4. Uzyskiwanie, transmisja i przetwarzanie danych

1. Informacja i sygnały elektryczne

Źródła informacji :

• Człowiek - głos, obraz, ruch...

• Urządzenia - informacje pomiarowe, wyniki obliczeń ....

• Banki informacji - książki, rejestracje dźwięku i obrazu, bazy danych...

• Środowisko naturalne - obserwowane zjawiska

Procesy związane z wykorzystywaniem informacji :

• Uzyskiwanie informacji - akwizycja danych ( nośnik informacji)

• Transmisja informacji - przesyłanie ze źródła do miejsca przeznaczenia

• Przetwarzanie informacji - na postać wygodną do transmisji lub wykorzystania

• Wykorzystanie informacji - przez człowieka lub urządzenie

Rola nośnika informacji

Przykład: pomiar temperatury

Stosowane nośniki informacji

• długość słupka rtęci

• kształt stożków plastycznych

• długość fali - skala barw

• prąd lub napięcie elektryczne

1. termoelement - napięcie

2. termistor(termorezystor) - prąd

Zalety wykorzystywania sygnałów elektrycznych jako nośnika informacji:

1. łatwość i szybkość przenoszenia sygnałów elektrycznych (elektromagnetycznych)

2. możliwość transmisji ( przesyłania ) sygnałów bez nośnika materialnego (bez przewodów - przenoszenie przez pole elektromagnetyczne.)

3. łatwość przetworzenia większości wielkości fizycznych na sygnały elektryczne.

Sygnały analogowe

Zawierają nieskończenie dużo wartości sygnału elektrycznego

Sygnały cyfrowe

Zawierają tylko dwie wartości sygnału elektrycznego

• bit ( binary digital ) 8 bitów = 1bajt ( 1byte)

• słowo

• kod BCD

Można przekazać więcej informacji jeżeli:

• słowo zawiera więcej bitów ( do 32)

• czas trwania bitu maleje - częstotliwości generatora sygnałów rośnie

1. Przekazywanie danych

Elementy procesu przekazywania informacji :

• przetworniki ( czujniki ) - w.f ./ w.el.

• przetworniki A/C

• nadajniki sygnałów

• odbiorniki sygnałów

• przetworniki C/A ( A/C )

• układy wyjściowe

Przetworniki - zmiana R,C,L, u, i.

Przykłady : mikrofon, czujniki foto-elektryczne, czujniki naprężeń

Przetworniki analogowo- cyfrowe

Zasada działania - kwantyfikacja

Twierdzenie o próbkowaniu - tw. Shanon'a

Nadajniki i odbiorniki sygnałów:

• przetworniki e/o i o/e

• nadajniki i odbiorniki radiowe ( mikrofalowe)

Przetworniki e/o i o/e

Nadajniki radiowe ( mikrofalowe )

Układy wyjściowe

• wizualizacja ( lampy kineskopowe, oscyloskopowe, monitory, wskaźniki, wskaźniki cyfrowe )

• głośniki

• sterowniki mechaniczne

• elementy sygnalizacyjne

• interfejsy wyjściowe

1. Elektronika

Elektronika - technika wykorzystująca sygnały elektryczne do akwizycji, transmisji, przetwarzania i wykorzystywania informacji.

Elektronika mocy.- wykorzystuje elementy elektroniczne mocy do przetwarzania energii.

Podstawowe elementy elektroniczne:

• Diody

• Tranzystory

• bipolarne czyli złączowe

• unipolarne czyli polowe (MOSFET, CMOS )

Podstawowy element elektroniki : tranzystor

Dwa modele pracy :

1. Sterowane źródło prądowe

2. Wyłącznik sterowany

I model: sterowane źródło prądowe

II model: Wyłącznik sterowany (klucz)

Dwa zakresy pracy tranzystora

Elektronika analogowa :

• Wzmacniacz

Elementy logiczne: Bramka NON.

Bramka NOR

Elementy dyskretne i układy scalone