2010-06-23T07:02:35Z

Martinpn:

== Optická telegrafná stanica ==
Ľuďom sa však stále takéto prenášania sprav zdali pomalé a náročné a preto si to chceli uľahčiť. Prvým skutočne použiteľným a rozšíreným druhom telegrafu, bol telegraf založený na optickom princípe ktorý v osemnástom storočí zaviedli do používania vo Francúzsku. Idea bola veľmi podobná starému gréckemu fakľovému telegrafu, len fakle nahradili ramená a stožiar a stenu kamenná veža. Podobné telegrafy sa používali aj v iných krajinách s miernymi obmenami, najväčší rozmach však dosiahli vo Francúzsku. Vynálezcom tohto optického telegrafného systému bol Claude Chappe d´ Auteroche (1763 -1805). Svoj vynález prvý krát prakticky predviedol na pokusnej linke dlhej 14 míľ dňa 3. marca 1971. Podarilo sa mu získať pre svoj vynález aj podporu vlády, teda bol schopný dokázať, že jeho vynález prinesie zisk a výhody vyvažujúce veľké investície do budovania siete staníc. Po niekoľkých rokoch v roku 1794 bola oficiálne uvedená do prevádzky prvá „komerčná“ telegrafná linka na svete z Paríža do mesta Lille, a o pár rokov neskôr mala už telegrafná sieť vo Francúzsku 5000 kilometrov a viac ako 500 staníc. Tieto linky spájali všetky dôležité mestá Francúzska.
<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T2.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Fotografia optickej telegrafnej stanice a rez jej vnútrom
|}
</center>
<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T1.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Fotografia optickej telegrafnej stanice a rez jej vnútrom
|}
</center>

Sieť pozostávala z telegrafných staníc v tvare veží, aké vidíme na obrázku. Na vrchole veže bol stožiar, na ktorom bol priečny trám zakončený dvomi ramenami. Ramená sa pohybovali pomocou prevodov a kľúk, ktoré boli vnútri veže. Obsluha pomocou ďalekohľadu odčítala polohu ramien susednej stanice a potom nastavila rovnaký znak na veži. Systém umožňoval rozlíšiť 196 znakov z ktorých bolo použitých len 92. Boli to jednak písmená veľkej aj malej abecedy, číslice, ale aj riadiace znaky ktorými napríklad obsluha mohla signalizovať prerušenie linky, žiadať o opakovanie signálu, či potvrdiť jeho správne prijatie. Systém bol tak dokonalý že umožňoval dokonca priradiť správe prioritu a tá mala potom prednosť pred ostatnými správami čakajúcimi na prenos.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T3.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Znaky použité pri optickom telegrafe
|}
</center>

Rýchlosť prenosu správ bola na tie doby vskutku úžasná. Samozrejme, závisela od šikovnosti obsluhy ale priemerne sa prenos jedného znaku na 20 míľ, čo bola bežná vzdialenosť medzi susednými stanicami , spotreboval čas od 6 do 20 sekúnd. V hmle alebo v noci sa správy prenášať nemohli. No aj tak to bol na danú dobu skutočný pokrok. Prenos správy bol aj veľmi drahý, no pre bežných ľudí ani nebol určený . Slúžil hlavne pre potreby armády a štátu. Na masovú dostupnosť takýchto vymožeností bolo treba ešte nejaké to storočie počkať.

== Elektrický a chemický telegraf ==

Za najväčší pokrok v oblasti telekomunikácií vďačíme objavu elektriny. Všetky významné objavy v tejto oblasti vďačia za svoj vznik javu, ktorý začal trhanými pohybmi žabích stehienok a nakoniec pohol celým svetom. Prvým krokom na ceste k elektrickému telegrafu bol objav Stephena Graya, objav elektrickej vodivosti. On prvý prišiel na to, že vtedy ešte len statická elektrina sa dá prenášať pomocou kovového drôtu. V roku 1729 preniesol elektrický prúd vodičom na konci ktorého bol elektroskop ktorý sa pôsobením statickej elektriny vychýlil. Tým vlastne prvý krát preniesol elektrický signál vodičom. Základný princíp elektrického telegrafu bol na svete. No trvalo ešte mnoho rokov, kým sa ho podarilo rozvinúť do použiteľnej podoby. Prvé pokusy sa objavili už v pomerne krátkom čase. V roku 1753 neznámy autor publikoval ideu prenášať správy pomocou siete vodičov spojených s elektroskopmi. Každému znaku by prislúchal samostatný vodič. Táto idea zostala nepovšimnutá a akosi predbehla dobu o skoro pol storočia. Až v roku 1798 sa objavuje ďalší, teraz trochu úsmevný nápad použiť namiesto siete elektroskopov príslušný počet ľudí, z ktorých každý po pocítení elektrického úderu vysloví jemu určené písmeno. Aj keď idea je to v skutku veľmi zaujímavá, našťastie pre prijímače zostala len v rovine teoretických úvah.

Na prelome storočí dochádza k dôležitému objavu, objavu elektrického prúdu Allessandrom Voltom v roku 1799. Tento objav spustil lavínu výskumov, ktorých ovocie na seba nedalo dlho čakať. V roku 1800 sir Humpry Davy objavuje chemické účinky elektrického prúdu a celých 20 rokov trvalo než Oersted v roku 1820 objavil pôsobenie vodiča s elektrickým prúdom na magnetickú strelku. Ďalších 5 rokov výskumov bolo treba na to, kým sa objavil spôsob ako zosilniť účinky elektrického prúdu vo vodiči jeho stočením do tvaru cievky na železnom jadre. Tento objav prináleží Williamovi Sturgeonovi ktorý započal výskumy vlastností elektromagnetov ktorými sa zaoberal aj ďalší významný vedec tej doby Joseph Henry. O tom že vykonal dosť svedčí aj to že je po ňom pomenovaná jednotka indukčnosti ako základnej vlastnosti cievky. Jednoduchým pokusom dokázal preniesť elektrický signál vodičom, keď na jeho koniec umiestnil elektromagnet ktorý rozozvučal zvonček. Vzniklo tak jednoduché signálne zariadenie.

Vráťme sa však k nášmu telegrafu. Pomerne rýchlym zužitkovaním vynálezu Davyho chemických účinkov elektrického prúdu Samuelom Soemerlingom v roku 1809 vzniká chemický telegraf. Ten má znovu osobitný vodič pre každé písmeno , na ich konci sú však vodiče ponorené do nádoby so slaným roztokom. Pri prítomnosti napätia na vodiči sa v jeho okolí začali vyvíjať bublinky. Celé zariadenie možno vidieť na obrázku.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T4.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Sturgeonov chemický telegraf
|}
</center>

Hlavnou bolesťou takéhoto a jemu podobných zariadení bola prílišná zložitosť. Potreba kábla s viac ako 26 vodičmi bola na tú dobu veľmi obmedzujúca a tak sa takého vynálezy nedočkali aplikácie v praxi.

Čakalo sa na systém ktorý bude dostatočne jednoduchý aby sa presadil v praxi. Najprv bolo potrebné odstrániť príliš veľký počet vodičov. Znaky ktoré sa mali preniesť bolo treba teda nejako zakódovať, aby na ich prenos postačilo menej vodičov. Podobné vynálezy sa postupne objavovali a čakalo sa len na to, keď sa jednému z nich podarí presadiť.

Prvým krokom je telegraf baróna Schillinga von Canstedta z roku 1832. používal 6 galvanometrov, pričom potreboval 8 vodičov. Jeden vodič pre každý z galvanometrov , jeden spoločný a jeden na napájanie signalizačného zvončeka. Znaky boli zakódované do pozícií 6-tich galvanometrov.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T5.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Sturgeonov elektrciký telegraf
|}
</center>

Systém bol už jednoduchší , no pre praktické použitie ešte trochu ťažkopádny. A hlavne prichádzali stále nové a nové vylepšenia. Už o rok prichádzajú dvaja vedci, matematik Carl Friedrich Gauss a fyzik Willhelm Weber s ručičkovým telegrafom. Ten používal už len jeden pár vodičov a na vysielanie páku, ktorou sa menil smer prúdu v obvode. Ručička na prijímacej strane sa tak mohla vychýliť do oboch strán čo umožňovalo zakódovať do jej polohy potrebný počet znakov. Aj keď systém bol už jednoduchý, stále sa neujal. Na to treba okrem objavu samotného mať aj možnosti a príležitosť ho presadiť. A to sa podarilo až človeku, ktorý napokon zožal celú slávu. Napodiv nebol vôbec vedcom ale umelcom. Bol ním profesor umenia na univerzite Samuel Breese Morse. Jeho zásluhou sa telegraf za krátky čas rozvinul tak, že onedlho spájali telegrafné linky všetky mestá a kontinenty.

== Morseho telegraf ==
<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T7.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Morseho telegraf
|}
</center>

Snímku Morseho prvého telegrafu nájdene na nasledujúcom obrázku. Prijímač tvorí rozmerný drevený rám (pôvodne maliarsky stojan), v ktorom je vmontovaný elektromagnet, ktorý pohybuje ramenom na konci ktorého je písací hrot. Ten sa dotýka papierovej pásky ktorá sa posúva pomocou hodinového stroja.

Elektromagnet pohybuje hrotom kolmo na smer pohybu pásky. Signál teda kreslí na páske záznam v podobe akéhosi hrebeňa s rôzne širokými zubmi.

Vysielačom je zvláštne zariadenie v podobe základne, v ktorej sa pomocou kľuky pohybuje žliabok v ktorom sú z dreva vyrezané šablóny znakov. Ich tvar sníma drevené rameno ktoré podľa výšky znakov prerušuje elektrický obvod Takto sa jednotlivé „zuby“ prekopírujú na papierovú pásku v prijímači. Každému znaku prislúcha šablóna s určitou kombináciou zubov a medzier ktorá zodpovedá Morseho kódu. Všetky znaky sú zakódované do kombinácií medzier a zubov.

Pravda Morseho telegraf poznáme dnes v inej podobe ako bola jeho pôvodná. K zmenám a zjednodušeniu došlo ešte pred zavedením do praktickej prevádzky. Vysielač nahradil telegrafný kľúč a tvar signálov namiesto šablóny vyťukával vycvičený operátor. Prijímač sa miniaturizoval a hrebeňovitý záznam na pásku nahradil záznam v podobe medzier a rôzne dlhých čiarok na úzku papierovú pásku.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T8.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Telegrafný kľúč, ktorým sa vysielali morseove značky
|}
</center>

Prvý telegrafný prenos Morseho systémom sa uskutočnil 24. mája 1844 z kapitolu vo Washingtone to Baltimooru na vzdialenosť 40 míľ. Nastáva obdobie búrlivého rozmachu telegrafie a budovania telegrafných liniek. Tie sa budujú hlavne okolo železničných tratí. V roku 1851 vzniká slávna spoločnosť Western Union a už v roku 1861 vedie naprieč Spojenými Štátmi prvý transkontinentálny kábel. Jedinou prekážkou zostával oceán. Tento sa prvý krát podarilo preklenúť podmorským telegrafným káblom 28. júla 1866. Telegraf tak umožnil doručenie správy na ľubovoľné miesto na Zemi v priebehu niekoľkých sekúnd. Telegraf ponúkal svoje služby každému pomocou verejnej siete telegrafných staníc. Svoj monopol si udržal až do roku 1876 kedy ho prišiel nahradiť azda najvýznamnejší vynález v dejinách komunikácie ktorý priniesol možnosť prenášať hlas do celého sveta priamo do domácností – mobilný telefón.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T10.png ]]
|-
| align="center" width=500 |Morseova abeceda
|}
</center>

== Ďalekopis ==

Štandardný ďalekopis sa vyvinul do automatického káblového systému nazývaného Telex. Pôvodne bol rotačný mechanický komutátor (rotačný prepínač) spúšťaný "štartbitom". Komutátor distribuoval ostatné bity skupine Elektromagnetických relé, ktoré pomocou cievok mechanicky text vytlačili na papier. Smerovanie bolo automatizované pomocou rotačného elektromechanického systému, ktorý bol použitý v starých telefónnych systémoch. Do počítačov bol neskôr tento sériový komunikačný systém prispôsobia pomocou vstupno-výstupných zariadení nazývaných sériový port s čipmi USART.

1870 - Émile Baudot – zaviedol 5-bitový kód pre prenos znakov vhodný pre strojové
spracovanie a prenos informácií
1930 - ďalekopis, Nemecko
– mechanické kódovanie/dekódovanie
– dôležité dodržanie prenosovej rýchlosti
– štandardy 45, 150,300,600,1200,2400 Bd
1960 - zavedený 8-bitový ASCII kód
Vývoj telekomunikačných zariadení mal hlboký vplyv na evolúciu softvéru a operačných systémov, ktoré dodnes zvyčajne dáta spracúvajú ako sekvenciu znakov.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:T13.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Ďalekopis
|}
</center>

== Odkazy a literatúra ==
http://en.wikipedia.org/wiki/Morse_Code
http://sk.wikipedia.org/wiki/Sériová_komunikácia
http://www.google.sk/imgres?imgurl=http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/MatMat/Komunikacia_files/image046.jpg&imgrefurl=http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/MatMat/Komunikacia.htm&usg=__6PoFVxodnfhAi4gNYkC7JHDaipI=&h=396&w=456&sz=23&hl=cs&start=13&sig2=P3gT-4yrw2BeqOe4-XsRwA&um=1&itbs=1&tbnid=UdP8QVvfObTO-M:&tbnh=111&tbnw=128&prev=/images%3Fq%3DElektrick%25C3%25BD%2Ba%2Bchemick%25C3%25BD%2Btelegraf%26um%3D1%26hl%3Dcs%26sa%3DN%26tbs%3Disch:1&ei=r8MfTOiPD8-Y_QaP3cicCQ
http://www.1sg.sk/www/data/01/projekty/2008_2009/innovators/technika_a_clovek/historia_komunikacie.html

Historický vývoj UART

2010-06-23T06:59:05Z

Martinpn: /* Morseho telegraf */

Analógové spracovanie signálov - filtre

2010-06-23T06:56:26Z

Martinpn: /* Topológia Sallen-Key */

'''Analógové filtre'''

Analógové filtre sú základným stavebným kameňom pre spracovanie signálu. Majú veľké použitie v elektronike. Medzi ich mnohé aplikácie je oddelenia audio signálu pred aplikáciou do basy, oddelenie viac telefónnych hovorov v jedenom kanály, výber zvolenej rozhlasovej stanice v rozhlasovom prijímači a odmietnutie druhých. Pasívne lineárne elektronické analógové filtre možno opísať lineárnymi diferenciálnymi rovnicami. Filtre sú zložené z kondenzátorov, tlmiviek a odporov. Sú navrhnuté na plynulú reguláciu analógového signálu. Analógové filtre sú najčastejšie používané v aplikáciách, kde je potrebné zosilniť určitú frekvenciu a zamietnúť inú z analógového signálu. Analógové filtre hrali dôležitú úlohu vo vývoji elektroniky. Najmä v oblasti telekomunikácií. Filtre mali zásadný význam v technologickom pokroku a boli zdrojom obrovských ziskov pre telekomunikačné spoločnosti. Dnes má často prednosť vykonávať filtrovanie v digitálnej oblasti, kde sa ľahšie plnia zložité algoritmy, ale analógové filtre stále nachádzajú uplatnenie najmä pri jednoduchých úlohách. Pri vyšších frekvenciách je digitálna technológia stále nepraktická, alebo aspoň, menej efektívna z hľadiska nákladov. Je možné navrhnúť lineárne analógové mechanické filtre pomocou mechanických súčastí, ktoré filtrujú mechanickými vibráciami alebo akustickými vĺnami. V skutočnosti niektoré z prvých nápadov pre filtre boli akustické rezonátory, pretože technológia elektroniky bola zle chápaná v tej dobe. V zásade možno design týchto filtrov dosiahnuť výhradne v oblasti elektronických náprotivkov mechanických veličín.

'''Historický vývoj'''

Existujú tri hlavné fázy v histórii vývoja pasívnych analógových filtrov:    1. Jednoduché filtre. Frekvenčné závislosti pre kondenzátory a cievky boli známe veľmi skoro. Rezonančný jav bol tiež známy veľmi skoro a bolo možné vyrábať jednoduché filtre s týmito komponentmi. Aj keď pokusy boli vykonané v roku 1880 pri uplatnení na telegraf, tieto návrhy sa ukázali ako nedostatočné.    2. Grafické filtre. Grafický filter vznikol z teórie prenosovej linky. Prvýkrát boli filtre vyrobené tak, že mali presne kontrolovateľné pásmo priepusti a ďalšie parametre. Tento vývoj bol v roku 1920 ale filtre vyrobené na tento spôsob boli širšie použité až v roku 1980. Dnes klesá použitie týchto filtrov, pretože sa znížilo používanie analógových telekomunikačných zariadení. Ich použitie malo hospodársky veľký význam pre použitie na medzimestské a medzinárodné telefónne linky.    3. Syntéza sieťových filtrov. Matematické základy boli položené v rokoch 1930 a 1940. Po skončení druhej svetovej vojny sa stali primárnym nástrojom filtrov. Podstatou je, že vytvára dizajn, ktorý bude (aspoň pokiaľ by boli použité ideálne komponenty) presne reprodukovať odpovede pôvodne uvedených v čiernej skrinke. 
'''Návrh filtrov'''

Podstatou je začať z požadovanej odozvy filtra vytvárať sieť, ktorá zabezpečuje, že odpoveď sa blíži k v stanoveným hraniciam. Inverzný model začína s danou sieťou a za použitia rôznych elektrických obvodov predpovedá odozvy siete. Výhodou je, že poskytuje riešenia, ktoré presne spĺňajú špecifikáciu návrhu. To nie je prípad s grafickými filtrami, kde je potrebné pre ich návrh miera skúseností. Sieť na druhej strane, sa stará o ukončenie impedanciou jednoducho tým, že ich začlenenie je do navrhnutej siete. Typy filtrov:

* Butterworthov filter
* Chebyshevov filter
* Eliptický filter
* Besselov filter
* Gaussianov filter
* Optimum "L" filter
* Linkwitz-Rileyov filter

'''Butterworthov filter'''

Butterworth bol známy riešením matematických problémov, ktoré boli považované za nemožné. Jeho práca ďaleko predbehla svoju dobu a filter nebol v spoločnom užívaní viac ako 30 rokov po jeho uverejnení. V tej dobe filtre boli z veľkej časti určené metódou pokus, omyl, pre ich matematickú zložitosť. Butterworth uvádza cieľ svojej práce: "Ideálny elektrický filter by mal nielen úplne odmietnuť nežiaduce kmitočty, ale mal by tiež mať jednotnú citlivosť pre potrebnú frekvenciu." V čase, keď frekvenčné charakteristiky filtrov obsahovali značné množstvo zvlnenia v priepustnom pásme a výber komponentov nebol dobrý Butterworth ukázal, že pre nízke prepuste by mohlo byť filter navrhnutý tak aby jeho frekvenčná charakteristika bola

<math>G=\sqrt{\frac{1}{1+{{\omega }^{2n}}}}</math>

kde ω je uhlová frekvencia v radiánoch za sekundu, n je počet reaktívnych prvkov vo filtri. Butterworth sa zaoberal vo svojej práci iba filtrami s párnym počtom pólov. Jeho odozva frekvencií 2, 4, 6, 8, a 10 a pole filtrov je zobrazená ako A, B, C, D, E na obrázku.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Analógové_filtre_01.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Frekvenčná odozva z pôvodnej práce Butterwortha
|}
</center>

Butterworth vyriešiť rovnice pre dva a štyri prúty filtra a ukázal, ako by mohol byť odstupňovaný elektronkovým zosilňovačom. Butterworth zistil, že to bolo možné nastaviť zložkou hodnoty filtra na kompenzáciu odporu vinutia z tlmivky. Butterworth tiež ukázal, že jeho základný filter môže byť upravený na nízku priepusť, vysokú priepusť, band-pass, a band-stop verzie. On zistil, že tento typ filtra by mohol byť vytvorený s nepárnym počtom pólov. Butterworthov filter je jeden typ filtra pre spracovanie signálu. Je navrhnutý tak, aby frekvenčná odozva bola plochá priepustného pásma. Frekvenčná charakteristika filtra Butterwortha je maximálne plochá (nemá vlnky) v priepustnom pásme.

Prenosová funkcia

Ako všetky filtre, typický prototyp je filter nízka priepusť, ktorý môže byť upravený do vysokej priepuste, alebo umiestnený v sérii s ostatnými a tvoriť band-pass a band-stop filtre. Zisk G (ω) na n-tú nízka priepusť:

<math>{{G}^{2}}(\omega )=|H(j\omega ){{|}^{2}}=\frac{G_{0}^{2}}{1+{{(\frac{\omega }{{{\omega }_{c}}})}^{2n}}}</math>

kde     n = požiadavka na filter     Ωc = medzná frekvencia (približne 3dB)     G0 je zisk nuly frekvencie Je vidieť, že ako n sa blíži k nekonečnu, zisk sa stáva obdĺžnik funkcie a frekvencie pod ωc bude odovzdaný s G0, zatiaľ čo frekvencie nad ωc budú zrušené. Pre menšie hodnoty n, bude menej ostré viď obrázok.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Analógové_filtre_02.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Filter dolná priepusť
|}
</center>

'''Realizácia Filtrov'''

Existuje celý rad rôznych topológií pre realizáciu lineárneho analógového filtra. Najčastejšie používaná topológia pre pasívnu realizáciu je Cauer a najčastejšie používaná topológia pre aktívnu realizáciu je Sallen-Key topológia.

'''Topológia Cauer'''

Topológia Cauer využíva pasívne prvky (kondenzátory a sériu induktorov) na vytvorenie lineárneho analógového filtra. Butterworthov filter s danou prenosovou funkciou môže byť realizovaný pomocou 1-formy topológie Cauer. K-ty element je daný vzťahom:

<math>{{C}_{k}}=2\sin [\frac{(2k-1)}{2n}\pi ]</math> k= nepárne

<math>{{L}_{k}}=2\sin [\frac{(2k-1)}{2n}\pi ]</math> k= párne

Filter sa môže začať so sériou cievok, v takom prípade Lk je k nepárne a Ck je k párne.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Analógové_filtre_03.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Topológia Cauer
|}
</center>

====Topológia Sallen-Key====
Sallen-Key topológia používa na vytvorenie lineárneho analógového filtra aktívne a pasívne prvky (väčšinou operačný zosilňovač, odpory a kondenzátory). Vo všeobecnosti je filter vykonávaný kaskádne vo všetkých úrovniach v sérii. Ak existuje reálny pól (v prípade,že n je nepárne), musí to byť vykonávané oddelene, zvyčajne ako RC obvod, a kaskádne s aktívnou úrovňou.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Analógové_filtre_04.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Topológia Sallen-Key
|}
</center>

prenosová funkcia

<math>H\left( s \right)=\frac{{{V}_{out}}(s)}{{{V}_{in}}\left( s \right)}=\frac{1}{1+{{C}_{2}}\left( {{R}_{1}}+{{R}_{2}} \right)s+{{C}_{1}}{{C}_{2}}{{R}_{1}}{{R}_{2}}{{s}^{2}}}</math>

Chceme aby menovateľ bol jedným z kvadratických polynómov Butterwortha. Za predpokladu, že ωc = 1, bude platiť:

<math>{{C}_{1}}{{C}_{2}}{{R}_{1}}{{R}_{2}}=1\,\!</math>

a

<math>{{C}_{2}}\left( {{R}_{1}}+{{R}_{2}} \right)=-2\cos \cos \left( \frac{2k+n-1}{2n}\pi \right)</math>

Zostávajú dve zložky nedefinované, ktoré môžu byť zvolené podľa želania.

'''Porovnanie s inými lineárnymi filtrami'''

Na obrázku je porovnanie Butterworthovho filtra s [http://en.wikipedia.org/wiki/Chebyshev_filter Chebyshevovým ]a [http://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_filter eliptickým filtr]om.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Analógové_filtre_05.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Porovnanie filtrov
|}
</center>

Butterworthov filter je pomalší okolo medznej frekvencie ale zato nevznikajú zvlnenia.

[[category:uncategorized]]

Štandard RS232

2010-06-23T06:52:46Z

Martinpn: /* Zapojenie pinov */

==RS 232==
Sériový prenos je jeden z najrozšírenejších spôsobov prenosu.
Jednotlivé prvky sú v časovej postupnosti vysielané po jednej prenosovej linke.
Rozhranie sa používa na prepojenie zariadení do vzdialenosti 10 - 15 m.

===Štandard RS 232===
Štandard RS-232 definuje napätia a prenosové rýchlosti medzi zariadeniami ktoré ho používajú.
Podľa štandardu RS 232 sú definované vzájomne sériovo komunikujúce zariadenia Data Terminal Equipment (DTE) a Data Communications Equipment (DCE). Štandard RS-232 stanovuje že DTE zariadenia používajú 25-pinový konektor (zástrčku) a DCE zariadenia 25-pinový konektor (zásuvku).
25-pinové konektory boli postupne nahradené kompaktnejšími 9-pinovými. Konektory na strane DTE majú vždy kolíky (samec, malé).
<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:rs232_9pin.png ]]
|-
| align="center" width=500 | 9 pinový port
|}
</center>

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:rs232_25pin.png ]]
|-
| align="center" width=500 | 25 pinový port
|}
</center>

==Zapojenie pinov==

{| class="wikitable"
|-
! Vývod pre 25 pin konektor
! Vývod pre 9 pin konektor
! Vstup / Výstup
! Označenie
! Funkcia
|-
|2
|3
|Výstup
|TxD (Transmitt Data)
|Vyslané dáta
|-
|3
|2
| Vstup
| RxD (Recieve Data)
| Prijímané dáta
|-
|4
| 7
| Výstup
| RTS (Request To Send)
| Požiadavka na vysielanie
|-
|5
| 8
| Vstup
| CTS (Clear To Send)
| Pohotovosť na vysielanie
|-
|6
| 6
| Vstup
| DSR (Data Set Ready)
| Pohotovosť DCE
|-
|7
| 5
| -
| GND (Ground)
| Signálová zem
|-
|8
| 1
| Vstup
| DCD (Data Carrier Detector)
| Detektor prijatého signálu
|-
|20
| 4
| Výstup
| DTR (Data Terminal Ready)
| Pohotovosť DTE
|-
|22
| 9
| Vstup
| RI (Ring Indicator)
| Indikátor volania
|}

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:rs232_prepojenie_25na9pin2.png ]]
|-
| align="center" width=500 | Prepojenie 25 pinoveho na 9 pinový port
|}
</center>

==Komunikácia RS 232==

RS 232 používa asynchrónny prenos informácií.
Pri asynchrónnom prenose sa dáta prenášajú v sekvenciách (rámcoch) danou rýchlosťou s úvodnou štartovacou sekvenciou vyslaním štart bitu. Ako náhle bol štart bit vyslaný, vysielač posiela dátové bity, ktorých môže byť 5, 6, 7, alebo 8, v závislosti od konfiguračnej voľby. Nasleduje paritný bit (nie je povinný). Prenášaný rámec je ukončený stop bitom. Dĺžky trvania jednotlivých bajtov sú rôzne, rôzne sú i medzery medzi dvoma blokmi. Prijímač nerozozná dva nasledujúce dátové bloky. Objem prenášaných dát sa pri tomto type prenosu rozdelí na menšie časti, každá časť sa posiela nezávisle na ostatných, časové intervaly medzi odosielaním jednotlivých bajtov sa môžu líšiť. Elektrické charakteristiky výstupov a vstupov sú dané normou RS-232, ktorá využíva investovanú logiku na rozdiel od moderných číslicových protokolov. V stave logickej nuly majú napätie 3 až 15V (25V), v stave logickej jednotky -3 až -15V (-25V) vzhľadom na signálovú zem. Rozsah -3 až 3 V je považovaný za zakázanú oblasť (žiaden logický stav).

===Štart bit (S)===
Keďže RS232 je definované ako asynchrónny typ sériovej komunikácie, tak odoslanie môže byť zahájené v ktoromkoľvek okamihu. To spôsobuje problém na prijímacej strane, ktorá musí zistiť, ktorý bit má ako prvý prijať. K tomu účelu slúži tzv. štart bit, ktorý predchádza každému prenášanému slovu (bajtu) a jeho úroveň je definovaná ako log '0'.

===Dátové bity (1-8)===
Za štart bitom nasledujú po sebe idúce dátové bity. Najmenej významný bit (LSB) je vysielaný ako prvý. Najviac významný bit (MSB) je vyslaný ako posledný.

===Paritný bit (P)===
Pri prenose môže nastať situácia, kedy sa náhodne môže zmeniť hodnota prenášaného bitu (prerušenie, za rušenie linky a pod.). Preto je možné vložiť za dáta jeden bit naviac slúžiaci ako detektor chyby. Jeho hodnota sa vypočíta z prenášaných dát. Prijímacia strana potom vykoná rovnaký výpočet, a porovnaním vyhodnotí, či prenos bol správny. Pri sériových prenosoch sa používa tzv. paritný bit. Pre výpočet paritného bitu používame dva algoritmy: Párna parita. U nej je súčet všetkých jednotiek z dátových bitov a paritného bitu párne číslo. Súčet sa vykoná funkciou xor a paritný bit sa doplní tak, aby jeho výsledok bol 0. Nepárna parita. Súčet všetkých jednotiek z dátových bitov a paritného bitu je nepárne číslo. Súčet sa vykoná funkciou xor a paritný bit sa doplní tak, aby jeho výsledok bol 1.

===Stop bit (T)===
Stop bit býva jeden, alebo dvoj bitový. V skutočnosti sa nejedná o bit, ale o minimálnu časovú periódu, po ktorú musí byť linka po odoslaní každého bajtu v stave log 1.
<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:rs232_konunikacia.png]]
|-
| align="center" width=500 | Konunikácia RS 232
|}
</center>

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:rs232_asynchronna_komunikacia.png]]
|-
| align="center" width=500 | Assynchrónna konunikácia RS 232
|}
</center>

==Rozhranie TTL / RS 232==

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:rs232_ttl_rs232.jpg]]
|-
| align="center" width=500 | Realizácia TTL/RS 232
|}
</center>

'''RS 232''' pracuje na napäťovej úrovni +3V až +15V ako logická 1 a -3V až -15V ako logická 0 tzv. zakázané pásmo -3V až +3V

'''TTL''' pracuje na napäťovej úrovni +2V až +5V ako logická 1 a 0V až +0,8V ako logická 0 tzv. zakázané pásmo 0,8V až 2V

Preto je potrebný prevod medzi týmito napäťovými úrovňami, najčastejšie sa to zabezpečuje pomocou integrovaných obrodou na to určených. Spoločnosť MAXIM je najznámejším výrobcom týchto obvodov. Tieto obvody sú napájané zo zdroja 5V, a teda napätie pre logické úrovne 0 a 1 štandardu RS232 čo je -15V a +15V si musia samé generovať.
Preto sú obvody vybavene napäťovým násobičom a inventorom. Násobič pomocou nabíjania a vybíjania kondenzátorov zvyšuje výstupné napätie na potrebnú úroveň.
Invertor toto zvýšene napätie pretáča z úrovne +15V na -15V, aby obvod dosiahol požadovane parametre parametre štandardu.

===TTL===
TTL (transistor-transistor-logic; tranzistorovo-tranzistorová logika) je štandardom používaným pre implementáciu digitálnych integrovaných obvodov, vychádzajúcim z použitia technológie bipolárnych kremíkových tranzistorov. Obvody technológie TTL používajú napájacie napätie 5V, z čoho vyplýva pre logickú jednotku napätí približne 5 V, pre logickú nulu napätie približne 0V.

===Prevodníky TTL / RS 232===
Typové označenie Integrovaných obvodov pre prevod TTL na RS 232 a opačne.
MAX 203,
'''MAX 220''',
MAX 232,
MAX 233,
MAX 3232,
ADM 202,
ST 232 ABD

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:rs232_schema_max220-249.jpg]]
|-
| align="center" width=500 | Vzorové zapojenia prevodníka s obvodom MAX 220
|}
</center>

==Zdroje==
http://chipscity.com/index.php?option=com_rokdownloads&view=file&Itemid=11&id=663:max220-max249

http://www.dnp.fmph.uniba.sk/~kollar/pc_hw_sw/

http://www2.fiit.stuba.sk/~dado/Pz/Cvicenia/Texty/02 - Rozhrania.pdf

http://www.kar.elf.stuba.sk/predmety/ap/texty/serialcomm.html

http://www.gymmt.sk/addon/informatika/socky/hardware/hard_disc/6.9.htm

http://www.wikipedia.sk

2010-06-22T16:42:33Z

Martinpn:

'''Meranie kapacity pomocou PSoC.'''

'''Technické parametre:'''

'''Meranie kapacity:'''

* Rozsah: 0-1000pF
* Presnosť: 0.1%(z maximálneho rozsahu)
'''Meranie teploty:'''

* Rozsah: -25°C- <nowiki>+</nowiki>125°C
* Presnosť: <nowiki>+</nowiki>/- 0.5°C(10 až 80°C )
: <nowiki>+</nowiki>/- 1°C(-10 až 85°C )

'''Komunikácia:'''

* RS232,19200Bd
'''Rozhrania:'''

* Tx-Data sériové rozhranie TTL, 19200Bd
* PWM 0 … 100%
* logické výstupy pre stavy <nowiki><</nowiki>LOW, NORMAL, <nowiki>></nowiki>HIGH
* analogový výstup 0 … 5V
*

'''Princíp merania'''

Neznáma kapacita Cx je pripojená k meraciemu obvodu pomocou kapacity Cv. Hodnota kapacity Cv je omnoho väčšia ako môže byť maximálna hodnota kapacity Cx.

Princíp meranie je založený na periodickom nabíjaní a vybíjaní kapacity Cx na polovičnú hodnotu napájacieho napätia. Teda doba vybíjania a nabíjania je úmerná kapacite Cx. Doba nabíjania a vybíjania nezávisí od napájacieho napätia, pri splnení podmienky Cv<nowiki>>></nowiki>Cx je určená len hodnotouCx.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Meranie_kapacity_pomocou_PSoC_01.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 |
|}
</center>

Riadenie nabíjania a vybíjania kondenzátora sa uskutočňuje pomocou spínačov S1až S4. Spínanie jednotlivých spínačov je vyobrazené na obrázku.

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Meranie_kapacity_pomocou_PSoC_02.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Spínanie jednotlivých spínačov
|}
</center>

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Meranie_kapacity_pomocou_PSoC_03.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Na obrázku je zobrazené klasické analógové zapojenie kapacitného hladinomera.
|}
</center>

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Meranie_kapacity_pomocou_PSoC_04.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Zapojenie pomocou mikrokontrolera PSoC CY8C27143.
|}
</center>

<center>
{|class="wikitable"
| align="center" width=500 | [[Súbor:Meranie_kapacity_pomocou_PSoC_05.jpg ]]
|-
| align="center" width=500 | Bloková schéma
|}
</center>

[[category:uncategorized]]

Zdroj : [http://www.discovercircuits.com/PDF-FILES/capgage.pdf http://www.discovercircuits.com/PDF-FILES/capgage.pdf]