|
Аналоговые сигналы
Сигналы. Как меняется освещение на улице? Гармонические колебания. Фазы и фазовые сдвиги. Электродвигатель переменного тока.
При рассмотрении структур мы много раз употребили слово «сигнал». Это слово латинского происхождения: signum (сигнум) обозначает знак, В автоматике и в приборостроении под словом «сигнал» понимают не только знаки, но и процесс, который несет сообщение. Сигналом называют также некоторые побудительные процессы, вызывающие действия автомата.
Сигналы бывают различных видов. Сигналы, которые связывают вход автомата или прибора с внешним миром, называют входными сигналами. Например, входным сигналом будет поток тепла от очагов в древних автоматах для открывания дверей и в автомате, подливающем масло в огонь. Входным сигналом будет также тепловое излучение от ног людей, подошедших к автомату, отличавшему на выставке мужчину от женщины. О всех этих автоматах речь шла в первых беседах. Входным сигналом служит и опускание монеты в щель торгового автомата для продажи газированной воды, побуждающее автомат к действию, т. е. срабатыванию.
В то же время и между блоками автомата или прибора также действуют сигналы. Сигналом был поток расширившегося воздуха, поступающий в резервуар из сосуда — жертвенного очага автомата открывания дверей. Сигналом была вода, вытекающая из, этого резервуара в ведро. Это различие проводят по отношению к блоку го: то что в блок входит — входной сигнал, а то что '—выходной.
Существуют сигналы пневматические, гидравлические. Однако наибольшее распространение в современной автоматике и прибо. ростроении получили сигналы электромагнитной природы: элект-рический ток и напряжение, радиоволны, световые или оптические сигналы. Сигналы различаются и по форме. Например, сигнал об изменении освещенности (Е) на улице будет меняться в течение суток. Его можно изобразить в виде графика. Но откуда возьмется сигнал об изменении уличного освещения? Получить его сравнительно несложно. Для этого можно воспользоваться схемой. Если выставить фоторезистор ФЭ у окна так, чтобы на него падал уличный свет, и каждые два часа записывать показания микроамперметра, то можно получить такую таблицу:
По вертикальной оси графика—оси ординат нанесены (отложены) значения токов. Как видно, формы кривых тока и освещенности практически совпадают. В течение дня освещенность плавно меняется. Такие плавно меняющиеся во времени сигналы называют непрерывными или аналоговыми (от греческого слова analogia, означающего соответствие или сходство). При этом имеется в виду, что форма сигнала подобна (аналогична) отвечающему процессу. Это относится только к непрерывным, плавно изменяющимся величинам.
Однако очень часто встречаются сигналы, которые меняются не непрерывно, а прерывисто, импульсно. Их еще называют дискретными, от латинского слова discretus, что и означает прерывистый. Примером импульсного сигнала может служить механический сигнал — воздействие монет в торговых автоматах. Представим графически такой сигнал. По оси абсцисс отложено время, а по оси ординат в виде столбиков моменты входа монеты в монетник. Такой импульс возникнет, когда очередной покупатель опустит монету. Импульсы, следующие один за другим, образуют последовательность импульсов. Импульсным или дискретным будет также сигнал, поступающий из задатчика времени — генератора «слез» в клепсидре.
|
