Главная
Коллекция "Otherreferats"
Программирование, компьютеры и кибернетика
Блок питания принтера. Операционные системы. Типовые элементы и устройства цифровой техники
Блок питания принтера. Операционные системы. Типовые элементы и устройства цифровой техники
Принципиальная схема блока питания принтера. Входные цепи, силовой преобразователь. Контроль входного напряжения и тока "земли". Основные функции операционной системы. Технические средства получения информации. Преобразовательные элементы и устройства.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | отчет по практике |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.05.2010 |
| Размер файла | 25,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
17
Блок питания принтера
Матричные принтеры Epson серии DFX предназначены для значительных объемов печати, а поэтому они являются высокоскоростными устройствами, печатающими на перфорированной ленточной бумаге. Высокая скорость печати приводит к тому, что механизмы принтера потребляют значительную мощность, которая должна обеспечиваться блоком питания принтера. Но, к сожалению, надежность источника питания принтера DFX-8000 оставляет желать лучшего.
Принципиальная схема блока питания принтера Epson DFX-8000 приводится на схеме DFX8000_PS. pdf Как и положено современному источнику питания с большой выходной мощностью, он является импульсным. Если более точным, то в состав блока питания входят два импульсных источника (два преобразователя), имеющих при этом различные типы инверторов.
1. Первый импульсный преобразователь обеспечивает формирование напряжения +35В, которое используется для питания соленоидов печатающей головки и для питания таких механизмов, как двигатели, соленоиды, вентиляторы. Этот импульсный преобразователь, построенный по двухтактной схеме, управляется ШИМ-регулятором. Импульсный трансформатор этого преобразователя имеет обозначение T1. Назовем этот преобразователь силовым
2. Второй импульсный преобразователь обеспечивает формирование напряжений +5В, +12В и - 12В. Этот источник построен по схеме однотактного автогенераторного преобразователя, формирующего импульсный ток в трансформаторе T4. Будем считать этот преобразователь основным.
Рассмотрим особенности схемотехники блока питания.
Входные цепи
Входные фильтры имеют самое обычно построение, за исключением того, что установлены два каскада фильтров подряд, что обеспечивает более качественную фильтрацию сетевого напряжения.
Сетевой выпрямитель представляет собой интегрированный диодный мост DB1. Ток через диоды этого выпрямителя ограничивается резисторами большой мощности (по 9 Вт) - R0, R2, R3. Ограничение тока осуществляется в моменты, когда работает основной преобразователь, а также в моменты запуска силового преобразователя. Когда пик тока, вызванного запуском блока питания и запуском силового преобразователя, пройдет, ограничивающая цепь резисторов отключается. Такое отключение цепи происходит за счет ее шунтирования симистором TY1. Управляется (открывается) симистор напряжением с конденсатора C8. Управляющий сигнал на открывание симистора формируется после того, как конденсатор C8 зарядится от вторичной обмотки трансформатора T1. Таким образом, симистор будет отключать ограничительную цепь только после того, как начнет работать силовой преобразователь. Наличие перемычки J1 позволяет доработать блок питания под номинал сети 110В (доработка осуществляется установкой перемычки)
Силовой преобразователь
Представляет собой двухтактный импульсный преобразователь, силовыми ключами которого являются Q1 и Q2. При поочередном переключении этих транзисторов через первичную обмотку T1 (конт.11 - конт.9) течет импульсный двунаправленный ток. Импульсный двунаправленный ток вторичной обмотки (конт.2 - 3-5-6) выпрямляется диодной сборкой DT1, включенной по схеме двухполупериодного выпрямителя.
Транзисторы Q1 и Q2 управляются микросхемой ШИМ-регулятора, функцию которого выполняет IC1 (TI594). Микросхема TI594 аналогична TL494, о которой написаны тома литературы, а поэтому ее рассмотрение мы обойдем стороной. Управляющие сигналы от микросхемы IC1 на затворы транзисторов Q1 и Q2 подаются через согласующие трансформаторы T2 и T3, которые также обеспечивают гальваническую развязку между первичной и вторичной частью блока питания.
Силовым преобразователем обеспечивается формирование трех напряжений: VP1, VP2, VP3. Все эти напряжения имеют один номинал: +35В, а отличаются они лишь цепями, которые к ним подключены:
напряжение VP1 используется для питания половины печатающей головки (9 иголок);
напряжение VP2 используется для питания второй половины печатающей головки (другие 9 иголок);
напряжение VP3 для питания плунжера, вентилятора головки, двигателя каретки, двигателя бумаги, двигателя зазора головки, двигателя перемотки красящей ленты. Кроме того, напряжение +35В подается на разъем CN5, к которому подключается вентилятор блока питания.
Стабилизация напряжения +35В, а также его токовая защита осуществляется микросхемой ШИМ-регулятора IC1. В первую очередь, задачей данного источника питания является обеспечение стабильности тока, и защита от превышения тока сверх установленного значения. Контроль напряжения и тока осуществляется сразу несколькими цепями.
1. Контроль уровня напряжения осуществляется за счет делителя, состоящего из резисторов R33, R34 и VR1. Сигнал обратной связи по напряжению подается на конт.1 микросхемы IC1.
2. Контроль общего тока в канале +35В осуществляется за счет делителя напряжения R30-R31 и токового датчика R32. Сигнал от этого комбинированного токового датчика подается на конт.15 и конт.16 микросхемы IC1. Изменение тока приводит к изменению длительности импульсов, управляющих транзисторами Q1 и Q2.
3. Защита от превышения тока осуществляется компараторами IC2A, IC2B и IC3B, которые получают сигналы от токовых датчиков: R37, R38 и R39. Эти три датчика тока осуществляют измерения тока отдельно в каждом из каналов VP1, VP2 и VP3. В случае превышения тока в любом из трех каналов микросхема IC1 блокируется подачей на ее конт.4 сигнала "высокого" уровня. Это приводит к отключению силового преобразователя.
4. Включение и выключение всего силового преобразователя осуществляется сигналом от микропроцессора принтера. Таким сигналом является PD, который управляет транзистором Q7. Эмиттер этого транзистора подключен к конт.14 микросхемы IC1 (на схеме соединительная точка отсутствует). Если транзистор Q7 открыт, то силовой преобразователь выключен, а закрывание транзистора Q7, наоборот, приводит к запуску силового преобразователя. Поэтому для запуска силового преобразователя, микропроцессор устанавливает сигнал PD в высокий уровень. Только после активизации сигнала PD, на выходе блока питания появляется напряжение +35В.
5. Кроме того, через транзистор Q7 осуществляется защита от превышения напряжения в канале +35В сверх установленного значения. Увеличение напряжения +35 В приводит к формированию на выходе компаратора IC4B сигнала низкого уровня, открыванию Q7 и к блокировке преобразователя.
6. Напряжение канала +35В контролируется, кроме всего прочего, еще и компаратором IC5A. На вход компаратора подается напряжение с делителя R33, R34 и VR1. Этот компаратор формирует на выходе сигнал CL в том случае, если определяется перегрузка в канале +35В. Сигнал CL подается на вход микропроцессора принтера, и его активизация приводит к снижению скорости печати - таким образом микропроцессор пытается уменьшить нагрузку блока питания.
Основной преобразователь
Основным преобразователем формируются напряжения:
+5В для питания всей электронной части принтера и цифровых микросхем;
+12В для питания цепей последовательного интерфейса;
12В является дополнительным напряжением для интерфейсных цепей.
Рассмотрим назначение отдельных узлов преобразователя.
1. Силовым ключом основного преобразователя является транзистор Q4, который создает импульсный ток в первичной обмотке трансформатора T4 (конт.10 - конт.8). Пусковой ток автогенераторного преобразователя создается резисторами R15 и R16.
2. Резистор R19 (токовый датчик) и транзистор Q5 обеспечивают токовую защиту транзистора Q4.
3. Обмотка трансформатора (конт.7-конт.6), резистор R21 и конденсатор C18 образуют цепь автогенерации, задающую частоту переключения для Q4 и максимальную длительность импульсов на его базе.
4. Транзистор Q6 изменяет длительность импульсов на базе Q4, осуществляя, таким образом, стабилизацию выходных напряжений источника питания. Транзистор Q6 управляется оптроном PC2. Световой поток внутреннего светодиода этого оптрона пропорционален уровню выходного напряжения +5В, т.е. стабилизация напряжений осуществляется по каналу +5В.
5. Ток светодиода оптрона PC2 регулируется микросхемой Q8, на управляющий вход которой (конт.3) подается напряжение, пропорциональное +5В с делителя R76, R68.
6. Токовая защита канала +5В осуществляется компаратором IC4A, на один из входов которого подается напряжение с делителя R64, R65, а на второй вход - сигнал с токового датчика (резистор R66). Если определяется превышение тока сверх установленного значения, выход компаратора переводится в "низкий" уровень, что приводит к открыванию стабилитрона ZD1 и протеканию через оптрон PC2 максимального тока. В результате, сигнал обратной связи имеет максимальное значение, и транзистор Q4 закрывается.
Схема контроля входного напряжения
Интересной особенностью блока питания принтера Epson DFX-8000 является наличие схемы, контролирующей уровень первичного напряжения. Схема состоит из микросхемы Q3, и резистивного делителя R12, R13, R14. Микросхемой Q3 управляется оптрон PC1, с выхода которого сигнал подается на компаратор IC5B (конт.5). На выходе компаратора (конт.7) генерируется сигнал SO. Если выпрямленное напряжение сети становится ниже 170В, сигнал SO активизируется. По сигналу SO генерируется аппаратное прерывание микропроцессора, в процессе обработки которого начинается процедура сохранения основных параметров принтера в энергонезависимой памяти.
Схема контроля тока "земли"
Еще интересной схемой в составе рассматриваемого блока питания является схема контроля тока между двумя "землями": "землей логической" (для каналов +5В и +12В) и "землей силовой" (для канала +35В). Токовым датчиком, регистрирующим ток, протекающий между этими "землями", является резистор R83. Сигнал с этого датчика подается на компаратор IC3A. Если ток "земли" станет слишком большим, компаратор IC3A блокирует работу силового преобразователя подачей сигнала "высокого" уровня на конт.4 микросхемы IC1.
Как уже отмечалось в начале настоящего обзора, блоки питания принтера Epson DFX-8000 не отличаются высокой надежностью, при этом наибольшее количество проблем, конечно же, происходит в первичной его части. Снижению надежности блока питания способствует использование автогенераторного преобразователя в качестве основного источника, а, как известно, запуск такого преобразователя всегда сопряжен с возможностью его отказа. И именно на автогенераторный преобразователь и приходится наибольший процент отказов блока питания. Кроме того, второй источник питания, формирующий напряжения +35В и построенный по схеме двухтактного преобразователя, также не добавляет схеме надежности.
Наиболее частой проблемой, поэтому, является, так называемее "выгорание" первичной части блока питания. Как видно из приведенной схемы, первичная часть данного блока питания ничем особенным не выделяется, а поэтому методики диагностики схемы, проверки отдельных элементов и приемы ремонта являются довольно традиционными, и они неоднократно обсуждались и обсуждаются в самых различных публикациях. Но перечислить наиболее часто отказываемые компоненты и наиболее типичные проблемы (которых крайне мало), все-таки стоит, и сделаем мы это в виде таблицы 1.
Перечисленные элементы дают львиную долю неисправностей рассматриваемого блока питания, хотя известны и сложные неисправности, потребовавшие от ремонтных служб "высшего пилотажа".
Также еще раз напоминаем, что проверки импульсных источников питания необходимо проводить при наличии нагрузки.
И скажем еще несколько слов по порядку запуска блока питания. В момент, когда блок питания запускается, сначала начинает работать основной преобразователь, и на выходе блока появляется напряжение +5В. Отсутствие этого напряжения сразу будет говорить о неисправности именно этого преобразователя. Через некоторое время после появления +5В, сигнал PD устанавливается в высокий уровень и только после этого на выходе блока питания должно появиться +35В.
Проявление неисправности: Возможно неисправный элемент:
Сгорает предохранитель F1 Диодный мост DB1
Блок питания не запускается. Транзисторы Q4, Q5 и Q6
Отсутствует +5В. Транзисторы Q1 и Q2
Конденсаторы C9 и C10
Предохранитель F1
Резисторы R2,R0,R3
Резисторы R15 и R16
Резистор R19
Транзистор Q5
Операционные системы
Операциомнная системма, ОС (англ. operating system) - базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.
ОС позволяет абстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляя разработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций. С точки зрения обычных пользователей компьютерной техники ОС включает в себя и программы пользовательского интерфейса.
Функции
Основные функции (простейшие ОС):
Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.
Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).
Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т.д.), организованным в той или иной файловой системе.
Пользовательский интерфейс.
Сетевые операции, поддержка стека протоколов.
Дополнительные функции:
Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).
Объекты ядра ОС
Процессы
Файлы
События
Потоки
Семафоры
Мьютексы
Каналы
Файлы, проецируемые в память.
Понятие операционной системы
Существуют две группы определений ОС: "совокупность программ, управляющих оборудованием" и "совокупность программ, управляющих другими программами". Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.
Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т.п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки - также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры - могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство "картридже" или компакт-диске. Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев, это UNIX-подобные системы (последнее особенно верно в отношении программируемого коммутационного оборудования: файрволов, маршрутизаторов).
Операционные системы, в свою очередь, нужны, если:
вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно "связать" вывод одной программы с вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Напр., простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция - тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
необходима возможность имитации "одновременного" исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как "разделение времени". При этом специальный компонент, называемый планировщиком, "нарезает" процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам);
наконец, оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых - оболочка и набор стандартных утилит - является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы). Таким образом, современные универсальные ОС можно охарактеризовать, прежде всего, как
использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
многопользовательские (с разделением полномочий),
многозадачные (с разделением времени).
Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой ОС. В составе ОС различают три группы компонентов:
ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевую подсистему, файловую систему;
системные библиотеки и
оболочка с утилитами.
Большинство программ, как системных (входящих в ОС), так и прикладных, исполняются в непривилегированном ("пользовательском") режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ядерным ресурсам, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что ОС (точнее, её ядро) управляет оборудованием.
В определении состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).
Эволюция операционных систем и основные идеи
Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т.п.).
В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.
Пакетный режим
Необходимость оптимального использования дорогостоящих вычислительных ресурсов привела к появлению концепции "пакетного режима" исполнения программ. Пакетный режим предполагает наличие очереди программ на исполнение, причём ОС может обеспечивать загрузку программы с внешних носителей данных в оперативную память, не дожидаясь завершения исполнения предыдущей программы, что позволяет избежать простоя процессора.
Разделение времени и многозадачность
Уже пакетный режим в своём развитом варианте требует разделения процессорного времени между выполнением нескольких программ.
Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в "монопольном" режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.
Разделение времени позволило создать "многопользовательские" системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких, как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие, как массивные вычисления) - в пакетном режиме.
Разделение полномочий
Распространение многопользовательских систем потребовало решения задачи разделения полномочий, позволяющей избежать возможности модификации исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой (содержащей ошибку или злонамеренно подготовленной) программы, а также модификации самой ОС прикладной программой.
Реализация разделения полномочий в ОС была поддержана разработчиками процессоров, предложивших архитектуры с двумя режимами работы процессора - "реальным" (в котором исполняемой программе доступно всё адресное пространство компьютера) и "защищённым" (в котором доступность адресного пространства ограничена диапазоном, выделенном при запуске программы на исполнение).
Реальный масштаб времени
Основная статья: Операционная система реального времени
Применение универсальных компьютеров для управления производственными процессами потребовало реализации "реального масштаба времени" ("реального времени") - синхронизации исполнения программ с внешними физическими процессами.
Включение функции реального масштаба времени в ОС позволило создавать системы, одновременно обслуживающие производственные процессы и решающие другие задачи (в пакетном режиме и (или) в режиме разделения времени).
Файловые системы и структуры
Постепенная замена носителей с последовательным доступом (перфолент, перфокарт и магнитных лент) накопителями произвольного доступа (на магнитных дисках).
Типовые элементы и устройства цифровой техники
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: общая электротехника и электроника; метрология, стандартизация и сертификация; основы теории управления; микропроцессорные системы; информационная техника; конструирование, проектирование и технология автоматических электронных и микроэлектронных систем физических установок и автоматизированных систем научных исследований; технические средства автоматизации и управления; схемотехника ЭВМ.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по управлению, вычислительной технике и информатике при участии Московского инженерно-физического института (государственного университета), Московского государственного института электроники и математики (технического университета) и Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН.
Технические средства получения информации. Преобразовательные элементы и устройства
Датчики. Назначение, основные типы датчиков и физические принципы действия. Датчики механических величин (линейных и угловых перемещений, скорости, ускорений, давлений и напряжений). Тензочувствительные элементы, интегральные тензопреобразователи. Средства измерения температуры, напряженности магнитного поля. Термоэлектрические преобразователи, терморезисторы, термопары, датчики Холла, магниторезисторы, магнитотранзисторы, магнитные варикапы, магниточувствительные интегральные схемы. Интерферометрические, дифракционные и волоконно-оптические датчики. Ультразвуковые датчики. Пьезорезонансные датчики. Акустооптические преобразователи и спектроанализаторы. Интеллектуальные датчики.
Основы теории погрешности и чувствительности преобразователей. Методы математического описания чувствительности и точности средств преобразования.
Технические средства приема, преобразования и передачи измерительной и управляющей информации
Устройства приема информации оптического излучения (инфракрасного, видимого, ультрафиолетового диапазонов). Многоэлементные фотоприемники, матрицы на приборах с зарядовой связью, вакуумные и газонаполненные фотоэлементы.
Устройства ввода и вывода дискретных и число-импульсных сигналов. Устройства гальванической развязки.
Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Принципы построения. Основные характеристики и параметры.
Усилители: импульсные, широкополосные, операционные, резонансные, полосовые, селективные. Усилители постоянных сигналов. Основные характеристики и параметры. Особенности анализа и проектирования.
Устройства связи с объектом управления (УСО). Основные типы УСО, принципы организации
Интерфейсы систем управления. Классификация, основные характеристики интерфейсов. Системные (внутримашинные) интерфейсы. Интерфейсы персональных компьютеров. Приборные интерфейсы (IEEE 488, IEC 625.1). Интерфейсы устройств ввода-вывода. Последовательные интерфейсы: RS232C, ИРПС, I2С, USB, RS422, RS485. Параллельные интерфейсы: Centronis, ИРПР, ИРПР-М, EPP/ECP.
Технические средства обработки, хранения информации и выработки управляющих воздействий
Принципы функционирования, сравнительные характеристики и предпочтительные области применения устройств хранения информации (магнитные, оптические, магнитооптические, полупроводниковые).
Цифровые средства обработки информации в системах управления. Формирующие, импульсные и генерирующие элементы (формирователи импульсов, триггерные схемы, регенеративные импульсные устройства, генераторы линейно изменяющегося напряжения и тока, синусоидальных колебаний, специальных функций).
Типовые элементы вычислительной техники: логические элементы, дешифраторы, шифраторы, преобразователи кодов, сумматоры, триггеры, программируемые логические интегральные схемы.
Интегральные микросхемы запоминающих устройств (ПЗУ, ОЗУ, ППЗУ). Сравнительная оценка характеристик ОЗУ, СОЗУ, ДОЗУ, ППЗУ и др.
Микропроцессорные средства обработки информации в системах управления. Аппаратная реализация вычислительных алгоритмов в устройствах обработки сигналов, процессоры быстрого преобразования Фурье. Цифровые сигнальные процессоры. Специализированные микропроцессорные контроллеры, программируемые компьютерные контроллеры.
Системы автоматизации проектирования цифровых и аналоговых устройств. Типы систем автоматизации. Моделирование функциональное и временное. Проектирование устройств на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС).
Исполнительные устройства и средства отображения информации
Исполнительные устройства. Типовые структуры, состав и характеристики. Исполнительные механизмы и регулирующие органы на базе электропривода постоянного тока, асинхронного электропривода и с шаговыми двигателями.
Информационные электрические микромашины автоматических устройств. Тахогенераторы, сельсины, вращающиеся трансформаторы.
Интеллектуальные исполнительные устройства, системы позиционирования. Интеллектуальные механотронные исполнительные устройства.
Средства звуковой и оптической сигнализации. Типовые средства отображения и документирования информации, устройства связи с оператором. Принципы построения, классификация и технические характеристики. Видеотерминальные средства, мнемосхемы, индикаторы. Операторские панели и станции.
Источники питания
Основные параметры и характеристики источников питания, основные пути обеспечения их высоких эксплуатационных показателей.
Стабилизаторы напряжения линейного типа. Стабилизаторы напряжения параметрического типа. Стабилизаторы напряжения и тока с обратной связью. Принципы построения. Основные характеристики и параметры. Пути и методы повышения эксплуатационных показателей.
Импульсные стабилизаторы напряжения. Принципы построения, основные характеристики.
Преобразователи постоянного напряжения в переменное. Принципы построения и характеристики.
Эталонные источники напряжения и тока.
Состояние и перспективы интегрального исполнения источников питания.
Источники бесперебойного питания.
Надежность элементов и устройств вычислительной техники и систем управления
Устойчивость элементов и устройств к внешним воздействиям. Характеристики климатических воздействий. Механическая прочность.
Радиационная стойкость элементов и устройств. Виды воздействующих излучений: корпускулярные, квантовые, волновые. Обратимые и остаточные эффекты. Изменение параметров пассивных и активных компонентов под воздействием радиации. Пути повышения радиационной стойкости элементов и устройств.
Надежность элементов и устройств, ее количественные характеристики. Внезапные и постепенные отказы. Влияние электрических и тепловых режимов элементов на их надежность. Методы повышения надежности. Ускоренные методы испытаний на надежность.
Оптимизация элементов и устройств вычислительной техники и систем управления
Расчет разброса параметров устройств. Детерминированные методы расчета. Варианты расчета на наихудший случай. Численные вероятностные расчеты. Оценка точности. Сравнение методов вероятностного расчета.
Оптимизация элементов и устройств. Формулировки задачи оптимального расчета. Алгоритмы одновременного поиска. Одновременный поиск при наличии ограничений и в многоэкстремальных задачах. Простейшие методы многомерного поиска без ограничений. Методы сопряженных направлений. Алгоритмы случайного поиска. Поиск в многоэкстремальных задачах. Многомерный поиск при наличии ограничений. Методы штрафных функций.
Функциональные узлы цифровой техники на программируемых интегральных устройствах
Интеграмльная (микро) схемма (ИС, ИМС, м/сх, англ. Integrated circuit, IC, microcircuit, microchip, silicon chip, chip), чип, микрочимп - тонкая пластинка, отколотая, отсечённая от чего-либо - первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) - микроэлектронное устройство - электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус.
Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) - ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение "чип компоненты" означает "компоненты для поверхностного монтажа" в отличие от компонентов для традиционной пайки в отверстия на плате. Поэтому правильнее говорить "чип микросхема", имея в виду микросхему для поверхностного монтажа. На 2009 год большая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.
Уровни проектирования
Физический - методы реализации одного транзистора (или небольшой группы) в виде легированных зон на кристалле.
Электрический - принципиальная электрическая схема (транзисторы, конденсаторы, резисторы и т.п.).
Логический - логическая схема (логические инверторы, элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ и т.п.).
Схемо- и системотехнический уровень - схемо- и системотехническая схемы (триггеры, компараторы, шифраторы, дешифраторы, АЛУ и т.п.).
Топологический - топологические фотошаблоны для производства.
Программный уровень (для микроконтроллеров и микропроцессоров) - команды ассемблера для программиста.
В настоящее время большая часть интегральных схем разрабатывается при помощи САПР, которые позволяют автоматизировать и значительно ускорить процесс получения топологических фотошаблонов.
Классификация. Степень интеграции
В СССР были предложены следующие названия микросхем в зависимости от степени интеграции (указано количество элементов для цифровых схем):
Малая интегральная схема (МИС) - до 100 элементов в кристалле.
Средняя интегральная схема (СИС) - до 1000 элементов в кристалле.
Большая интегральная схема (БИС) - до 10000 элементов в кристалле.
Сверхбольшая интегральная схема (СБИС) - до 1 миллиона элементов в кристалле.
Ультрабольшая интегральная схема (УБИС) - до 1 миллиарда элементов в кристалле.
Гигабольшая интегральная схема (ГБИС) - более 1 миллиарда элементов в кристалле.
В настоящее время название ГБИС практически не используется (например, последние версии процессоров Pentium 4 содержат пока несколько сотен миллионов транзисторов), и все схемы с числом элементов, превышающим 10 000, относят к классу СБИС, считая УБИС его подклассом.
Технология изготовления
Полупроводниковая микросхема - все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния, германия, арсенида галлия).
Плёночная микросхема - все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок:
толстоплёночная интегральная схема;
тонкоплёночная интегральная схема.
Гибридная микросхема - кроме полупроводникового кристалла содержит несколько бескорпусных диодов, транзисторов и (или) других электронных компонентов, помещённых в один корпус.
Вид обрабатываемого сигнала:
Аналоговые
Цифровые
Аналого-цифровые
Аналоговые микросхемы - входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания.
Цифровые микросхемы - входные и выходные сигналы могут иметь два значения: логический ноль или логическая единица, каждому из которых соответствует определённый диапазон напряжения. Например, для микросхем ТТЛ при питании +5 В диапазон напряжения 0…0,4 В соответствует логическому нулю, а диапазон 2,4…5 В соответствует логической единице. Для микросхем ЭСЛ-логики при питании ?5,2 В: логическая единица - это ?0,8…?1,03 В, а логический ноль - это ?1,6…?1,75 В.
Аналого-цифровые микросхемы совмещают в себе формы цифровой и аналоговой обработки сигналов. По мере развития технологий получают всё большее распространение.
Подобные документы
Технические характеристики и принцип работы принтера "Epson Lx 350". Принцип работы устройства по структурной схеме. Выбор и инсталляция операционной системы и драйверов. Диагностика матричного принтера, возможные неисправности и способы их устранения.
курсовая работа [100,4 K], добавлен 07.12.2015Принцип действия лазерного принтера. Особенности конструкции LaserJet III. Блок-схема лазерного принтера. Обслуживание лазерных принтеров и уход за ним. Диагностика неисправностей и ремонт лазерного принтера. Аппаратные неисправности принтера LaserJet III
курсовая работа [282,9 K], добавлен 26.12.2007Технические характеристики блока питания CHIEFTEC CTG-550-80P; основные причины его неисправности: пыль, перепады напряжения в сети, перегрев. Рекомендации по ремонту прибора. Расчет необходимой мощности блока питания для нормальной работы системы.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 29.04.2014Назначение и составные части блока питания компьютера. Основные неисправности блоков питания, их признаки, причины, способы обнаружения и устранение. Проверка работоспособности блока питания. Инструменты и материалы, применяемые при ремонте блока питания.
контрольная работа [4,1 M], добавлен 31.01.2016Основные характеристики принтера HP Laser Jet 4000: интерфейс, размер, комплектация. Блок-схема системы формирования изображения. Поиск неисправностей лазерного принтера. Расчет полной стоимости профилактического обслуживания и ремонта в фирме "ОАО ISIS".
курсовая работа [2,3 M], добавлен 29.04.2014Назначение, виды и характеристики принтеров. Принцип работы лазерного принтера. Конструктивные элементы его картриджа. Техническое обслуживание устройства. Поиск и устранение основных неисправностей. Алгоритм их поиска. Выбор метода диагностирования.
курсовая работа [924,6 K], добавлен 28.04.2014Блок питания компьютера, его основные задачи и технические характеристики. Состав и основные компоненты устройства, принципы его работы. Характерные неисправности и способы их устранения. Проверка рабочих напряжений. Алгоритм поиска неисправностей.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.05.2012Принципиальная электрическая схема микропроцессорной системы. Моделирование в Proteus 7.10. Алгоритмы обработки и хранения информации. Аналого-цифровой преобразователь. Назначение выводов источника опорного напряжения. Значения сопротивления резисторов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.05.2013Главный элемент матричного принтера. Синхронное взаимодействие всех механизмов принтера. Двухсторонний обмен информацией с ПК, хранение и проведение необходимых преобразований информации, формирование управляющих сигналов на рабочие органы принтера.
контрольная работа [135,8 K], добавлен 06.09.2011Базовая конфигурация персонального компьютера и минимальный комплект аппаратных средств. Внутренние и внешние устройства ввода и вывода. Назначение и функции системного блока, клавиатуры, "мыши", принтера, микрофона, монитора, колонок и наушников.
реферат [19,3 K], добавлен 20.01.2010
