wzmacniacza mocy Audio z niesymetrycznym zasilaniem.
2.Na fabrycznej PCB złożyć i uruchomić – zestroić odbiornik AM
Tematy:
-Superheterodyna. Przemiana w dól i w górę ( Up / Down converter ). Kanał lustrzany. Siatka luster przy podwójnej i wielokrotnej przemianie. Optymalna częstotliwość pośrednia. Optymalny wybór częstotliwości pośrednich przy wielokrotnej przemianie
-Mieszacz addytywny i multiplikatywny.
-Podstawowe układy generatorów LC w zakresie od LW do mikrofal. Szumy fazowe generatorów i ich minimalizacja.
-Układy dyskretne i scalone mieszaczy superheterodynowych od zakresu LW do mikrofal na tranzystor bipolarny i parze oraz układ scalony Gilberta, tranzystor JFet i parze, Mosfecie z podwójna bramką addytywnym i multiplikatywnym i diodach Schottky w zakresie mikrofalowym
-Modulacja i demodulacja AM, VSB, SSB. Modulatory i demodulatory
-Matematyczne aproksymacje idealnych filtrów. Filtr dolnoprzepustowy LC i jego transformacje w filtr środkoprzepustowy.
-Maksymalne wzmocnienie mocy tranzystora RF z obwodami LC na wejściu i wyjściu bez neutralizacji i maksymalne wzmocnienie z neutralizacją.
-Rola współczynnika S Stearnsa we wzmacniaczach z filtrami LC.
-Dla danego schematu i tranzystorów radiowych BF ( szczegółowe dane wybranego typu z katalogu ) oblicz (a) nowe, optymalne wartości elementów odbiornika z zastosowaniem istniejących obwodów LC i (b) lepsze wartości indukcyjności LC.
-Schematy wewnętrzne typowych układów scalonych do odbioru AM
3.Na fabrycznej PCB złożyć i uruchomić – zestroić część FM fabrycznego odbiornika.
Tematy:
-Teoria modulacji. Widmo sygnału z modulacją częstotliwości. Własności funkcji Bessela i ich zastosowania .
-Tworzenie zniekształceń nieliniowych skutkiem filtracji o nieliniowej fazie
-Sumowanie się szumów stopni wzmocnienia i przemiany sygnału
-Intermodulacje i trade off (coś za coś ) szumów i intermodulacji.
-Budowa i własności filtrów ceramicznych
-Różne demodulatory FM: detektor fazowy, stosunkowy, koincydencyjny, opóżnieniowy , PLL. Strojenie detektora fazowego, stosunkowego, koincydencyjnego.
-Schematy wewnętrzne typowych układów scalonych do odbioru FM
5.Ze „sparowanych” dyskretnych tranzystorów plastikowych TO92 ( łebki do dołu a sztywność mechaniczną dają kondensatory blokujące zasilanie i bardzo krótkie wyprowadzenia ) na niewytrawionej PCB ciasno zmontowano układ według schematu wzmacniacza operacyjnego LM741. Łebki par i zestawów tranzystorów są okręcone drutem miedzianym dla zmniejszenia różnic temperatur.
Układy te produkowane są stara technologią i tranzystory PNP mają w niej strasznie marne parametry. Ich Ft jest rzędu 2 MHz ale Uceo wynosi 50 V podczas gdy tranzystorów dyskretnych wynosi 6-7 V. Można stosować powolne krzemowe stopowe tranzystory warstwowe Si ZSRR ale i tak jest problem z Uebo lub dwa tranzystory ( wyjściowy i antynasyceniowy ) zastąpić diodami. Z typowymi tranzystorami PNP układ jest za szybki o czym trzeba pamiętać.
Oczywiście w tym układzie tranzystory nie mają pasożytniczych złącz do podłoża IC bo go nie ma.
Kondensator kompensacji częstotliwościowej ( scalony w IC wynosi 30 pF ) jest w podstawce.
Dryft napięcia niezrównoważenie obserwuje się miernikiem ( konfiguracja o wzmocnieniu 1000 x ) delikatnie podgrzewając pary tranzystorów lutownicą
Błędy i dryfy spowodowane wejściowym napięciem i prądem niezrównoważenia obserwuje się multimetrem.
Wzmacniacz 1000 x wzmacnia sygnał z mikrofonu i podaje do słuchawki poprzez opornik. Ze „scalonym” kondensatorem kompensacji częstotliwościowej 30 pF pasmo jest nędzne ale poszerza się po mocnym zmniejszeniu tej pojemności.
Wzmacniacz ( kształtowana przez RC charakterystyka częstotliwościowa ) wzmacnia sygnał zmienny ze spolaryzowanej małym prądem Diody Zenera lub złącza B-E. Słuchowe cechy szumu 1/F z tego generatora.
Tematy:
-Technologia monolityczna i jej ewolucja. Rodzaje scalonych tranzystorów PNP i ograniczenia w ich zastosowaniu. Im szybszy IC tym niższe napięcie zasilania.
-Para różnicowa. Jej wszechstronność i mnogość jej zastosowań.
-Źródła prądowe i lustra prądowe.
-Zalety współczesnego wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji: wejściowa para różnicowa, stopień napięciowy i komplementarny emiterowy wtórnik wyjściowy.
-Źródła dryftów w OPA i ich minimalizacja. Wpływ regulacji niezrównoważania na dryfty. Regulacja zmniejszająca dryfty.
-”Kryterium modułu” i decydujące „małe stałe czasowa” w projektowaniu pętli sprzężenia zwrotnego w autoamtyce i … elektronice. Małe stałe czasowe wewnątrz OPA i ich zmniejszenie.
Zalety i wady scalonej kompensacji jednobiegunowej.
-Atrakcyjność idei OPA. Totalna uniwersalność jako powód złożoności scalonych OPA. Ekstremalnie uproszczone OPA jako „building block” w złożonych wielofunkcyjnych IC. Kryteria ( m.in. od strony wejścia i wyjścia ) decydujące o możliwości stosowania prostych i bardzo prostych konfiguracji OPA.
-IC w których OPA jest jednym z „building block”
-Szumy napięciowe i prądowe OPA. Szum typu 1/F. Granica częstotliwości między szumem a dryftem. Koszty i Ograniczenia spowodowane przez różne szumy.
-Zastosowanie standardowych OPA ( materiały National Semiconductor, Analog Devices, Burr Brown ). Zastosowanie układów o małym dryfcie napięcia wejściowego. Zastosowanie układów o sub pA prądzie wejściowym. Zastosowanie układów szybkich.
-Przykłady zastosowanie OPA jako powolnego komparatora m.in. w każdej automatyce . Scalone komparatory i ich zastosowanie.
6....
15...
Tematy badawcze:
…..
5. Awangardowe PLL.
Tranzystory bipolarny i Mosfet a po nich analogowe i cyfrowe układy scalone IC narodziły się w USA. Produkowane tam układy scalone stają się standardami przemysłowymi i są „kopiowane” na Zachodzie ( łącznie z Japonia ) i w krajach RWPG. Zachód jednak ma inne normy i część układów sam projektuje i produkuje. Prawo USA zabrania kopiowania masek IC ale nie zabrania użycia schematu a tym bardziej jego zmodyfikowania. Technologiczne opóźnienie RWPG w stosunku do Zachodu w dziedzinie układów scalonych przekracza 8 lat. Polska produkując tylko prymitywne tranzystory germanowe technologie tranzystorów krzemowych i IC dla Cemi kupiła w Francji. Cemi i współpracownicy nie potrafią tej technologi modyfikować. Tranzystory i monolityczne IC produkowane są w Cemi tylko zakupionymi/odtworzonymi maskami.
Elektronika ma coraz większe znaczenie gospodarcze
Pętla synchronizacji fazowej PLL znana jest od dawna a jeszcze wcześniej znano zjawisko synchronizowania generatora LC wstrzykiwanie sygnału. Są to jednak dwie zupełnie różne rzeczy.
Systemy PLL stosowane są w:
-Regenerowaniu sygnału taktowania PCM w traktach cyfrowych przewodowych i radiowych
-Regenerowaniu sygnału taktowania sygnałów cyfrowych z odbieranego kodu kanałowego w komputerowych dyskach i taśmach magnetycznych
-Układzie odchylania poziomego TV i TVC
-Układach regeneracji podnośnej koloru w systemie kodowania PAL i NTSC
-W Stereodekoderach MPX
-W syntezatorach częstotliwości odbiorników i nadajników na zakresy od fal długich LW do mikrofal
-W systemach automatyki ( sama idea) do synchronizacji bloków elektrowni i agregatów
-UPS
Z przeglądu wiodących czasopism jak BSTJ i IEEE wynika że badane jest użycie PLL do:
A.Demodulacji wysokiej jakości sygnału telewizyjnego z modulacją VSB
B.Demodulacji wysokiej jakości sygnału z modulacją FM – zarówno wąsko jak i szerokopasmową
C.Demodulacji sygnałów cyfrowych z modulacja kwadraturową.
A.Detektor diodowy telewizyjnego sygnału VSB powoduje zniekształcenia kolorów a dźwięk jest niskiej jakości. Pewną poprawę uzyskuje się stosując osobną filtracje i dwa osobne detektory diodowe Wizji i Podnośnej fonii FM. Znaczną poprawę jakości obrazu i dźwięku dało zastosowanie scalonych demodulatorów mnożących w procesorach IF. Jednak zastosowanie do odtworzenia nośnej układu PLL daje znacznie lepszą demodulacje.
Jakość kineskopów kolorowych jest coraz lepsza. Coraz lepsze są też w TVC głośniki i ich wzmacniacze Audio. Polska kupiła bardzo drogą licencje na kineskopy kolorowe PIL i powinna masowo eksportować odbiorniki TVC gdzie tylko się da. Motywacja do pracy jest oczywista.
B.Jako demodulatory sygnału FM stosowane są detektory fazy LC i detektory stosunkowe LC, scalone demodulatory koincydencyjne z obwodem LC i filtrem ceramicznym, demodulatory opóźnieniowe i ostatnio układy PLL. Wadą wszystkich rozwiązań stosujących obwody LC jest konieczność ich strojenia i ich niestabilność długoczasowa. Filtr ceramiczny niestety dają tu duże zniekształcenia nieliniowe.
Próby zastosowania PLL do demodulacji radiowego sygnału UKF FM 10.7 i sygnału dźwięku telewizyjnego FM 5.5/6/6.5 MHz trwają od pierwszych lat siedemdziesiątych. Dwa schematy takich scalonych rozwiązań ( odpowiednio 14 i 16 tranzystorów ) podaje też naśladowczo literatura radziecka. Problemem jest poziom szumów bowiem stosowana jest mała relatywnie dewiacja. Także mała jest dewiacja w radiotelefonach.
Autorowi udało się w wymyślonym prototypie IC ( zmodyfikowane i uproszczone rozwiązania ECL i znanych układów analogowych ) z elementów dyskretnych znacznie obniżyć poziom szumów ale nadal jest on za wysoki do wysokiej jakości odbioru UKF-FM. Demodulator PLL znakomicie nadaje się do eksportowego wielosystemowego odbiornika TVC i we wspomnianym aspekcie eksportowym jest cennym atutem.
Ponieważ scalone tranzystory są coraz mniejsza już obecnie wstępnie badana jest możliwość scalenia wszystkich funkcji odbiorczych TVC ( poza głowicą ) w jednym układzie scalonym.
Z kolei wielka dewiacje mają podnośne koloru Secam z modulacja FM i sygnał Video z modulacją FM w magnetowidach. Zatem wielosystemowy jednoukładowy odbiornik TVC jest możliwy bo łatwo można dekodować sygnał Secam i PAL.
C.Generator w PLL może pracować z dowolną częstotliwością. Przerzutnikami można uzyskać dwie nośne / podnośne przesunięte dokładnie o 90 deg co trywializuje cyfrowe modulacje i demodulacje kwadraturowe.
Przyjmuje się że w analogowym przetwarzaniu częstotliwość sygnału powinna być co najmniej 20 krotnie mniejsza od Ft tranzystorów. Tranzystory scalone NPN w podstawowych, historycznych już układach TTL i prostej technologi analogowej mają Ft około 500 MHz a wykonane trochę ulepszonymi technologiami ponad 1 GHz. Tranzystory w nowszych technologiach ECL mają Ft ca 5 GHz.
W technologii ECL oprócz układów logicznych produkowane są m.in. generatory, komparatory preskalery oraz najszybsze przetworniki ADC i DAC.
Zatem w tej technologi można wykonać kompletny scalony regenerator sygnału PCM o szybkości do 250 Mbits/sec a stosując rozwiązania specjalne ( jak w preskalerach ) ponad 500 Mbits/sec.
6....
12...”
Sprawdzenie
1.W układach o wielu wejściach i wyjściach MIMO występują silne interakcje w sterowaniu. Omówiono już kilka przykładów rozprzęgania obiektów wielowymiarowych. Interakcje występują też przy sterowaniu trzema osiami samolotu i rakiety. Temat rozprzężonego sterowania jest w przykładach do Matlaba i innych programów.
W dokumentacji (pdf) doskonałej rakiety Pershing II ( Ona wygrała Zimną Wojnę ! ) pokazano zastosowane rozprzężone komputerowe sterowanie płaszczyznami kontrolnymi.
-Udowodnij ( w dowolny sposób ) że to sterowanie poprawnie działa.
2.Na rysunku pokazano Suszarkę Półkową.
-Wyjaśnij jaki jest cel opcjonalnej recyrkulacji oznaczonej przerywaną linią
3.Niektóre elementy elektroniczne są zdumiewająco długowieczne. Na wykresach (1972) pokazano parametry przełączania dla tranzystora 2N4401 w obudowie TO92. Dalej jest produkowany ale głównie w obudowie SMD.
-Wyjaśnij jaki jest przybliżony związek między czasami przełączania przy różnych Ic/Ib i pojemnościami a ładunkami Qt i Qa na wykresach.
Sygnał do transceivera podano z mikrokontrolera do transceivera ( pdf ) przez pojemność.
-Czy i dlaczego przy podanej wartości C i R system będzie poprawnie działał z podaną szybkością transmisji ?
" rakiet GMLRS ( dla USA 160 tysięcy dolarów sztuka" Dla Ukrainy jest 249 tysięcy / sztuka a dla Polski to będzie dużo drożej. W sieci są fantastyczne przykłady do Matlaba ale trzeba go jeszcze kupić.
OdpowiedzUsuń