Реферат на тему: «Вечный двигатель: история проблемы»

Введение

Впервые вечный двигатель был упомянут, по доступным данным, в рукописи «Сиддхантасиромани», автором которой является математик Бхаскар в 1150м году. В книге шла речь о колесе со специальными полостями, заполненными ртутью. Утверждалось, что если такое колесо закрепить на оси и придать ему первоначальное вращение, то дальше оно будет вращаться вечно.

Особенно активный интерес к этой идее появился в 16м веке, когда началось бурное развитие машинного производства.

В книге итальянского философа Марко Антонио Зимара «Пещера медицинской магии» была описана вечная ветряная мельница. Идея состояла в том, чтобы напротив лопастей колеса поставить воздушные насосы, которые приводились бы в действие самим колесом.

В литературе того времени было много идей, основанных на использовании энергии воды. Основным элементом у многих являлся архимедов винт, а идея вечного движения была простой: архимедов винт поднимает воду из резервуара на какую-то высоту, эта вода падает на лопасти мельничного колеса, которое при этом вращается и приводит в движение винт.

Интересный факт: работая над вечным двигателем, Стевин в 1857 году, поставил эксперимент: Он соединил 14 шаров в одну цепь, накинул ее на трехгранную призму в надежде, что шары, скатываясь по наклонной грани, будут двигать всю цепь и создадут этим непрерывное её вращение, но, шары неподвижно зависали, в накинутом на призму положении. Зато эта неподвижная система навеяла Стевину идею равновесия. Данный результат и вошел в научную терминологию как закон равновесия сил на наклонной плоскости.

Вечные двигатели, в каком-то смысле, разрабатывались не только учеными, но и шарлатанами. Их соблазняла возможность получить сказочную прибыль, некоторые даже рисковали своими деньгами, а иногда и теряли их, когда двигателя не получалось. Часто также шарлатаны были вынуждены скрываться, когда их технические фокусы не удавались или разоблачались.

Механические вечные двигатели

Механик середины 17 века Сомерсет решил построить вечный двигатель невиданных до этого размеров. Намерения поддержал Карл 1. Было сооружено огромное колесо диаметром более 4 метра с размещенными по его периметру 14 грузами весом по 50 фунтов каждый. К сожалению, в сообщениях по этому опыту о результатах экспериментов подробно не говорится. Известно лишь, что к этому опыту учёный больше не возвращался.

Некоторое видоизменение машины Сомерсета представляет собой вечный двигатель, в котором откидывающиеся грузы заменены шарами, свободно перекатывающимися в клиновидных камерах, прикрепленных к ступице колеса. Автор исходил из предположения, что шары, подкатившиеся к внешнему краю колеса, будут обладать большим силовым моментом, чем шары, находящиеся в суженной части камер вблизи его оси.

В 60-х годах 18го века интересный вариант вечного двигателя с неуравновешенными шарами предложил Ульрих из Гранаха: для подачи шаров к верхней части ведомого колеса автор использовал архимедов винт.

Вечные двигатели с неуравновешенными шарами имели почти одинаковый принцип, а доставка шаров обратно в исходную точку их траектории осуществлялась различными способами. Так, в одном из вечных двигателей, шары поднимаются наверх с помощью бесконечной ленты с черпаками.

Многие попытки создания вечного двигателя, приводимого в действие силой тяжести различных масс, с самого начала исходили из неверного предположения о том, что для приведения такой машины в непрерывное движение достаточно сместить центр тяжести ее вращающейся части с оси вращения. Это ошибочное понимание закона тяготения имело своими главными причинами несколько консервативный взгляд на статику тел, а также почти полное отсутствие опыта практического применения новых законов динамики, установленных Галилеем.

Гидравлические вечные двигатели

Несмотря на свою простоту, водяное колесо обладало существенным недостатком - оно нуждалось в достаточном количестве проточной воды вне зависимости от времени года.

Именно поэтому популярностью пользовалась идея работы водяного колеса в замкнутом цикле, что позволило бы сделать его независимым от изменчивых водяных потоков и, тем самым, обеспечить более широкое его использование. Слабость этой идеи в том, что было неясно, как доставлять воду обратно к лотку, питающему лопатки.

Уилкинс описал свой вечный двигатель в сочинении «Математическая магия» 1648го года. Этот проект представляет собой нечто среднее между трехступенчатым водяным колесом и турбиной в тройном каскаде, сидящими на общем наклонном валу. Внутри этого вала размещался архимедов винт, поднимавший воду из нижнего резервуара на лопатки самого верхнего колеса.

Схемы сухих водяных мельниц на принципе гидравлического вечного двигателя никогда не были реализованы на практике. Об этом свидетельствует целый ряд проектов, отличающихся друг от друга некоторыми деталями конструкции. В попытках увеличить количество воды, подаваемой к верхнему лотку колеса, авторы подобных проектов часто прибегали к объединению двух или более архимедовых винтов.

Чтобы выяснить всю несостоятельность этих проектов, проанализируем кратко работу водяного колеса и проведем примерную оценку его энергетического баланса. Рассмотрим сначала водяное колесо с подачей воды сверху - этот единственный гидравлический двигатель, в котором непосредственно используется потенциальная энергия падающей воды. Действительно, находящаяся в верхнем лотке вода падает в ковши рабочего колеса и своей тяжестью заставляет их двигаться вниз до тех пор, пока колесо не повернется примерно на пол-оборота и вода не выльется в отводящий канал.

Диаметр водяных колес обычно выбирался приблизительно равным высоте используемого перепада уровней. Следовательно, в случае значительных перепадов водяное колесо теряло ряд своих преимуществ, поскольку оно становилось слишком большим и тяжелым. Колесо всегда располагалось строго над поверхностью воды в отводном канале, с тем чтобы при повышении уровня в нем нижний край колеса не оказывался бы в воде. Именно это обстоятельство не позволяло полностью использовать всю потенциальную энергию воды, определявшуюся теоретически только разностью высот верхнего и нижнего уровней. Общая сумма потерь даже у тщательно изготовленного водяного колеса с верхней подачей воды достигала примерно 20%, так что коэффициент полезного действия такого колеса никогда не превышал 80%.

В случае использования водяного колеса в качестве движущего элемента, приводимое им в действие перекачивающее устройство должно было доставлять к верхнему лотку ровно такое же количество воды, которое в тот же самый момент вытекало на лопатки самого колеса. Даже если при этом не учитывать потери в перекачивающем насосе, то потребляемая насосом мощность должна в точности соответствовать потенциальной энергии воды, которая определяется упомянутой разностью верхнего и нижнего уровней и которую никакое водяное колесо полностью использовать не может. Это обстоятельство уже само по себе доказывает, почему не может существовать сухая водяная мельница с замкнутым круговоротом воды.

Мнимые вечные двигатели

Сегодня уже никто не сомневается, что энергия перемещения масс воздуха ничего общего не имеет с теми тайными силами, которые являлись причиной вечного движения, даже если источником этих сил оказывалась сама природа Земли или целая Вселенная. Естественно, что колебания температуры внешнего воздуха зависят от солнечного излучения; с изменениями этой температуры в свою очередь тесно связаны характер перемещений атмосферных масс и изменения барометрического давления. Однако все эти процессы происходят лишь благодаря тому, что Солнце постоянно посылает на поверхность Земли все новые порции энергии. Эта энергия называется латентной (то есть протекает при незаметном изменении температуры) и она очень часто оказывалась тем источником, к которому почти всегда обращались изобретатели вечного двигателя. Устройства на этой энергии во многих случаях функционировали успешно, что побуждало общество рассматривать эти машины как доказательство осуществимости вечного движения в условиях Земли.

В 1815 году Рамис из Мюнхена придумал новый вечный двигатель. По существу, этот двигатель представлял собой электрический маятник, который качался на опоре, помещенной, между сферическими электродами двух электрических элементов Замбони, вставленных внутрь стеклянных столбиков. Верхнее удлиненное плечо маятника оканчивалось стеклянной палочкой с металлическим шариком на конце. При касании сферического электрода одного из элементов на шарик переходила небольшая часть его электрического заряда. Так как тела, несущие на себе одноименные заряды, отталкиваются, маятник отклонялся в другую сторону, где шарик притягивался электродом противоположной полярности, который в свою очередь забирал его заряд, и весь процесс повторялся вновь в обратном направлении. С помощью удачных усовершенствований конструкции Рамису удалось использовать этот способ для приведения в действие маятниковых часов, которые благодаря энергии, запасенной в электрических элементах, могли идти очень долгое время.

Ещё одна значительная часть мнимых вечных двигателей получала необходимую для своей работы энергию в результате изменений абсолютного давления земной атмосферы. Одним из самых первых проектов подобного рода был барометрический вечный двигатель англичанина Кокса, появившийся в 70е годы 18го века. Принцип действия этого устройства основывался на опыте Торричелли с заполненной ртутью трубкой. Главной частью машины Кокса являлся большой сосуд, в который было налито 200 кг ртути; его подвешивали на цепях и с помощью системы блоков уравновешивали специальным грузом. В этот сосуд с ртутью погружалась длинная стеклянная трубка с запаянным верхним концом, которую изобретатель перед запаиванием также наполнял ртутью до самого верха. При падении абсолютного давления земной атмосферы уровень ртути в трубке понижался, и часть ее вытекала в сосуд, который, утяжеленный весом вытекшей ртути, начинал опускаться; далее это движение передавалось на заводное колесо пружины часового механизма. Если атмосферное давление повышалось, тогда, наоборот, некоторое количество ртути выталкивалось обратно в трубку и противовес возвращал сосуд в исходное положение. Небольшого изменения давления внешнего воздуха оказывалось достаточно для завода часовой пружины на восьмисуточный запас хода.

В 1751 г. французский часовщик Ле-Плат построил оригинальные «вечные» часы: он взял обычные маятниковые часы и повесил их на стену со скрытым в ней воздушным каналом, сообщавшимся с комнатой через специальное отверстие. Когда двери в комнату открывались, более теплый, а потому и более легкий воздух из комнаты начинал проходить через канал в стене, выталкиваемый более холодным и более тяжелым наружным воздухом. На пути протекающего в канале воздуха Ле-Плат установил небольшую крыльчатку, приводившую во вращение передаточный механизм, который в свою очередь обеспечивал поднятие свинцовой гири часов.

Из приведенных примеров видно, что некоторые явления природы, по крайней мере внешне, оказываются в противоречии с повседневным опытом человека, — именно это обстоятельство являлось одной из причин возникновения иллюзий о возможности использования при создании вечных двигателей скрытых природных сил. Общество всегда стремилось создать вечный двигатель в тех условиях, в которых ещё не существовало точных формулировок законов и представления о том, как правильно их стоило применять. В наше время ситуация иная, но пока нам недостаёт ресурсов и знаний на реализацию подобной идеи.

 

Источники информации

1. https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library_kids/istoriya_vechnogo_dvigatelya_153256.html

2. https://studwood.net/1887689/matematika_himiya_fizika/istoriya_problemy

3. https://studwork.org/spravochnik/fizika/vechnye-dvigateli

4. https://www.mirf.ru/science/vechnyj-dvigatel-perpetuum-mobile/

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C

 

 

Реферат на тему: «Современные средства связи»

К видам связи относятся: электросвязь, сеть связи, система ЭВМ, факсимильная связь, видеоконференцсвязь, Интернет. Электросвязь – любые излучение, передача или прием знаков, сигналов, голосовой информации, письменного текста, изображений, звуков или сообщений любого рода по радиосистеме, проводной, оптической и другим электромагнитным системам.

Сеть связи – технологическая система, включающая в себя средства и линии связи и предназначенная для электросвязи или почтовой связи. К линиям связи относятся линии передачи, физические цепи и линейно-кабельные сооружения связи.

Радиосвязь - это разновидность электросвязи, беспроводной, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, то есть электромагнитные волны, свободно распространяющиеся в пространстве. Она находит широкое применение во всех случаях, когда использование других родов связи затруднено, и зачастую является единственным средством связи с движущимися объектами . Радиосвязь ведется в широком спектре радиочастот (длин волн), который условно разбит на диапазоны.

Сверхдлинные и длинные (мириаметровые и километровые) волны (СДВ и ДВ) незначительно поглощаются земной поверхностью и сравнительно глубоко проникают в морскую воду, поэтому они широко применяются для связи с погруженными подводными лодками. Для обеспечения связи требуются большие мощности радиопередатчиков (1 тыс. кВт и более) и сложные антенные поля.

Средние (гектометровые) волны (СВ) по сравнению с короткими значительно меньше подвержены влиянию ионосферных возмущений, северных сияний, магнитных бурь, поэтому они используются в северных широтах, а также для связи кораблей и радионавигации.

Короткие (декаметровые) волны (КВ) хорошо отражаются ионосферой, поэтому применяются для радиосвязи на большие расстояния. Недостатками коротковолновой радиосвязи являются низкая помехоустойчивость, зависимость распространения от возмущений ионосферы и подверженность воздействию высотных ядерных взрывов.

Дальность связи на ультракоротких волнах (УКВ), к которым обычно относят метровые - МВ, дециметровые - ДЦВ, сантиметровые - СМВ, миллиметровые - ММВ, и децимиллиметровые - ДММВ, ограничивается в основном расстоянием видимости между антеннами корреспондирующих радиостанций. При соответствующих мощности передатчика, чувствительности приемника и параметрах антенно-фидерных устройств дальность связи увеличивается далеко за пределы горизонта. А еще приходится поднимать антенны на большую высоту. 

Диапазон УКВ обладает широкими возможностями для получения большого количества рабочих волн и каналов связи в линии. Связь в диапазоне УКВ имеет повышенную помехоустойчивость, что определяет ее место во внутриобластном радиовещании и в военной радиосвязи.

Электронно-вычислительной машиной называется комплекс электронных устройств, позволяющий осуществлять предписанные программой или пользователем информационные процессы.

Поскольку понятие «система» предполагает собой любой объект, элементы которого находятся в упорядоченной взаимосвязи, под системой ЭВМ следует понимать комплексы, в которых хотя бы одна ЭВМ является элементом системы либо несколько ЭВМ составляют систему.

Под сетями ЭВМ понимаются компьютеры, объединенные между собой линиями (сетями) электросвязи.

Факсимильная связь обеспечивает точное изображение оригинала.

Видеоконференцсвязь передает информацию по принципу «от одного к многим». Требует достаточной производительности каналов связи. Иногда используется в судах, главным образом при рассмотрении жалоб осужденных.

В настоящее время все шире применяются кабельные и радиорелейные линии, повышается уровень автоматизации связи.

В радиорелейных линиях связи используются ультракороткие (дециметровые и сантиметровые) волны. Эти волны распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому линии состоят из цепочки маломощных радиостанций, каждая из которых передает сигналы к соседней как бы по эстафете. Такие станции имеют мачты высотой 60—80 м, находящиеся на расстоянии 40—60 км друг от друга.

Все большей популярностью пользуются оптоволоконные линии связи, позволяющие передавать большой объем информации. Процесс передачи основан на многократном отражении лазерного луча, распространяющегося по тонкой трубке (волокну). Такая связь возможна между двумя неподвижными объектами.

Успехи в области космической радиосвязи позволили создать новую систему связи, названную «Орбита». В этой системе используются ретрансляционные спутники связи.

Созданы мощные и надежные системы, обеспечивающие телевизионным вещанием районы Сибири и Дальнего Востока. Они позволяют осуществить телефонно-телеграфную связь с отдаленными районами.

Хотя лазерное излучение и миллиметровые волны могут быть использованы для вещания, ограничения, обусловленные поглощением в атмосфере, и разные помехи другого рода удается преодолеть лишь ценой больших затрат. Поэтому при поиске путей расширения вещания, позволяющих избежать ограничений, связанных с использованием электромагнитных излучений, все больше используются кабельные системы.

 

Для кабельного телевидения требуется прокладка кабелей от передающих до принимающих станций, расположенных, например, в домах. Радиослушатель или телезритель кабельного вещания не испытывает неудобств от замираний, двоения изображений и других помех. Кроме того, благодаря тому, что число каналов, передаваемых по кабелю, практически неограниченно (тогда как обычная станция ТВ-вещания передает в данный момент лишь одну программу), телезрителю предоставляется гораздо более широкий выбор программ. В перспективе средства массовой информации могут стать службами индивидуализированной информации, способными передавать по запросам отдельных телезрителей предварительно записанные программы.

 

На протяжении многих лет работают системы кабельного телевидения с коллективным приемом (CATV). Первоначально предназначавшиеся для обслуживания удаленных поселков, где устанавливаемые на крышах антенны не обеспечивали качественного приема сигналов, системы CATV также широко используются в городах, где одной из проблем являются помехи.

Временное уплотнение речи с интерполяцией (TASI) – способ, позволяющий удвоить пропускную способность трансокеанских телефонных кабелей благодаря использованию естественных пауз в разговорах. Канал двусторонней связи примерно в течение 60% всего времени работает вхолостую при паузах в разговоре, а также в то время, когда пользователь работает на прием. Аппаратура TASI с помощью быстродействующего коммутатора предоставляет неиспользуемое время одного канала кому-либо из других пользователей. Такой коммутатор возвращает канал пользователю сразу же, как только тот начинает говорить, и разъединяет его сразу после замолкания, предоставляя канал в паузах другим абонентам.

Импульсно-кодовая модуляция такой способ передачи сигналов средствами цифровой техники особенно удобен при использовании БИС и СБИС, а также волоконно-оптических линий. Такая цифровая (ИКМ) передача речи и ТВ-сигналов в конце концов заменит другие средства связи. При использовании импульсно-кодовой модуляции сигналы речи или изображения можно разделять на множество малых временнх интервалов; на каждом интервале ряд импульсов постоянной амплитуды представляет сигнал. Эти импульсы посылаются на принимающую станцию вместо оригинальных сигналов. Одно из преимуществ ИКМ связано с тем, что дискретные электронные импульсы постоянной амплитуды нетрудно отличить от случайных помех произвольной амплитуды (электростатического происхождения), которые в той или иной степени присутствуют в любой среде передачи. Такие импульсы можно передавать, по существу, без помех от стороннего шума, так как их легко отделить. ИКМ используется для самых разных сигналов. Телеграфные и факсимильные сообщения, а также другие данные, которые ранее пересылались по телефонным линиям другими методами, можно гораздо более эффективно передавать в импульсной форме. Трафик таких неречевых сигналов непрерывно возрастает; существуют также системы, позволяющие передавать смешанные сигналы речи, данных и видеоинформации.

 

Новые спутники связи серии «Радуга» запускаются на орбиту радиусом около 36 000 км. На этой орбите период обращения спутника равен 24 ч, и поэтому спутник все время находится над одной и той же точкой поверхности Земли. Совершенствуются и находят новые применения и такие сравнительно старые средства связи, как телеграф и фототелеграф.

О размахе достижений, связанных с передачей неподвижных изображений по фототелеграфу можно судить по таким данным: в год по фототелеграфу передаются десятки тысяч газетных полос, с которых печатаются сотни миллионов экземпляров газет.

Интернет - также является современным средством связи.

Интернет - это бурно растущая и развивающаяся всемирная сеть компьютерных сетей. Она объединяет десятки тысяч локальных сетей, т. е. миллионы больших и малых компьютеров. Услугами Интернета постоянно пользуются множество людей, и их число непрерывно растет.

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet.

Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений  не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса ведут к их активному применению.

Электронная почта – самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель. Оценки говорят, что в мире имеется более 50 миллионов пользователей электронной почты. В целом же в мире трафик электронной почты (протокол smtp) занимает только 3.7% всего сетевого. Популярность ее объясняется, как насущными требованиями, так и тем, что большинство подключений – подключения класса “доступ по вызову” (с модема), а у нас в России, вообще, в подавляющем большинстве случаев – доступ UUCP. E-mail доступна при любом виде доступа к Internet .
E-mail (Electronic mail) – электронная почта. С ее помощью вы можете посылать сообщения, получать их в свой электронный почтовый ящик, отвечать на письма ваших корреспондентов автоматически, используя их адреса, исходя из их писем, рассылать копии вашего письма сразу нескольким получателям, переправлять полученное письмо по другому адресу, использовать вместо адресов (числовых или доменных имен) логические имена, создавать несколько подразделов почтового ящика для разного рода корреспонденции, включать в письма текстовые файлы, пользоваться системой «отражателей почты» для

 ведения дискуссий с группой ваших корреспондентов и т.д. Из Internet вы можете посылать почту в сопредельные сети, если вы знаете адрес соответствующего шлюза, формат его обращений и адрес в той сети.
Используя e-mail, вы можете пользоваться ftp в асинхронном режиме. Существует множество серверов, поддерживающих такие услуги. Вы посылаете e-mail в адрес такой службы, содержащую команду этой системы, например, дать листинг какой-то директории, или переслать файл такой-то к вам, и вам приходит автоматически ответ по e-mail с этим листингом или нужным файлом. В таком режиме возможно использование почти всего набора команд обычного ftp. Существуют серверы, позволяющие получать файлы по ftp не только с них самих, но с любого ftp-сервера, который вы укажете в своем послании e-mail.
E-mail дает возможность проводить телеконференции и дискуссии. Для этого используются, установленные на некоторых узловых рабочих машинах, mail reflector-ы. Вы посылаете туда сообщение с указанием подписать вас на такой-то рефлектор (дискуссию, конференцию), и вы начинаете получать копии сообщений, которые туда посылают участники обсуждения. Рефлектор почты просто по получении электронных писем рассылает их копии всем подписчикам. 

 

Мобильные телефоны сотовой связи фактически являются сложной миниатюрной приемо-передающей радиостанцией. Каждому сотовому телефонному аппарату присваивается свой электронный серийный номер (ESN), который кодируется в микрочипе телефона при его изготовлении и сообщается изготовителями аппаратуры специалистам, осуществляющим его обслуживание. Кроме того, некоторые изготовители указывают этот номер в руководстве для пользователя. При подключении аппарата к сотовой системе связи техники компании, предоставляющей услуги этой связи, дополнительно заносят в микрочип телефона еще и мобильный идентификационный номер (MIN). Мобильный сотовый телефон имеет большую, а иногда и неограниченную дальность действия, которую обеспечивает сотовая структура зон связи. Вся территория, обслуживаемая сотовой системой связи, разделена на отдельные прилегающие друг к другу зоны связи или сотые. Телефонный обмен в каждой такой зоне управляется базовой станцией, способной принимать и передавать сигналы на большом количестве радиочастот. Кроме того, эта станция подключена к обычной проводной телефонной сети и оснащена аппаратурой преобразования высокочастотного сигнала сотового телефона в низкочастотный сигнал проводного телефона и наоборот, чем обеспечивается сопряжение обеих систем.

 

 

Периодически (с интервалом 30-60 минут) базовая станция излучает служебный сигнал. Приняв его, мобильный телефон автоматически добавляет к нему свои MIN- и ESN-номера и передает получившуюся кодовую комбинацию на базовую станцию. В результате этого осуществляется идентификация конкретного сотового телефона, номера счета его владельца и привязка аппарата к определенной зоне, в которой он находится в данный момент времени. Когда пользователь звонит по своему телефону, базовая станция выделяет ему одну из свободных частот той зоны, в которой он находится, вносит соответствующие изменения в его счет и передает его вызов по назначению. Если мобильный пользователь во время разговора перемещается из одной зоны связи в другую, базовая станция покидаемой зоны автоматически переводит сигнал на свободную частоту новой зоны.

 

Стационарный беспроводный радиотелефон объединяет в себе обычный проводной телефон, представленный самим аппаратом, подключенным к телефонной сети, и приемо-передающее радиоустройство в виде телефонной трубки, обеспечивающей двусторонний обмен сигналами с базовым аппаратом. В зависимости от типа радиотелефона, дальность связи между трубкой и аппаратом, с учетом наличия помех и пере отражающих поверхностей, составляет в среднем до 50 метров.

Развитие стандартов сотовых сетей позволило получить с мобильного скоростной доступ к интернету, что открывает дополнительные возможности. Сегодня мы можем не только разговаривать по телефону, но и видеть собеседника независимо от того, какое расстояние разделяет. Важную роль в распространении информации играют современные каналы связи, по которым она настолько быстро поступает потребителю, что средствам массовой информации больше не нужно тратить часы или дни для донесения новости до читателя, слушателя, или зрителя.

Сложно переоценить роль средств связи в нашей жизни. С появление интернета и современных мобильных устройств технологий, больше нет необходимости совершать многие действия, которые раньше требовали и времени и сил. Можно оплачивать любые счета с помощью мобильного телефона.

Пейджеры - это мобильные радиостанции с алфавитным, цифровым или смешанным регистратором сообщений, работающие в основном в диапазоне 100-400 МГц. Пейджинговая система получает сообщение от телефонного абонента, кодирует его в требуемый формат и передает его на пейджер вызываемого абонента. Пейджинговая связь - это система персонального радиовызова (в данном случае по средствам пейджера) является удобной технологической разработкой, для той части нашего общества, которой необходимо по профессиональным или иным причинам постоянно находиться в "поле зрения" организации или группы лиц.

 

 Система персонального радиовызова, с момента разработки, сразу же нашла применение среди спецслужб, врачей и т.д. Радиус действия обычно ограничивался по площади объекта (больница, завод, охраняемая территория и т.п.) Пользователями системы персонального радиовызова становилось всё большее количество людей, увеличивалась и зона обслуживания. В наши дни система персонального радиовызова используется в основном рядовыми гражданами. Такое расширение системы привело к понятию система персонального радиовызова общего пользования. Система персонального радиовызова  является удобной технологической разработкой, для той части нашего общества, которой необходимо по профессиональным или иным причинам постоянно находиться в “поле зрения” организации или группы лиц. Система персонального радиовызова, с момента разработки, сразу же нашла применение среди спецслужб, врачей и т.д. Радиус действия обычно ограничивался по площади объекта (больница, завод, охраняемая территория и т.п.) Пользователями системы персонального радиовызова становилось всё большее количество людей, увеличивалась и зона обслуживания. В наши дни система персонального радиовызова используется в основном рядовыми гражданами. Такое расширение системы привело к понятию система персонального радиовызова общего пользования. В зависимости от количества абонентов варианты построения системы персонального радиовызова подразделяются: на малые, средние и большие системы.

 

Современные технологии развиваются семимильными шагами, когда от одного поколения связи до следующего, требуются не десятилетия, а всего несколько лет. Пару десятков лет назад мобильный телефон считался предметом роскоши, а чтобы скачать песню в интернете могло потребоваться несколько часов. Сегодня сотовый превратился в средство связи, и с его помощью можно скачать менее чем за минуту целый музыкальный альбом.

Также, именно благодаря искусственным спутникам, человечество смогло не просто составить точные карты, но и получать более точные данные о перемещении атмосферных фронтов, изменениях в ландшафте земного шара. А это позволяет, как пример, составлять более точные прогнозы погодных явления, а не просто регистрируя данные перемещения воздушных масс в определенном месте.

Человек все меньше зависит от проводов там, где раньше этого было не избежать. Музыка и телевидение по воздуху, и разговор с человеком за тысячи километров — все это сегодня уже не сказка, а реальность современного обывателя.

Современные средства связи - это необходимая вещь для человечества, которая развивается с огромной скоростью.

Курсовая работа на тему: "Проектирование пирамидального дешифратора"

Содержание

Введение                                                                                                 3

1.  Разработка схемы устройства дешифратора                                          5

2.  Исследование работы дешифратора                                                       7

2.1 Расчет параметров печатной платы                                                  9

3.  Техника безопасности при работе дешифратора                                  19

Заключение                                                                                            21

Список литературы                                                                                22

Приложение А. Структурная схема                                                      23

Приложение Б. Перечень элементов                                                          24

Приложение Г. Таблица истинности                                                     25

 

Введение

 

Радиолокация, автоматика и телемеханика, спутниковая связь и системы глобального позиционирования, медицина и фотография, аудиовизуальная техника и бытовая радиоэлектроника, системы видеонаблюдения и охранные системы – это области широкого применения разнообразных цифровых устройств и компьютеров. Это связано с тем, цифровые устройства не требуют индивидуальных настроек, что весьма важно при массовом производстве. Они малогабаритны, надежны, экономичны, многофункциональны. Особое значение имеет автоматизация всех процессов разработки и производства изделий. Внедрение систем автоматизированного проектирования схем, печатных плат, конструкций моделей приводит к значительному сокращению сроков разработки и улучшений характеристик аппаратуры. Без использования средств автоматизаций, немыслимо современное производство цифровых устройств.

В данной курсовой работе прилагается разработка пирамидального дешифратора.  Цель данной работы состоит в том, чтобы научиться проектировать и использовать усовершенствованный дешифратор пирамидального типа. Таким образом, в течение работы над курсовым проектом будет рассматриваться и описываться схемы: линейного дешифратора и так же самого пирамидального дешифратора.

 

1 Разработка схемы устройства дешифратора

В данном разделе приведена структурная схема разрабатываемого устройства (приложение А), описано назначение и состав каждого блока.

Схема этого дешифратора состоит только из операций «И». Но на входы этой схемы должен подаваться только двоичный код числа как в прямом, так и в инверсном виде. На данной схеме изображено 6 входов и 5 выходов:

X₁; X₂; X₃; X₄; X₅; X₆ – входы.

Y₀; Y₁; Y₄; Y₆; Y₇ – выходы.

Так же можно отметить схемы «&» всего на схеме их представлено 9 штук, из них 4 подключены к основным входам пирамидальной схемы, которые в свою очередь выполняют основную работу.

Младшие разряды двоичного числа декодируются левыми схемами «И». А на входы правых схем «И» подаются сигналы с прямой и инверсной шин старшего разряда и с выходов левых схем «И». Построение пирамидального дешифратора позволяет экономить логические элементы входящие в состав схемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Исследование работы дешифратора

2.1 Расчет параметров печатной платы

Дешифратор - это комбинационное устройство, преобразующее входной код в сигнал на одной отдельной выходной линии. Дешифраторы предназначены для преобразования параллельного двоичного кода в унитарный, т.е. позиционный код, а в следствии этого пирамидальный дешифратор – это уже многоступенчатый прибор, особенностью которых является применение во всех ступенях дешифрации двухвходовых элементов «И» с обязательным подключение выхода элемента i-ой ступени ко входам только двух элементов (i+1)-ой группы.

Пирамидальные дешифраторы отличаются от линейных, лишь использованием только двухвходовых конъюнкторов вне зависимости от разрядности дешифрируемого числа, а коэффициент разветвления триггеров входного регистра и всех логических элементов дешифратора также равен двум. Таким образом, пирамидальные дешифраторы свободны от ограничений, свойственных линейным дешифраторам, но в них используется большее количество логических элементов. При проектировании цифровых устройств,  первостепенную роль играет не количество логических элементов в устройстве, а количество требуемых корпусов Информационная система.

 

Сам дешифратор применяется почти во всех цифровых устройствах.

Пример:

 Калькулятор, компьютерная мышь, клавиатура, монитор, телефон, ноутбук и т.д.

Пирамидальные дешифраторы свободны от ограничений, свойственных линейным дешифраторам, но в них используется большее количество логических элементов.

Дешифраторы решают следующие задачи:

преобразование двоично-десятичного кода в десятичное число;

преобразование двоично-десятичного кода в семеричный код, необходимый для индикации десятичного числа.

Дешифраторы выпускаются в виде отдельных микросхем или используются в составе других микросхем. В настоящее время десятичные или восьмеричные дешифраторы используются в основном как составная часть других микросхем, таких как мультиплексоры, демультиплексоры, Постоянное запоминающее устройство  или оперативное запоминающее устройство.

 

 

 

 

 

 

 

3 Техника безопасности при работе дешифратора

 

Техника безопасности — система организационных мероприятий, технических средств и методов, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

В зависимости от эксплуатационной законченности изделия подразделяют на изделия третьего, второго и первого порядка.

По метрологическим свойствам изделия подразделяют на средства измерений и на изделия, не являющиеся средствами измерений. Изделия, не являющиеся средствами измерения, подразделяют на изделия, имеющие точностные характеристики, и на изделия, не имеющие точностных характеристик.

Техника безопасности распространяются на дешифраторы числовой кодовой автоблокировки, состоящие из блока счетчиков типа БС-ДА, блока конденсаторов типа БК-ДА и блока исключения типа БИ-ДА и применяются при проведении сертификации в системе сертификации, созданной федеральным органом исполнительной власти в области железнодорожного транспорта. Дешифратор предназначен для эксплуатации в устройствах кодовой автоблокировки переменного тока с числовым кодом. Сведения о нормативных документах представлены в ГОСТ 12997-84.

Для изделий, подвергаемых при эксплуатации синусоидальным вибрациям низкой частоты (с частотой перехода от 8 до 9 Гц) в диапазоне от 0,1 до 150 Гц, допускается дополнительно устанавливать требования по устойчивости и прочности к их воздействию из таблицы ниже

Требования к ударным и вибрационным воздействиям для обеспечения сейсмостойкости изделия, должны быть установлены в стандартах и (или) технических условиях на изделия конкретных групп (видов) по согласованию изготовителя  с потребителем.

Изделия, на которые влияет отклонение от рабочего положения, должны сохранять свои характеристики при отклонении на ±5 °, если иное значение отклонения не установлено в стандартах и (или) технических технических условиях на изделия конкретных групп (видов).

Изделия, которые по своему принципу действия чувствительны к индустриальным радиопомехам, должны сохранять свои характеристики при воздействии на них индустриальных радиопомех, не превышающих норм, предусмотренных в «Общесоюзных нормах допускаемых индустриальных радиопомех»

Стандарт ГОСТ 12.1.019-2017 "Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты"

 

Заключение

Основной задачей курсовой работы являлась разработка пирамидального дешифратора. В ходе её выполнения была выполнена следующая работа.

В разделе Разработка схемы устройства была выполнена структурная схема пирамидального дешифратора, с расположением основных компонентов. Описано назначение и взаимосвязь устройств. Также составлена таблица с перечнем элементов.

При изготовлении пирамидального дешифратора был выполнен расчёт параметров печатной платы, описание процесса изготовления пирамидального дешифратора и печатных плат.

Пирамидальные дешифраторы, так же как прямоугольные, относятся к разряду многоступенчатых дешифраторов, особенностью которых является применение во всех ступенях дешифрации двухвхо-довых вентилей с обязательным подключением выхода элемента 1 - й ступени ко входам только двух элементов (i 1) - й ступени.

Сам пирамидальный дешифратор – это логическая схема, преобразующая двоичный код в унарный, когда только на одном из всех выходов появляется активный сигнал.

Дешифраторы применяют для расшифровки адресов ячеек запоминающих устройств, высвечивания букв и цифр на мониторах, индикаторах и других устройствах

В разделе Техника безопасности при изготовлении пирамидального дешифратора, были рассмотрены вопросы работы с оборудованием, с опасными химическими веществами, обеспечением  вентиляции, соблюдением установленных ГОСТом требований.

 

Список литературы

 

Стандарт ГОСТ 12.1.019-2017

1.  Миленина, С. А. Электротехника, электроника и схемотехника: учебник и практикум для среднего профессионального образования / С. А. Миленина, Н. К. Миленин; под редакцией Н. К. Миленина. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 406 с. 

2.  Новожилов, О. П. Электроника и схемотехника в 2 ч. Часть 1: учебник для среднего профессионального образования / О. П. Новожилов. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 382 с.

3.  Новожилов, О. П. Электроника и схемотехника в 2 ч. Часть 2: учебник для среднего профессионального образования / О. П. Новожилов. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 421 с.

4.  Проектирование цифровых устройств: учебник / А.В. Кистрин, Б.В. Костров, М.Б. Никифоров, Д.И. Устюков. — Москва: КУРС: ИНФРА-М, 2019. — 352 с.

5.  Гуров, В. В. Микропроцессорные системы: учебник / В.В. Гуров. — Москва: ИНФРА-М, 2019. — 336 с

6.   Кушнер, Д.А. Основы автоматики и микропроцессорной техники: учебное пособие / Д.А. Кушнер, А.В. Дробов, Ю.Л. Петроченко. - Минск: РИПО, 2019. - 245 с.

7.  Максимов, Н. В. Технические средства информатизации: учебник / Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2019. — 608

 

 

Приложение А

Структурная схема пирамидального дешифратора 

X2

X1

X6

X5

X4

X3

Y7

Y6

Y4

Y1

Y0

&

&

&

&

&

&

&

&

&

 

Приложение Г

Таблица истинности для структурной схемы пирамидального дешифратора 

№	1	2	3	4	5	6	y0	y1	y4	y6	y7
1	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
2	0	0	0	0	0	1	0	1	0	0	0
3	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0	0
4	0	0	0	0	1	1	0	0	0	1	0
5	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1
6	0	0	0	1	0	1	0	0	0	0	0
7	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0
8	0	0	0	1	1	1	0	0	0	0	0
9	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
10	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0	0
11	0	0	1	0	1	1	0	0	0	0	0
12	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	0
13	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0

 

 

 

 

                  

 

Приложение Б.

 

Формат	Зона	Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Приме- чание
		1	X1	Входной сигнал	1
		2	X2	Входной сигнал	1
		3	X3	Входной сигнал	1
		4	X4	Входной сигнал	1
		5	X5	Входной сигнал	1
		6	X6	Входной сигнал	1
		7	Y0	Выходной сигнал	1
		8	Y1	Выходной сигнал	1
		9	Y4	Выходной сигнал	1
		10	Y6	Выходной сигнал	1
		11	Y7	Выходной сигнал	1
		12	&	Конъюнкция	9