Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 97

 Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 97

  Stagnującą Europa postanowiła z siebie zrobić  zaścianek. Prof. informatyki Uniwersytetu Stanforda Percy Liang z zespołem ocenili modele AI pod kątem zgodności z wymogami Aktu o sztucznej inteligencji UE. Giganci ich nie spełniają.
Google ze swoją AI będzie w UE blokowany. Trzeba więc użyć  VPNa.  

W 2008 roku gospodarka UE była circa o 10% większa niż gospodarka USA. W 2022 roku  gospodarka UE i Wielkiej Brytanii łącznie jest o 21% mniejsza niż gospodarka USA. To pokazuje Europejska stagnację, słabość, agresywność USA, wojnę USA z Europą i wojnę USA-NATO z Rosją, nachodźców, zielona energetyka i inne szaleństwa.
Obca kulturowo tania siła robocza (nachodźcy nie chcą pracować !) w długotrwałej perspektywie prowadzi do biedy, anarchii, przemocy i śmierci niewinnych ludzi a nawet do rozpadu państwa. Ewentualne krótkotrwałe zyski firm doprowadzą do klęski i pogorszenia jakości życia.

 Właściwe Inwestycje modernizują gospodarkę i dają wzrost gospodarczy oraz rozwój społeczny. Istnieje optymalny dla tempa wzrostu PKB poziom inwestycji.
MFW argumentuje, że wzrost inwestycji publicznych jest mocno skorelowany z tempem wzrostu PKB: https://infrastructuregovern.imf.org/content/dam/PIMA/Knowledge-Hub/dataset/WhatsNewinIMFInvestmentandCapitalStockDatabase_May2021.pdf
Gospodarka oparta głównie na taniej sile roboczej czyli taniej produkcji i tanim outsourcingu usług niesie za sobą w długim terminie znaczące ograniczenia rozwojowe. Dotychczasowy model rozwoju Polski staje się anachronizmem !

Obecnie obce firmy sporo reinwestują (!) w Polską gospodarkę. Według MFW niestety łączna wartość zakumulowanych inwestycji publicznych i prywatnych w polskiej gospodarce  PC wynosi mniej niż połowę tego co w Czechach i 40% tego co w Niemczech. Nasza gospodarka jest prymitywna !

Peryferyzacja Polski i wielowiekowa stagnacja rozpoczęła się w XVI wieku. Współczynnik alfabetyzacji I RP był nędzny  na tle innych krajów Europy nawet w "złotym" i "srebrnym" wieku. W ciężkie problemy wpadła też wtedy katolicka Hiszpania.

W Polsce odsłony PRL wszystkie towary z importu albo zawierające udział importu były przeraźliwie drogie. Na wykresie pokazano ile godzin pracy średniego wynagrodzenia potrzeba było w RFN, NRD i Polsce do kupienia różnych towarów. W Polsce za sprawą zabójczych dotacji  tańsze niż w RFN były chleb, papierosy, mleko, herbata... ale kawa była prawie 18 razy droższa niż w RFN.  Destrukcyjną role dotacji omówiono w starym ale nadal aktualnym „Mieszkanie i ogrzewanie” Bezsensowne dotacje zawsze prowadzą do marnotrawstwa i spowolnienia rozwoju. W biednej PRL wysoko dotowanym chlebem i mlekiem karmiono zwierzęta !
https://matusiakj.blogspot.com/2022/05/mieszkanie-i-ogrzewanie-archiwum-spis.html

 Polskę w PKB pc goni Rumunia, w której trochę poskromiono korupcje. Ze środków z KPO Rumuni budują kolejną  linię metra w Bukareszcie i pierwszą linię metra w mieście Cluj Napoca. To samo konsorcjum  buduje linie w Warszawie ale... drożej. Ale w Polsce korupcja kwitnie.
Może i lepiej że Polska nie ma środków z KPO. Mogły być zmarnowane na „Ławeczki patriotyczne”, Strefy relaksu z palet, zniszczenie ślicznego rynku i wybetonowanie placu albo dotowanie PLL Lot miliardami mimo iż LOT nie ma ani jednego samolotu, lotnisko w Radomiu (razem ponad 1.2 mld ), promy ( 200 mln), Izera (już ponad 500 mln złotych ), rów...


 Dawniej układy scalone ich producent sam projektował i produkował. Obecnie można zaprojektować układ ( i na koniec go sprzedawać ze swoim logo ) i zlecić jego produkcje. Najważniejsza kapitałochłonna produkcja wafla z  chipami nazwana jest front-end a jego pocięcie, testowanie i obudowanie jako front-end. Oczywiście najbardziej lukratywne jest projektowanie połączone ze sprzedażą układu. Produkcja wafla jest bardzo kapitałochłonna.

Do produkcji chipów używanych jest wiele unikalnych maszyn i urządzeń. Potrzebne są też jak widać  specjalistyczne chemikalia i surowce. Udział Chin w zakresie produkcji back-end sięga obecnie 40%. Fabryki  na Tajwanie mają 19% tego rynku. A Europa ma ledwie 4% udział.
Zapóźniony technologicznie Intel nie szczędzi rozczarowań i opóźnień w realizacji planów i zapowiedzi. Ostatnio ostro traci gotówkę w średnim w tempie 10 mld dolarów na kwartał. Projekty Intela przy AMD są słabe. Coraz mocniej poczynają sobie Chiny.
W Polsce ( lub w Meksyku ) ma powstać back-end Intela za 4.6 mld dolarów. Będzie ciął, testował i obudowywał wafle z nowej fabryki Intela w Irlandii i z budowanej fabryki w Magdeburgu (ma też na zlecenie produkować cudze projekty ! ), która zacznie produkować w 2027 roku. Rząd Niemiec przyznał Intelowi ogromną dotacje ale odmawia powiększenia jej wielkości. Możliwe że fabryki w Europie a szczególnie w Polsce postawiono dla dotacji.
Nie wiadomo jaką dotację dał rząd Morawieckiego ale raczej dużą. Uzyskał za to PR - owski argument dla wyborczej propagandy. "Podczas gdy w RFN nadal trwają kontrowersje dotyczące wysokości państwowej dotacji dla fabryki Intel w Magdeburgu, decyzję o lokalizacji zakładu w Polsce podjęto "bezszelestnie". Back-end wpisuje się w narracje „polska montownia”.
Inżynierowie i technicy do polskiego back-endu będą  prawdopodobnie zwerbowani z fabryk z dalekiego wschodu. Przynajmniej aż przeszkolą nowych pracowników. Gro pracowników o umiarkowanych kwalifikacjach będą prawdopodobnie stanowić Ukraińcy lub inni emigranci. 

Dotacje i złodziejstwo są w stanie w końcu uszkodzić każdą gospodarkę. Dotacje bardzo szkodziły gospodarce PRL ! W końcu nie wiadomo było jakie powinny być ceny a przecież to jest podstawowa informacja dla firm !
Dzięki rządowemu programowi „Batory” miały powstać promy dla polskich armatorów. Rząd PiS wywierał presję, by konkretne firmy realizowały jego polityczny plan. Plan zupełnie nierealny. Efekt ? Promów nadal nie ma i nie będzie a rząd zdążył wydać już setki (>200) milionów złotych.
Jeszcze więcej politologów, filologów, historyków, socjologów, prawników,  artystów, absolwentów Wyższej Szkoły Tego i Owego do Rządu, Sejmu, Senatu, Spółek... a niedługo  palet i gwoździ nikt w Polsce nie będzie umiał wyprodukować! Śmieszny Kononowicz twierdził, że "nie będzie niczego"! I co? Miał racje !
Cały sektor polskiego rolnictwa opiera się na dotacjach. Rolnicy żyją z  dotacji. Mnożą się wyłudzenia i oszustwa. Kwitnie korupcja. Rolnictwo w Polsce to jest faktycznie program socjalny. Dotacje stanowią 41.4 mld  a wartość dodana 41.1 mld ! W całej EU dotacje do rolnictwa są ogromne i z nich faktycznie utrzymują się rolnicy. 

Zintegrowany system transportowy kraju lub grupy krajów jest bardzo potrzebny gospodarce.
Optymalizacja takiego systemu jest bardzo ważna.
Zbudowana za miliardy droga ekspresowa S3 ( z kosztownymi tunelami ) kończy się w polu na granicy z Czechami.  S3 miała prowadzić z portu w Świnoujściu bezpośrednio do stolicy Czech. W przypadku czeskiej części trasy nie wiadomo nawet, kto będzie odpowiadał za jej przyszłą budowę.  S3 może otworzyć polskie porty dla towarów z południa. W sytuacji gdy mówi się o wyjściu Polski  z Unii Europejskiej ruch do Polski stracił na znaczeniu. Integracja w tej sytuacji oznacza dla Czech głównie drogi do Niemiec.  Via Carpatia też zakończy się na granicy. Pieniądze potrzebne są Polsce na innych ważnych drogach klasy S a szczególnie na  ich odcinkach.
Rzut okiem na mapy GDDKiA  potwierdza że wiele kontraktów jest przewymiarowanych, szczególnie przygranicznych a przecież od Rosji i Białorusi się izolujemy czyli nie budujemy dróg ale odwrotnie, stawiamy przeszkody.
S16 Ełk – Mońki
S19 Południowa obwodnica Białegostoku
S11 Koszalin - Jastrowie
S74 Opatów - Nisko
S3 od A4 do granicy Polska/Czechy
S19 Knyszyn - Kuźnica

Wyższe opodatkowanie akcyzą papierosów  zniechęca nastolatków do palenia, co obniża odsetek palaczy i przynosi populacji korzyści zdrowotne. W USA wyższe opodatkowanie papierosów w latach osiemdziesiątych w młodości o 1 dolara dało 8% mniej palaczy w dorosłości oraz 4% mniej zgonów, głównie na serce i raka płuc.
Podnoszenie podatków ma sens gdy zlikwidowany jest przemyt papierosów. Podatki w Polsce muszą uwzględniać to jakie są one w Niemczech oraz w Czechach i Słowacji. 

 Polska od 34 lat goni Zachód ale wskaźnik przystępności cenowej benzyny i innych towarów nadal wyglądają marnie. Wykres przedstawia koszt napełnienia 40-litrowego zbiornika benzyny jako procent miesięcznych dochodów. Tak samo jest z wieloma innymi towarami.

 Inteligencja człowieka jest dalej częściowo niezastąpiona. O tym że niedożywienie dzieci powoduje opóźnienie rozwoju wiadomo od dawna. Badaniami ustalono że zasiłki dla biednych rodzin z dziećmi dają normalny rozwój mózgu dzieci ! Inwestowanie w dzieci jest niesamowicie opłacalne.
https://obserwatorgospodarczy.pl/2023/05/06/im-nizszy-dochod-tym-gorszy-rozwoj-mozgu-dzieci-hojne-zasilki-moga-to-zmienic/

Pożytecznych zastosowań  AI rysuje się dużo.
-Sztuczna inteligencja oparta o ChatGPT4 może momentalnie wykonać pracę która  marketingowcom zajmuje  kilkadziesiąt godzin.
-AI może momentalnie odszyfrować znaczenia starożytnych „pism” z czym badacze głowią się wiekami
-Raport ESRS to nowy uciążliwy obowiązek dla firm. IA może sobie z tym tematem poradzić !
-W Peryferyjny Kapitalizm Zależny pokazano jak komputeryzacja-automatyzacja wielkich sieci handlowych wyparła sklepikarzy i podniosła rentowność handlu w USA. Rentowność handlu detalicznego w Polsce rośnie systematycznie od wielu lat. To efekt modernizacji - automatyzacji dużych sieci

 Nowością jest jeszcze aproxymacja symboliczna.
Teoria aproxymacji jest ważnym działem matematyki. Funkcje analityczną lub znaną w punktach przybliżamy inną funkcją minimalizując błąd średniokwadratowy lub jego wartość absolutną lub wartości szczytowe błędu. Błąd może być też w przedziale aproksymacji ważony odpowiednią funkcją wagi.
Funkcje analityczną można aproxymować nieskończenie długim szeregiem potęgowym Taylora lub McLorena. W każdym poradniku „Matematyka” są tabele z takimi rozwinięciami. Gdy szereg skrócimy ( dla programowanego obliczenia funkcji ) optymalne wartości współczynników są już trochę inne. Minikomputery VAX-11 jednym rozkazem wyliczały schematem Hornera wartość szeregu potęgowego ! 
Szeregiem Fouriera aproxymujemy funkcje okresową jedno lub dwuwymiarową. Efektywna obliczeniowa jest szybka transformata Fouriera. Wiele zastosowań ma podobna transformata DCT – Discrete Cosinous Tranform. Wydajność procesorów można sensownie porównać znając czas i ilość taktów procesora na stransformowanie funkcją FFT1024 - 16777216 próbek w określonej dokładności. Zwykłe procesory a w tym RISC słabo się spisują w dziedzinie FFT.
Aproxymacje idealnej prostokątnej funkcji modułu transmitancji  filtru dolnoprzepustowego można wykonać metodą Butterwortha, Bessela, Czebyszewa I i II rodzaju, funkcji eliptycznych...
Współczynniki cyfrowego filtru FIR o dowolnej odpowiedzi optymalnie aproxymuje genialny, stary  program McLellana ( po modyfikacji projektowanie filtrów z fala powierzchniową SAW ), który używany jest do dzisiaj !     
Błąd liniowości sensora RTD PT100 /1000 dla temperatur >0C jest praktycznie kwadratowy i linearyzacja sprzętowa lub programowa jest bardzo prosta a przy tym zupełnie wystarczająca dla komercyjnie dostępnych PT100. Błąd linearyzacji jest oczywiście tym większy im większy jest zakres pomiarowy.
Równanie Callendar-Van Dusen:  RRTD = R0[1 + AT + BT2 + C(T – 100)T3] gdzie
A = 3.9083 × 10e–3,B = –5.775 × 10e–7, C = 0 for T > 0 C i C = –4.23225 × 10e–12 dla T < 0 C.
Ale normy podają też dla sensora PT100 bardzo dokładne wielomiany aproxymacyjne nawet 9 rzędu.
Ponieważ użyteczność rosnących dochodów osobistych spada stosuje się progresywne podatki PIT.
Stosuje się kwotę wolną od podatku i rosnące przy kolejnych progach dochodów stawki procentowe. Ale aproxymacja jedną stawką z podniesioną kwotą wolną daje realnie nieomal takie same wyniki ale populiści od razu podniosą że nawet biedni od razu płacą stawkę 40% PIT podczas gdy większość biednych nie zapłaci w ogóle nic a pozostali niezamożni bardzo mało.
Wiele zjawisk fizycznych i chemicznych zostało w przeszłości wygodnie aproxymowanych ( dalej regresja symboliczna) na podstawie zebranych danych pomiarowych przy uwzględnieniu przybliżonego modelu fizycznego. 
Temperatura punktu rosy ma duże znaczenie w meteorologii, a zwłaszcza w meteorologii lotniczej. Para wodna  w powietrzu w tej temperaturze osiąga stan nasycenia a poniżej tej temperatury staje się przesycona i skrapla się. W momencie osiągnięcia stanu nasycenia powstają mgły, chmury, opady oraz opady utajone.  Przy wilgotności względnej RH>50% i przy temperaturze mokrego ciała T, temperatura punktu rosy Tdp jest określona z dokładnością lepszą niż 1C prostym wzorem poniżej. Ale są też dokładniejsze wzory skomplikowane.

Nadzieje wiązano z metodą regresji symbolicznej uważając, że umożliwi ona odkrycie w wielkich zbiorach danych eksperymentalnych nowych praw fizyki.
W regresji symbolicznej poszukujemy kombinacji różnych funkcji która da najlepszą aproxymacje danych. Na początku XVII wieku Kepler analizował duży zbiór obserwacji astronomicznych wykonanych przez Tychona de Brahe. Zauważył matematyczne prawidłowości w danych...
Regresja symboliczna jest NP-trudna. Znane są już znacznie wydajniejsze metody Uczenia się ( to AI ) niż programowanie genetyczne, sieci neuronowe i metoda Bayesa. Oczywiście pewna wiedza a priori mocno ułatwia poszukiwania optymalnej kombinacji.

 Banki są ośrodkami zaufania i budowy zaufania w gospodarce. Oszczędności transformują w cenny kredyt dla gospodarki. Obsługują transakcje. Są kurą znoszącą złote jaja.
Banki Centralne „drukują” biliony dla rządów. Własnego pieniądza można i nawet trzeba trochę dodrukować ale tylko trochę. Tyle żeby inflacja w rozwiniętej gospodarce nie przekroczyła 3%.  W krajach skorumpowanych złodzieje drukują pieniądze na potęgę co daje potężną inflacje. W końcu z rozpaczy przyjmują jako swoją walutę Euro lub dolara co oczywiście sporo im spowalnia możliwy wzrost i pracują na „drukarzy” Euro i dolara.
O ile prywatne drukowanie pieniędzy jest zagrożone surowymi karami łącznie z dożywociem i śmiercią o  tyle rządy drukują ( zbierają podatek inflacyjny ) bezkarnie.  „Wielcy złodzieje taki przywilej mają że ich za to nie wieszają” 
Nic dziwnego że dawniej sieć bankierów często stanowiła rodzinę. Działalność banków jest bardzo prosta: https://matusiakj.blogspot.com/2017/05/banki.html
Bardzo ważną funkcją jest niezawodne przesyłanie komunikatów dotyczących operacji klientów (oraz operacji banków) między bankami. Nic dziwnego że pierwsze sieci komputerowe do bankowości powstały w USA z hegemonicznym dolarem, który w świecie po II Wojnie zastąpił brytyjskiego funta.  
 Brytyjski hegemon nad którego Imperium nie Zachodziło Słońce zyski czerpał ze światowej  bankowości jako że jego funt był walutą rezerwową świata, ubezpieczeń, handlu i transportu.
Dezindustralizacja rozpoczęła się w Anglii w latach osiemdziesiątych XIX wieku. Przy finansach i handlu produkcja była okropnie trudna, wymagająca i mało rentowna. Czyli sektor Informacji stał się ważniejszy niż sektor realnej produkcji.  Już I Wojna pokazała że przemysł Anglii był słaby przy Niemcach.
Sto lat później rozpoczęła się dezindustralizacja USA. Niby USA są pierwszą potęgą gospodarczą świata ale na przykład ... produkują 1% tonażu statków.
 Największe przychody w świecie mają kolejno firmy (pierwsza dziesiątka z Fortune Global 500 2022 rankings ) : Walmart, Amazon,  State Grid Corporation of China , China National Petroleum Corporation , China Petrochemical Corporation , Saudi Aramco , Apple, Volkswagen Group , China State Construction Engineering , CVS Health.
Z kolei Forbes  "The Global 2000" bierze z wagą  sprzedaż, zysk, aktywa i rynkową wartość. Pierwsza dziesiątka to: JPMorgan Chase , Saudi Aramco , Industrial and Commercial Bank of China, China Construction Bank , Agricultural Bank of China , Bank of America , Alphabet , ExxonMobil , Microsoft , Apple.
Skoro hegemon jak szalony drukuje światowego dolara w bilionach to jest oczywiste że w aktywach jego firmy muszą być największe w świecie. Giełda USA jest napompowana do granic śmieszności i stąd szalona rynkowa wartość firm. Alphabet, Microsoft i  mniej Apple reprezentują Informacje w czystej postaci.
Konflikt między USA a Chinami wynika także z tego że Chiny mają własny system Informacji i nikomu nie pozwalają czerpać korzyści ze swojego sektora ( także bankowość, ubezpieczenia, handel...)  Informacji.
Stąd zdeterminowany atak USA na giganta w technologii komunikacji Huawei i wszelkie chińskie portale.

 Temat automatyzacji wojny ma już w USA dobrze ponad 60 lat. Wojna ma swoją ciekawą terminologie i wypracowane oraz sprawdzone rozwiązania. Wojna to optymalizacja i alokacja skończonych środków. 
„Obszar przesłaniania” to przygotowana przez „obrońców” ziemia niczyja z polami minowymi i różnymi przeszkodami oraz m.in. obserwatorami artylerii. W tym pasie ostrzeliwani, bombardowani i grzęznący na przeszkodach  atakujący mają się rozwinąć,  wykrwawić, zdezorganizować, a nawet  wycofać. Mają osłabnąć na tyle aby przeprowadzenie ataku na pierwszą, faktyczną linię obrony, położoną głęboko dalej było bezsensowne lub niemożliwe. Gdyby atakujący byli wyjątkowo silni (słabe rozpoznanie obrońców) to obrona ma czas ściągnąć posiłki. Teraz media donoszą jak wojsko Ukrainy traci ludzi i sprzęt na „obszarze przesłaniania” przygotowanym przez Rosję. „Zajmują” trochę terenu tracąc potencjał.
Niemiecka linia Zygfryda, mimo iż niedokończona, skutecznie zatrzymała Francuzów w 1939 roku i aliantów w 1944 roku na wiele miesięcy. Zakotwiczonych betonowych przeszkód ( „zęby smoka” ) czołgi nie były w stanie pokonać i nie przejechały. Próba pokonania kończy się zerwaniem gąsienicy i utrata po czasie rozstrzelanego czołgu.
Oczywiście Polska powinna przygotować sobie na granicy z Rosją i Białorusią ( to efekt naszej idiotycznej, samobójczej  polityki w stosunku do Białorusi ) „Obszar przesłaniania”. Rzeki, mokradła, lasy znakomicie ułatwiają zadanie.
Drogi i mosty też muszą być zaminowane.
Oczywiście można zaplanować sensowną wielo - pasową obronę przed Nachodźcami lub Inwazorami. 

 W miarę szybki rozwój III RP był możliwy m.in. dzięki Dywidendzie Pokojowej i Jednorazowej Dywidendzie Demograficznej.
Łapówki w handlu bronią są normą. Umowy offsetowe zmniejszają gospodarczą uciążliwość kupowania obcej broni.
News: Fińska Patria będzie beneficjentem kilku umów przemysłowych i wyprodukuje 400 przednich części kadłuba samolotu F-35.
Wybór F-35 w Polsce. "Nie robimy postępowania konkurencyjnego bo na tym etapie programu F-35 karty już są rozdane i nie ma szans na sensowna kompensację przemysłowa".
Polscy politycy wynegocjowali w temacie F-35 łapówki i możliwość zrobienia laski Amerykanom ! Lepsze to niż nic.

 Budownictwo jest ważnym działem gospodarki.
 Badania ze świata i Polski pokazują że tanie kredyty sponsorowane przez podatnika szkodliwie podnoszą ceny mieszkań na rynku, podnoszą ogromne marze developerów, podnoszą ceny gruntów i zachęcają do spekulacji nimi  oraz mnożą zyski banków. To czysty absurd !   Wszędzie w świecie hasło „tanie mieszkanie” prowadziło do patologii a domy zamieniały się w slamsy.
Straszną patologią po PRL są mieszkania komunalne z czynszami za małymi nawet na bieżące remonty. Rząd zwiększy dopłaty do budowy mieszkań komunalnych. Lewica chce przeznaczać na ten cel wiele miliardów. Ale ponad połowa lokatorów takich mieszkań nie płaci czynszów i zadłużenie jest gigantyczne. Część lokatorów ma jednak znośną  sytuacje finansową ale nie płaci bo i po co jak można nie płacić. Gminy mają związane ręce. Prawo nie pozwala im efektywnie odzyskiwać środków, za które można byłoby robić remonty i budować nowe lokale.
Lokatorzy mieszkań komunalnych nie płacąc nic za mieszkanie lub płacąc grosze uważają że też energia elektryczna i gaz im „się należy”. To prowadzi do pożarów i wybuchów gazu. 

 Japonia jest już tylko cieniem dawnej potęgi. Hitachi tranzystory power Mosfet w notach aplikacyjnych proponował  do wzmacniaczy liniowych i w klasie D czyli PWM, do  regulatorów napięcia PWM, zasilaczy SMPS, inverterów do silników ( mnóstwo zastosowań ), do zasilania sensorów ultradziękowych ( ultrasonograf ale nie tylko ) i do wzmacniaczy mocy na  zakresy radiowe.
W katalogu z tranzystorami power Mosfet z 1985 roku Hitachi  podaje m.in. schematy przykładowych zastosowań.
-Wzmacniaczy mocy w klasie AB
-Wzmacniaczy mocy w klasie D
-Wzmacniacz nadajnika ośmio – mostkowy   z modulatorem PWM  na fale średnie o mocy 1100 W
-Wzmacniacz mostkowy nadajnika na fale krótkie o mocy 200 W z równoległym łączeniem tranzytów  z modulatorem PWM
W obu zastosowano typowe tranzystory w obudowach metalowych TO3.
-Przeciwsobny nadajnik na zakres VHF o mocy do 300 W. Radiowe tranzystory mocy w specjalnych obudowach RF  metalowo – ceramicznych mają bardzo małą pojemność Cgd=0.5 pF ! Rok później były już oferowane podwójne takie  tranzystory do układu przeciwsobnego.

-Produkowano moduł o mocy wyjściowej 8W na zakres telefonii komórkowej 900 MHz

-Wzmacniacz Audio w klasie D  pracował z komplementarnymi tranzystorami power Mosfet z dedykowanym scalonym modulatorem PWM

 Koncerny z reguły podają sprawdzone informacje. Mosfety ( wszystkie Si, SiC, GaN ) są najszybszymi kluczami i w połowie lat osiemdziesiątych optymistycznie uważano że szybko zastaną opracowane ferryty do masowych zastosowań Mosfetów mocy o znośnej cenie. Im wyższa częstotliwość pracy tym mniejsze są transformatory i dławiki w konwerterach mocy. Minęło 38 lat i rzadko częstotliwość pracy SMPS mocy przekracza 200 KHz czyli dużo brakuje do 500 KHz podanej w tabeli Hitachi.
Niemniej miniaturowe konwertery obniżające napięcie z akumulatora lub napięcia zasilania systemu do poziomu trochę około 1 V dla systemu procesora przenośnego urządzenia nierzadko pracują z częstotliwością ponad 1 MHz.  Zasilany systemowym napięciem 48Vdc ( 45-65 V ) moduł LTP8800 rozmiaru 22mm × 24mm × 6.7mm w obudowie do montażu SMD daje silnemu procesorowi napięcie  0.5-1.1 V i maksymalnie prąd aż 150 A. Zoptymalizowany jest dla napięcia wyjściowego 0.8V i z prądem 100 A osiąga znakomitą sprawność aż 92 %. Pracuje typowo z częstotliwością 1 MHz.

 W „Fault Tolerant” autor sformułował i ilustrował tezę że złożona i nowoczesna produkcja daje wysokie marzę i szybki rozwój. Minione dekady przyniosły ogromną ilość dowodów słuszności tej tezy.

 W erze globalizacji buduje się często kilka takich samych lub zmodyfikowanych, skomplikowanych fabryk. Ktoś ukradł Samsungowi elektroniczną dokumentacje nowej fabryki półprzewodników !

 Operatorzy złożonego systemu muszą mieć dobrą świadomość sytuacyjną. Dostępność dużych ekranów LCD – LED o dużej rozdzielczości powoduje że można czytelnie dużo informacji  zmieścić na jednym ekranie. Dawniej w tej roli stosowano monitory projekcyjne.
Na rysunku z dużego ekranu w elektrowni jądrowej  pokazano zgrubnie reaktor jądrowy PWR, wytwornice pary, turbogeneratory...
Dla małych instalacji stosuje się ładne graficznie kolorowe symbole obiektów ale w dużym systemie rysunki obiektów muszą być proste aby operator od razu zobaczył stany obiektów mrugające na czerwono lub czerwone i propagacje tego koloru (i innych kolorów ) przy awarii. Oczywiście operator może wybrać szczegółowe ekrany do poszczególnych instalacji. Gdy sytuacja jest normalna czyli alarmów jest jeden lub niewiele system sam może wybrać odpowiedni prezentowany ekran aby zwrócić uwagę operatora, który musi podjąć decyzje i działanie.     

Typowy „clean-rooms” to laboratorium biologiczne (wirusy !), medyczne... lub strefy w fabryce półprzewodników. 
Powietrze do „clean-rooms” musi być starannie filtrowane. Filtry ULPA zatrzymują ponad 99.9995% pyłów rozmiaru 12 mikrometrów. Filtry standardu HEPA zatrzymują 99.97% pyłków rozmiaru poniżej 0.3 mikrometrów.
Wykluczone są przeciągi podnoszące pyłki. Jeśli pomieszczenia lub strefy są zamykane, operowane  „drzwi” nie mogą wywoływać dużych ruchów powietrza.
-Różnice ciśnień do 5 Pa +- 1.3 Pa
-Temperatura ma wynosić 22C +-0.6 C i jej gradienty są wykluczone
-Wilgotność względna ma wynosić 35% RH +-3% czyli gradienty są wykluczone
-Powietrze ma ma być wymieniono 60 razy na godzinę z tolerancja+-5%

 Typowa współczesna  fabryka półprzewodników ma powierzchnie 10 - 25 tysięcy metrów kwadratowych i system powietrza jest złożony i drogi. Urządzenia procesowe są z reguły próżniowe ale  mimo transportu wafli w kontenerach wymagana jest absolutna czystość powietrza.
Powietrze usuwane z niebezpiecznego laboratorium biologicznego musi być zneutralizowane przez filtry, chemicznie, promieniowaniem UV  i ewentualnie promieniowaniem jądrowym.

 Świeże powietrze jest dostarczane do pokazanej podstrefy przez filtry umieszczone w suficie przed stacją roboczą. Całkowity przepływ i temperatura tego powietrza zasilającego są regulowane. Kolektor odprowadzanego powietrza  jest podłączony do dolnej części okapu stacji roboczej. Opary chemiczne, wytwarzane w stacji roboczej są bezpiecznie usuwane  do atmosfery. Aby wszystkie toksycznych opary były usuwane  czyste powietrze musi być podawane do stanowiska pracy z prędkością około 0,38 m/s. Część powietrza nie wyciągnięta przez układ wydechowy jest recyrkulowana  z powrotem do stacji roboczej przez lokalny wentylator.
Tłumik w torze powrotnego powietrza  (RAR-1)  kontroluje ciśnienia (DPS-1) w czystym korytarzu roboczym. Gdy ciśnienie sensora DPS-1 spadnie tłumik ograniczy ilość zasysanego powietrza i odwrotnie gdy ciśnienie DPS-1 robi się za duże.

 Doskonałe parametry zmiennoprądowe wzmacniaczy operacyjnych przyniosły dopiero technologie w której tranzystory PNP mają zbliżone parametry do typów NPN i tranzystory mają dużą częstotliwość graniczną Ft oraz nowoczesne technologie CMOS. Bardzo szerokie pasmo (setki MHz ) może mieć OPA wbudowany w skomplikowany układ scalony na przykład w modulatorze Sigma Delta. 
Pionierem nowoczesnej technologii OPA był koncern Harris który już w 1973 rok wypuścił układy OPA typu HA-2500, 2525 o szybkości narastania napięcia wyjściowego 120 V/usec i zniekształceniach nieliniowych przy częstotliwości 1 KHz  poniżej 0.002 %. Z uwagi na wysoką cenę stosowane były tylko w sprzęcie pomiarowym i profesjonalnym i nie zyskały masowej popularności.
Wzmacniacz operacyjny TDA1034 z 1975 roku firmy Signetics z USA  nazwany później NE5534 ( i inne oznaczenia ) produkowany jest do dzisiaj ! Prefiks TDA używany był przez koncerny Europy Zachodniej a szczególnie Philips i Siemens. Amerykańskiego Signetics - a Philips włączył do swojej grupy w 1975 roku i stąd takie oznaczenie i bojkot niestrawnego w USA oraz Japonii oznaczenia układu TDA1034.  Natomiast pod nazwą NE używaną przez Signetics - USA  i inne zyskał szaloną popularność w świecie dzięki niskiej cenie i dobrym parametrom. Układ TDA1034 – NE5534 był wariacją wcześniejszego układu szybkiego wzmacniacza LM318 ( też z marnymi tranzystorami PNP ) National Semiconductor. 
Udane ale nie tanie układy wzmacniaczy BiFet National Semiconductor  typu LF155-157 pobiły gorsze ale tanie układy Texas Instrument TL081,2,4 z 1977 roku.  
Technologie Complementary Bipolar koncerny Analog Devices i Burr Brown ( kupiony przez TI )  wdrożyły dopiero w 1987 roku i od tego czasu jest wysyp układów OPA o coraz lepszych parametrach. Zaporowe ceny limitowały ich popularność.
Wypuszczony niedawno układ  OPA1656 TI z wejściową parą różnicową JFET o pasmie około 60 MHz ma rzekomo przy częstotliwości 2 KHz zniekształcenia nieliniowe rzędu -160 dB ale tylko w konfiguracji odwracającej. Ma przy tym bardzo małe szumy. Texas Instruments nie popełnia błędów marketingowych AD i BB i układ jest całkiem tani.
Parametry wzmacniacza operacyjnego zależą od parametrów jego tranzystorów i jego topologii - schematu. 

Sprawdzenie
1.Matlab i podobne programy mają silne i uniwersalne funkcje „periodogram” ( funkcja jest rodzaju overloaded ( przeciążana ) i można w miarę potrzeby podać dużo parametrów ) do wyliczenia „Power Spectral Density PSD” Oczywiście używa FFT. Porządny wykład o PSD ma objętość ponad 50 stron i materiał matematyczny należy wcześniej przerobić. Im większa jest estymowana  dynamika PSD tym dłuższa musi być sekwencja spróbkowanego sygnału.
Użycie funkcji periodogram jest trywialne. Przykład:
Fs = 1000;   t = 0:1/Fs:.3;
x = cos(2*pi*t*200)+randn(size(t));  % A cosine of 200Hz plus noise
periodogram(x,[],'twosided',512,Fs); % The default window is used 

Binarny sygnał wyjściowy z symulowanego modulatora Sigma Delta II rzędu z kwantyzerem 1 bitowym ( czyli komparatorem jako przetwornikiem A/D ) podano w liczbie 2^17 próbek do funkcji periodogram z oknem Hanna. Modulatorowi podano sinusoidę o pełnej amplitudzie prawie -1...+1 tak że  na pełny jej okres jest 200 wyjściowych -1/1.

-Znając asymptotyczne własności modulatora SD II rzędu wylicz czy do oceny wyniku symulacji wystarczy dla PSD 2^17 próbek a następnie zweryfikuj to obliczeniowo zmniejszając / zwiększając liczbę próbek.
-W programie symulującym modulator SD zamiast kwantyzera 1 bitowego zastosuj ( wpisz swój kod  ) kwantyzer 2,3,4 i 5 bitowy. Sprawdź czy polepszenie jakości jest zgodne z teorią
-Sinusoida ( z nano zniekształceniami ) jest próbkowana ( idealny filtr antyaliasingowy ) 22 razy w okresie. Ile próbek dla PSD trzeba aby wiarygodnie ocenić  wielkość pierwszych 10 harmonicznych o poziomie około -160 dB ?  

2.Dlaczego w zastosowaniach gdzie duży jest  w czasie procesora udział funkcji DSP słabo pod względem szybkości spisują się procesory RISC bez rozkazów DSP? 

3.Na czas opóźnienia w prostej pętli regulacji temperatury w pokazanym reaktorze składa się:
-Stała czasowa wynikająca z tempa mieszania zawartości reaktora
-Stała czasowa transportu ciepła przez ścianę reaktora
-Stała czasowa z obiegu chłodziwa
-Stała czasowa odpowiedzi sensora temperatury i inne małe opóźnienia
Niech cały czas opóżniena wynosi 7 min.
Termiczna stała czasowa (=inercja obiektu ) jest proporcjonalna do iloczynu masy reagentów przez ich ciepło właściwe podzielone przez moc generowaną  przez reakcje razy różnica temperatur w reaktorze i chłodziwa. Wynosi ona 50 minut. 

-Jakie jest optymalne wzmocnienie, stała czasowa całkowania i różniczkowania regulatora PID dla tej pętli regulacji
-Jaki jest okres gasnących oscylacji odpowiedzi pętli regulacji.


Cwiczenie
1.Pomiędzy wyjściem dobrej jakości karty dźwiękowej PC (sygnał sinusoidalny 3 KHz o pełnej amplitudzie ale należy też stosować mniejsze częstotliwości dla kondensatorów elektrolitycznych  program RMAA lub PSDD Maltab) a jej wejściem jest filtr górnoprzepustowy z dołączanego kondensatora.
Kondensator ceramiczny X7R i kondensatory elektrolityczne wnoszą zniekształcenia nieliniowe ale nie można tu stwierdzić czy kondensator ceramiczny C0G i foliowe polistyrenowy, polipropylenowy i poliwęglanowy wnoszą zniekształcenia nieliniowe.
-Jakie mechanizmy generują zniekształcenia w kondensatorach elektrolitycznych ? 
-Jakie mechanizmy generują zniekształcenia w kondensatorze X7R ? 
-Jakie mechanizmy mogą generować zniekształcenia w kondensatorze C0G  ?
-Jakie mechanizmy mogą generować zniekształcenia w kondensatorach foliowych ?

2.Czeska firma www.janascard.cz ( dostarczyła swojego projektu nową elektronikę do modernizowanej elektrowni jądrowej. Czechosłowacja produkowała licencyjne reaktory jądrowe WWER440 i pozostałe elementy elektrowni jądrowej   ) oferuje PCB generatora o częstotliwości 2 KHz i zniekształceniach poniżej  -140 dB. W użytym układzie generatora o podobnym schemacie użyto układu  OPA1656.

Żadnym komercyjnym przyrządem, nawet najdroższym,  nie można zmierzyć takich znikomych zniekształceń. Ale sygnał 2 KHz można odfiltrować filtrem środkowozaporowym - mostkiem podwójne T  a sygnał resztkowy wzmocnić i podać do karty dźwiękowej.

Okazuje się że kondensatory ceramiczne C0G jednak trochę nieliniowo zniekształcają. Na pewno najlepsze są kondensatory polistyrenowe i wydaje się (!) że jednak kondensator poliwęglanowy troszkę zniekształca.   

Wadą tego generatora jest bardzo długi czas stabilizacji amplitudy (obwiednie sinusoidy można obserwować oscyloskopem ) po włączeniu zasilania. Wzmocnienie 1 przy częstotliwości generacji w pętli generatora regulowane jest odrobinę transoptorem O1 ( LED+Fotoopornik ) typu NSL32SR3, pdf.  Pętla regulacji ( jej dynamika to R8+C23 i C24 oraz R9+C5 ) musi jednak bardzo dobrze odfiltrować tętnienia z wyprostowanego sygnału generatora (są w nim harmoniczne ) aby nie wprowadzać zniekształceń drogą modulacji wzmocnienia w pętli generatora.
W przybliżeniu obiekt regulacji jest niestabilny eksponencjalnie z pasmem wyznaczonym przez kaskadę filtrów  R8+C24 oraz R9+C5 i odpowiedź transoptora oraz circa czas martwy 0.2 okresu oscylacji. Regulator pętli jest typu PI (R8+C23).
Podobne ( filtr Sallena - Keya III rzędu pulsacji na OPA tu jest „jawny” ) jest rozwiązanie układu regulacji zastosowane w aplikacji Linear Technology (THD part per bilion ) ale jednak transoptor z fotorezystorem wprowadza mniejsze zniekształcenia nieliniowe niż układ mnożący.

-Spróbuj zoptymalizować czas regulacji pętli regulacji amplitudy generatora tak jednak aby wprowadzane przez nią zniekształcenia były na poziomie poniżej -160 dB w stosunku do sygnału.