2022 3

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Таблица 2. Порядок передачи кодовых комбинаций команд и двоичного кода символов, соответствие линий генератора шаблона и микросхемы дисплея Команды Выводы цифрового генератора шаблона Q7 Q6 Q5 Q4 Q1 Q0 Приём Данные Выводы микросхемы LM016L D7 D6 D5 D4 E RS команд Установка 4-разрядной шины 001000 Включение дисплея (старший полубайт) 000010 Приём Включение дисплея (младший полубайт) 111100 данных Очистка дисплея и установка курсора (ст. пб) 000010 000100 Рис. 14. Запись команд и кодировка символов Очистка дисплея и установка курсора (мл. пб) 010111 в файле шаблона Запись двоичного кода символа P (ст. пб) 000001 Запись двоичного кода символа P (мл. пб) 011111 Запись двоичного кода символа r (ст. пб) 001001 Запись двоичного кода символа r (мл. пб) 011011 Запись двоичного кода символа o (ст. пб) 111101 Запись двоичного кода символа o (мл. пб) 011111 Запись двоичного кода символа t (ст. пб) 010001 Запись двоичного кода символа t (мл. пб) 011011 Запись двоичного кода символа e (ст. пб) 010101 Запись двоичного кода символа e (мл. пб) 011111 Запись двоичного кода символа u (ст. пб) 010101 Запись двоичного кода символа u (мл. пб) 011111 Запись двоичного кода символа s (ст. пб) 001101 Запись двоичного кода символа s (мл. пб) 011111 Запись двоичного кода символа ~ (ст. пб) 111001 Запись двоичного кода символа ~ (мл. пб) работает под управлением контролле- Создадим на диске компьютера тек- Запись команд и кодировка симво- ра HD44780, система команд которого стовый файл, в который занесём: лов в файле шаблона (рис. 14): была рассмотрена в [1]. Микросхема ● кодовые комбинации команд управ- LM016L может работать в двух режимах: ; установка 4-разрядной шины ● 8-разрядном (для обмена информа- ления микросхемой LM016L (коман- %00100000, ды установки 4-разрядного режи- %00100010, цией используются выводы D0…D7); ма работы микросхемы, включения %00100000, ● 4-разрядном (для обмена информа- дисплея, очистки дисплея и установ- ; включение дисплея (старший ки курсора в нулевую позицию). Для полубайт команды) цией используются выводы D4…D7). подачи этих команд задействованы %00000000, В качестве примера выведем на выводы Q4…Q7 генератора шабло- %00000010, экран дисплея LM016L (в 4-разрядном на. Для приёма команд микросхе- %00000000, режиме работы) при помощи гене- мой дисплея задействованы выво- ; включение дисплея (младший ратора шаблона строку Proteus->. Для ды D4…D7; полубайт команды) этого создадим в схемном редакторе ● управляющий сигнал приёма ми- %11110000, Proteus новый проект, добавим циф- кросхемой дисплея команд/дан- %11110010, ровой генератор шаблона в рабочую ных. Вывод RS микросхемы дисплея %11110000, область и подключим его выводы Q0 используется для приёма сигнала, пе- ; очистка дисплея и установка кур- и Q1 к выводам RS и E соответствен- редаётся сигнал через вывод Q0 гене- сора в нулевую позицию но, выводы Q4…Q7 к выводам D4…D7 ратора шаблона; ; (старший полубайт команды) микросхемы LM016L (рис. 12). ● сигнал синхронизации. Вывод Е ми- %00000000, Для подачи внешнего сигнала син- кросхемы дисплея используется для %00000010, хронизации на вход TRIG генератора приёма сигнала, передаётся сигнал %00000000, шаблона применим генератор циф- через вывод Q1 генератора шаблона; ; (младший полубайт команды) ровых импульсов, окно настройки ● двоичный код символов строки %00010000, параметров которого представлено на Proteus->. Для подачи кода символов %00010010, рис. 13. Чтобы добавить генератор в используются выводы Q4…Q7 гене- %00010000, рабочую область проекта, левой кноп- ратора шаблона. Для его приёма ми- ; запись двоичного кода символа кой мыши выбирают строку с назва- кросхемой дисплея применяются вы- P (старший полубайт кода) нием DPULSE на панели GENERATORS воды D4…D7. %01010001, и размещают его мышью в необхо- Порядок передачи кодовых комбина- %01010011, димом месте на схеме. Открывают ций команд и двоичного кода симво- %01010001, панель GENERATORS нажатием пик- лов, а также соответствие линий гене- ; запись двоичного кода символа тограммы Generator Mode на левой ратора шаблона и микросхемы дисплея P (младший полубайт кода) панели инструментов схемного представлены в табл. 2. %00000001, редактора. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 49

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Рис. 15. Окно настройки параметров цифрового генератора шаблона, применяемого для Cохраним подготовленный файл управления буквенно-цифровым дисплеем с расширением *.ptn. Использова- ние шаблона из файла задают в окне %00000011, %01100001, настройки параметров цифрового %00000001, ; запись двоичного кода символа генератора шаблона Edit Component ; запись двоичного кода символа e (младший полубайт кода) (рис. 15) в поле Pattern Generator Script r (старший полубайт кода) %01010001, нажатием значка открытой папки и %01110001, %01010011, выбором необходимого файла на дис- %01110011, %01010001, ке компьютера. Открывают окно Edit %01110001, ; запись двоичного кода символа Component выделением левой кноп- ; запись двоичного кода символа u (старший полубайт кода) кой мыши пиктограммы генератора r (младший полубайт кода) %01110001, шаблона в области схемы, последую- %00100001, %01110011, щим вызовом правой кнопкой мыши %00100011, %01110001, контекстного меню и выбором в нём %00100001, ; запись двоичного кода символа пункта Edit Properties. Также в окне ; запись двоичного кода символа u (младший полубайт кода) свойств генератора шаблона настро- o (старший полубайт кода) %01010001, им следующие параметры: %01100001, %01010011, ● Part Reference – позиционное обо- %01100011, %01010001, %01100001, ; запись двоичного кода символа значение прибора (PATTERN_GEN); ; запись двоичного кода символа s (старший полубайт кода) ● Clock Rate – частоту внутреннего так- o (младший полубайт кода) %01110001, %11110001, %01110011, тирования (1Hz); %11110011, %01110001, ● Reset Rate – частоту внутренней син- %11110001, ; запись двоичного кода символа ; запись двоичного кода символа s (младший полубайт кода) хронизации (266.7mHz); t (старший полубайт кода) %00110001, ● Clock Mode – режим тактирования %01110001, %00110011, %01110011, %00110001, генератора (Internal (внутренний), %01110001, ; запись двоичного кода символа External Pos Edge (внешний по фрон- ; запись двоичного кода символа ~ (старший полубайт кода) ту), External Neg Edge (внешний по t (младший полубайт кода) %01110001, срезу)) – в нашем примере Internal; %01000001, %01110011, ● Reset Mode – источник и сигнал син- %01000011, %01110001, хронизации (Internal (внутренний %01000001, ; запись двоичного кода символа источник синхронизации), Async ; запись двоичного кода символа ~ (младший полубайт кода) External Pos Edge (внешний асин- e (старший полубайт кода) %11100001, хронный положительный фронт), %01100001, %11100011, Sync External Pos Edge (внешний син- %01100011, %11100001, хронный положительный фронт), Async External Neg Edge (внеш- ний асинхронный отрицатель- ный фронт), Sync External Neg Edge (внешний синхронный отрицатель- ный фронт)) – в нашем примере Sync External Neg Edge; ● Clockout Enabled in Internal Mode – формирование импульсов внутрен- него генератора на выводе CLKOUT генератора шаблона при внутреннем тактировании (Yes (да), No (нет)) – в нашем примере установлено зна- чение Yes; ● Output Configuration – вывод данных (Output to Pins Only (вывод данных только на выводы Q0…Q7), Output to Bus Only (вывод данных только на шину B[0..7]), Output to Both Pins and Bus (вывод данных на выводы и на шину)) – в нашем примере Output to Pins Only. Также для ввода установок генерато- ра шаблона можно использовать его лицевую панель (рис. 16). В её левой части расположено два окна: ● CLOCK – в данном окне задаётся режим тактирования генератора: 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Рис. 16. Запрещённая для вывода часть шаблона в области дисплея лицевой панели цифрового генератора PATTERN GENERATOR внешний или внутренний. Выбор помощи внешнего генератора, необ- Рис. 17. Выбор логического анализатора на производится при помощи кнопки ходимо подключить вывод выходного панели INSTRUMENTS посредством многократного её на- сигнала внешнего тактового генерато- жатия до тех пор, пока включённый ра к входу CLKIN генератора шаблона Шестнадцать переключателей в индикатор не будет соответствовать и выбрать один из двух режимов так- левой части панели соответствуют нужному режиму тактирования. Ин- тирования (по фронту или по срезу) в шестнадцати каналам съёма сигналов дикаторы не имеют названий, но их окне настроек параметров генератора A0…A15. В следующей колонке отобра- функции интуитивно понятны, так шаблона или на лицевой панели при- жены имена входов логического анали- как рядом с каждым индикатором ви- бора в окне CLOCK. затора. После запуска симуляции схе- зуально отображён значок-подсказ- мы прибор снимает входные значения ка. Если в окне CLOCK был выбран В цифровом генераторе есть воз- со своих выводов и отображает полу- режим внутреннего тактирования, можность задать вывод определённой ченные данные в виде прямоугольных можно подстроить частоту при по- части шаблона. Сделать это можно на импульсов на диаграмме во временно′й мощи ручки-переключателя Clock; его лицевой панели в области дисплея, области лицевой панели. ● TRIGGER – в данном окне произво- для чего необходимо определить запре- дится выбор источника синхрони- щённую для вывода область шаблона В правой части лицевой панели рас- зации (внешнего или внутреннего) посредством перемещения курсора сматриваемого прибора расположена и сигнала синхронизации (фронт левой кнопкой мыши. Запрещённая панель управления, на которой нахо- или срез). Если выбрана внешняя для вывода область будет отображать- дятся два окна: Trigger (Синхрониза- синхронизация, то необходимо ука- ся менее насыщенным цветом (рис. 16). ция) и Horizontal (Развёртка). В окне зать, будет ли она синхронной или Horizontal расположено две ручки: асинхронной с тактовым генерато- Продвижение по шаблону во вре- Display Scale и Capture Resolution. При ром. Выбор всех параметров произ- мя симуляции можно выполнять при помощи первой производится мас- водится при помощи кнопок посред- помощи кнопки STEP, расположенной штабирование отображения диаграм- ством многократного их нажатия до в окне CLOCK лицевой панели прибо- мы, при помощи второй выполняется тех пор, пока включённый индика- ра. При этом симуляция будет длиться подстройка разрешения. Логический тор не будет соответствовать нуж- до завершения цикла тактового генера- анализатор оперирует последователь- ному значению. В том случае, если тора, после чего остановится. Для гра- но записанными в буфер захвата вход- в окне TRIGGER был выбран режим фического отображения сигналов, фор- ными цифровыми данными. Процесс внутренней синхронизации, можно мируемых на линиях Q0, Q1 и Q4…Q7 подстроить частоту при помощи руч- генератора шаблона, воспользуемся ки-переключателя Trigger. виртуальным логическим анализато- Внутренний режим тактирования ром, добавление которого в рабочую генератора переключается отрица- область проекта выполним выделе- тельным фронтом и может быть задан нием левой кнопкой мыши строки с либо до симуляции в окне настрой- названием LOGIC ANALYSER на панели ки параметров цифрового генерато- INSTRUMENTS (рис. 17) и последующим ра шаблона, либо в процессе симуля- его размещением с помощью мыши на ции на лицевой панели прибора в окне схеме. Для съёма сигналов с исследуе- CLOCK. Есть два режима внешнего так- мой схемы логический анализатор име- тирования: по фронту и по срезу. Что- ет 16 выводов и 4 шины разрядностью бы тактирование выполнялось при 8 бит каждая. Лицевая панель прибора открывается автоматически после запу- ска симуляции схемы. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 51

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Рис. 18. Подключение виртуального логического анализатора к цифровому генератору шаблона зуется для подачи тактовых импульсов. Выводы Q2, Q3 не задействованы. После захвата данных запускается кнопкой стить симуляцию, результат выполне- запуска симуляции схемы цифровой Capture окна Trigger. Спустя некото- ния которой представлен на рис. 19. код, записанный в файле шаблона, ото- рое время после выполнения условий бражается на дисплее лицевой пане- переключения этот процесс останавли- Проанализируем работу демонстра- ли генератора шаблона в виде белых вается, а кнопка меняет свой цвет при ционной схемы, представленной на (логический ноль) и синих клеток записи и после её завершения. Резуль- рис. 19. При помощи записанного в (логическая единица). С каждым так- тат – содержимое буфера захвата – файле *.ptn скрипта были даны указа- товым импульсом внешнего источника отображается на экране графическо- ния цифровому генератору шаблона синхронизации выполняется продви- го дисплея в виде диаграмм, которые через линии Q4…Q7 отправить кон- жение по шаблону, при этом кодовая представляют сигналы, полученные с троллеру микросхемы LM016L кодовые комбинация нулей и единиц (пустых и входов прибора. комбинации команд (если на линии закрашенных ячеек) последнего столб- Q0 ноль) или данные (если на линии ца таблицы лицевой панели прибора Подсоединим выводы А4…А7 логи- Q0 единица). Для приёма команд/дан- поступает на выходы Q0…Q7 цифрово- ческого анализатора к линиям D4…D7 ных в микросхеме LM016L используют- го генератора шаблона, откуда переда- микросхемы LM016L, а выводы А0, А1 к ся линии D4…D7. ётся на линии RS, Е, D4…D7 микросхе- линиям RS, Е соответственно (рис. 18). мы дисплея. После того как в рабочей области Управляющий сигнал с линии Q0 проекта собрана схема, выполнены поступает на вывод RS микросхемы Согласно записанному в файле *.ptn настройки приборов и подготовлен и LM016L и подаётся программно. Вывод шаблону цифровой генератор шабло- загружен файл шаблона, можно запу- Q1 генератора шаблона подключён к на формирует на линии Q0 логический выводу Е микросхемы LM016L и исполь- ноль, который поступает на вывод RS микросхемы LM016L. В результате чего шина D0…D7 переходит в режим при- ёма команд, первая из которых пере- водит микросхему LM016L в 4-раз- рядный режим работы. После чего через линии D4…D7 выполняется приём команды включения дисплея (рис. 19а) и команды очистки дисплея и установки курсора в нулевую пози- цию (рис. 19б). Запись байта коман- ды в регистр команд микросхемы LM016L выполняется в два этапа: сна- а WWW.SOEL.RU см. продолжение рисунка на следующей странице СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 б 52

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ в г д Рис. 19. Результат выполнения команд и обработки кодовых комбинаций символов, заданных в файле шаблона: (а) включение дисплея, (б) очистка дисплея и установка курсора в нулевую позицию, (в) вывод трёх символов строки на экран дисплея, (г) вывод всей строки на экран дисплея, (д) вывод вошедших в разрешённую область шаблона символов строки чала на выводы D4…D7 подаётся стар- символов которой были поданы на му в *.ptn-файле 8-битовому шаблону ший полубайт команды, затем млад- шину D4…D7 (рис. 19в). В нашем при- показаны на рис. 20. ший. Далее согласно записанному в мере строка Proteus->, которая состо- файле *.ptn шаблону цифровой гене- ит из 8 символов, отображается на дис- Управление работой микросхемы ратор шаблона формирует на линии плее один раз (рис. 19г). графического дисплея с помощью Q0 логическую единицу, что перево- цифрового генератора шаблона дит линии D4…D7 микросхемы LM016L Зададим вывод определённой части в режим приёма данных, запись кото- шаблона. Для этого на лицевой пане- Графические жидкокристалличе- рых выполняется следующим обра- ли генератора шаблона в области дис- ские модули обладают большей гиб- зом: сначала на выводы D4…D7 пода- плея определим запрещённую для костью, в отличие от буквенно-циф- ётся старший полубайт данных, затем вывода область шаблона посредством ровых (жёстко фиксирующих размеры младший. При этом на вывод Е непре- перемещения курсора левой кноп- и положение символов), и не наклады- рывно подаётся тактовый сигнал, по кой мыши. В результате запрещённая вают сколь-нибудь серьёзных ограни- заднему фронту которого микросхе- область отобразится менее насыщен- чений на поточечно отображаемую ма LM016L считывает информацию ным цветом (рис. 19д), а на экране дис- информацию, что позволяет полу- (команды/данные). Таким образом, на плея появятся вошедшие в разрешён- чить любое необходимое изображе- экран микросхемы LM016L посимволь- ную область шаблона символы строки. ние. На каждую точку экрана прихо- но выводится строка, двоичные коды Временны′ е диаграммы формирова- дится один информационный бит, ния цифровых сигналов по заданно- который управляет свечением пикселя. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 53

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Рис. 20. Временны′ е диаграммы формирования цифровых сигналов по заданному в *.ptn файле микросхемы Ampire 128×64 с разре- 8-битовому шаблону шением дисплея 128×64 точки, кото- рая находится в разделе Graphical LCDs Рис. 21. Выбор микросхемы Ampire 128×64 из раздела Graphical LCDs библиотеки Optoelectronics библиотеки Optoelectronics (рис. 21) программы Proteus. Генератор шабло- Таблица 3. Система команд контроллера KS0108 на в данном случае используется в каче- стве внешнего источника информации Команда Код (данных/команд). Дисплей микросхе- RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 мы разделён на два сегмента (левый и правый) шириной 64 пикселя каж- Включить/выключить дисплей (D – 1 дый, доступ к которым выполняется при помощи линий , . Каждый дисплей включён, D – 0 дисплей 0 0 0 1 1 1 1 1 D сегмент представлен 8 страницами отключён) памяти размером 8 бит. Микросхе- ма Ampire 128×64 имеет 18 контактов, Выбор страницы видеопамяти 0 1 0 1 1 1 адрес страницы (0 – 7) назначение которых следующее: ● GND – «земля»; Выбор адреса начала вывода 00 1 адрес в строке (0 – 63) ● Vсс – напряжение питания +5 В; изображения в строке ● V0 – напряжение контрастности от 01 1 адрес строки (0 – 63) Выбор начальной строки 0 до +5 В (настройка контрастности отображения (сдвиг экрана) 1 8 бит 7 бит 6 бит 5 бит 4 бит 3 бит 2 бит 1 бит экрана); ● RS – установка режима приёма ин- Запись данных формации (RS = 1 данные, RS = 0 ко- манды); Использование инженером графиче- нии данных относительно применения ● R/W – выбор операции чтения ского дисплея расширяет область при- буквенно-цифрового дисплея. (R/W = 1) или записи (R/W = 0); менения устройства, повышает уровень ● E – линия синхронизации; его информативности, предоставляет Управление графическими диспле- ● DВ0…DВ7 – шина данных/команд; большие возможности при отображе- ями с помощью цифрового генерато- ● -Vout – выход отрицательного напря- ра шаблона рассмотрим на примере жения; ● – активация левого сегмента дис- плея ( = 0 сегмент активный, =1 сегмент неактивный); ● – активация правого сегмента дисплея ( = 0 сегмент активный, = 1 сегмент неактивный); ● – сигнал сброса контроллера дис- плея. Микросхема работает под управле- нием контроллера KS0108, который принимает и обрабатывает команды управления (табл. 3) и выводит соот- ветствующую графику на дисплей. Последовательность действий, кото- рые необходимо выполнить управляю- щей схеме при совершении операции записи по 8-разрядной шине, может быть следующей: ● установить значение линии R/W = 0 (запись в микросхему дисплея); ● установить значение линии RS = 0 (приём команд); ● вывести значение байта команды 00111111 на линии шины DВ0…DВ7 (команда включения дисплея); ● вывести на линии шины DB0…DB7 значение байта команды выбора страницы видеопамяти; ● вывести на линии шины DВ0…DВ7 значение байта команды выбора адреса начала вывода изображения в строке; 54 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ● установить значение линии RS = 1 Таблица 4. Порядок передачи кодовых комбинаций команд и двоичного кода рисунка, соответствие (приём данных); линий генератора шаблона PATTERN2 и микросхемы дисплея ● вывести значение байта данных на Выводы цифрового генератора шаблона PATTERN2 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 линии шины DВ0…DВ7. В качестве примера выведем на Выводы микросхемы Ampire 128×64 DВ7 DВ6 DВ5 DВ4 DВ3 DВ2 DВ1 DВ0 левый и правый сегменты экрана Включение дисплея 00111111 микросхемы Ampire 128×64 при помо- щи генератора шаблона рисунок, дво- Команды Выбор страницы № 4 видеопамяти 10111100 ичный код которого представлен в Выбор адреса, с которого будет Приём табл. 4. В нашем случае понадобят- команд ся два таких прибора. Один из них будет генерировать кодовые комби- начинаться вывод изображения в строке 0 1 0 1 1 1 1 0 нации команд и данные согласно с инструкциями, содержащимися в (пиксель № 30) файле шаблона Pattern2.ptn, а вто- рой – формировать тактовые импуль- 10111011 сы и сигнал приёма команд/данных микросхемой дисплея в соответствии 00010001 с комбинациями логических нулей и единиц, записанных в виде команд в 10010011 файле Pattern1.ptn. 11101111 Добавим два прибора PATTERN GENERATOR (компоненты PATTERN1 10010011 и PATTERN2) в рабочую область про- екта и подключим выводы Q0 и Q1 00010001 прибора PATTERN1 к выводам RS и E микросхемы графического дисплея 10111011 соответственно, выводы Q0…Q7 при- бора PATTERN2 к выводам DВ0…DВ7 11101111 микросхемы дисплея. Для графиче- ского отображения сигналов восполь- 11110111 зуемся виртуальным логическим ана- лизатором. Подсоединим его выводы 11110111 А0…А7 к линиям DВ0…DВ7 микросхе- мы дисплея, а выводы А8, А9 к линиям 11101001 RS, Е соответственно (рис. 22). Для пода- чи внешнего сигнала синхронизации 11010010 на вход TRIG компонентов PATTERN1 и PATTERN2 применим генератор 10010000 цифровых импульсов, окно настрой- ки параметров которого представле- Данные Двоичный код рисунка 1 0 1 1 0 0 0 0 Приём но на рис. 23. данных Создадим на диске компьютера тек- 00111001 стовый файл, в который занесём: ● управляющий сигнал приёма ми- 10100111 кросхемой дисплея команд/дан- 11110111 ных. Вывод RS микросхемы дисплея используется для приёма сигнала, пе- 10011011 редаётся сигнал через вывод Q0 гене- ратора шаблона PATTERN1; 00001011 ● сигнал синхронизации. Вывод Е ми- кросхемы дисплея используется для 00001001 приёма сигнала, передаётся сигнал через вывод Q1 генератора шабло- 01001001 на PATTERN1. Cохраним подготовленный файл с 10011101 расширением *.ptn. Присвоим файлу название Pattern1. Порядок передачи 11100110 кодовых комбинаций сигналов E и RS и соответствие линий генератора шабло- 11000011 на PATTERN1 и микросхемы дисплея представлены в табл. 5. 11000011 11010011 11100111 Рис. 22. Схема управления графическим дисплеем при помощи двух приборов PATTERN GENERATOR СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 55

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Таблица 5. Порядок передачи кодовых комбинаций сигналов E и RS и соответствие линий генератора шаблона PATTERN1 и микросхемы дисплея Выводы цифрового генератора Q1 Q0 шаблона PATTERN1 Выводы микросхемы Ampire 128×64 E RS Приём команд Приём данных 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 Рис. 23. Окно настройки параметров генератора цифровых импульсов DPULSE Создадим на диске компьютера тек- Порядок передачи кодовых комби- Рис. 24. Точечный рисунок для отображения на стовый файл, в который занесем: наций команд и двоичного кода изо- экране графического дисплея ● кодовые комбинации команд управ- бражения, а также соответствие линий генератора шаблона PATTERN2 и %00000001, ления микросхемой Ampire 128×64 микросхемы дисплея представлены в %00000001, (команды включения дисплея, вы- табл. 4. %00000011, бора страницы видеопамяти, выбо- %00000001, ра адреса, с которого будет начинать- Кодовые комбинации сигналов E и RS %00000001, ся вывод изображения в строке). Для в файле шаблона Pattern1.ptn (рис. 25): %00000011, подачи этих команд задействованы %00000001, выводы Q0…Q7 генератора шаблона ; RS-0 (приём команд) %00000001, PATTERN2. Для приёма команд ми- %00000000, %00000011, кросхемой дисплея задействованы %00000010, %00000001, выводы DB0…DB7; %00000000, %00000001, ● двоичный код изображения (рис. 24). %00000000, Для подачи кода изображения ис- %00000010, пользуются выводы Q0…Q7 генера- %00000000, тора шаблона. Для его приёма ми- %00000000, кросхемой дисплея применяются %00000010, выводы DВ0…DВ7. %00000000, Отметим, что цветные точки (в ; RS-1 (приём данных) нашем примере – голубые), фор- %00000001, мирующие изображение на экране %00000011, дисплея, в файле шаблона обозна- %00000001, чаются 0, а чёрные – 1. Cохраним %00000001, подготовленный файл с расшире- %00000011, нием *.ptn. Присвоим файлу назва- %00000001, ние Pattern2. %00000001, %00000011, 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ %00000011, Запись команд и двоичная кодировка Рис. 25. Кодовые комбинации сигналов E и RS %00000001, рисунка в файле шаблона Pattern2.ptn в файле шаблона Pattern1.ptn %00000001, (рис. 26): %00000011, Рис. 26. Запись команд и двоичная кодировка %00000001, ; включение дисплея рисунка в файле шаблона Pattern2.ptn %00000001, %00111111, %00000011, %00111111, %00111001, %00000001, %00111111, %00111001, %00000001, ; выбор страницы № 4 видеопамяти %10100111, %00000011, %10111100, %10100111, %00000001, %10111100, %10100111, %00000001, %10111100, %11110111, %00000011, ; выбор адреса, с которого будет %11110111, %00000001, начинаться вывод %11110111, %00000001, ; изображения в строке (пиксель %10011011, %00000011, № 30) %10011011, %00000001, %01011110, %10011011, %00000001, %01011110, %00000011, %01011110, %00000001, ; вывод изображения на дисплей %00000001, %10111011, %00000011, %10111011, %00000001, %10111011, %00000001, %00010001, %00000011, %00010001, %00000001, %00010001, %00000001, %10010011, %00000011, %10010011, %00000001, %10010011, %00000001, %11101111, %00000011, %11101111, %00000001, %11101111, %00000001, %10010011, %00000011, %10010011, %00000001, %10010011, %00000001, %00010001, %00000011, %00010001, %00000001, %00010001, %00000001, %10111011, %00000011, %10111011, %00000001, %10111011, %00000001, %11101111, %00000011, %11101111, %00000001, %11101111, %00000001, %11110111, %00000011, %11110111, %00000001, %11110111, %00000001, %11110111, %00000011, %11110111, %00000001, %11110111, %00000001, %11101001, %00000011, %11101001, %00000001, %11101001, %00000001, %11010010, %00000011, %11010010, %00000001, %11010010, %00000001, %10010000, %00000011, %10010000, %00000001, %10010000, %00000001, %10110000, %00000011, %10110000, %00000001, %10110000, %00111001, СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 57

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ а б Рис. 27. Окно свойств Edit Component приборов: (а) PATTERN1 и (б) PATTERN2 Рис. 28. Результат выполнения команд и обработки двоичного кода рисунка, заданных в файлах Для синхронной работы приборов шаблона Pattern1.ptn и Pattern2.ptn PATTERN1 и PATTERN2 эти значения должны быть одинаковыми. %00001011, %11100111, %00001011, Когда в рабочей области проекта %00001011, %11100111, собрана схема, выполнены настройки %00001001, приборов и подготовлены и загружены %00001001, %11100111, файлы шаблона, можно запустить симу- %00001001, Назначим для генератора шаблона ляцию, результат выполнения которой %01001001, PATTERN1 файл шаблона Pattern1.ptn, представлен на рис. 28. Сформирован- %01001001, а для генератора шаблона PATTERN2 ное изображение отображается на левом %01001001, файл шаблона Pattern2.ptn. Обра- и правом сегментах экрана микросхе- %10011101, тите внимание на значения параме- мы дисплея. Для большей детализации %10011101, тров генераторов шаблона PATTERN1 область экрана дисплея (рис. 28) выне- %10011101, и PATTERN2 в окне Edit Component сена отдельно в увеличенном виде. %11100110, (рис. 27): %11100110, ● Clock Rate (частота внутреннего так- Проанализируем работу демонстра- %11100110, тирования) – 1.000Hz; ционной схемы, представленной на рис. %11000011, ● Reset Rate (частота внутренней син- 28. При помощи записанного в файле %11000011, хронизации) – 266.7mHz; Pattern2.ptn скрипта были даны указа- %11000011, ● Clock Mode (режим тактирования ге- ния цифровому генератору шаблона %11000011, нератора) – Internal (внутренний); PATTERN2 через линии Q0…Q7 отпра- %11000011, ● Reset Mode (источник и сигнал син- вить контроллеру микросхемы Ampire %11000011, хронизации) – Sync External Pos Edge 128×64 кодовые комбинации команд %11010011, (внешний синхронный положитель- (если на линии Q0 цифрового гене- %11010011, ный фронт); ратора шаблона PATTERN1 ноль) или %11010011, ● OutputConfiguration(выводданных)– данные (если на линии Q0 цифрового Output to Pins Only (вывод данных генератора шаблона PATTERN1 едини- только на выводы Q0…Q7). ца). Управляющий сигнал на линию Q0 цифрового генератора шаблона PATTERN1 подаётся при помощи скрип- та, записанного в файле Pattern1.ptn. С каждым тактовым импульсом внешнего источника синхронизации на выводы приборов PATTERN1 и PATTERN2 син- хронно выдаётся следующая серия сиг- налов (рис. 29). Для приёма команд/ данных в микросхеме Ampire 128×64 используются линии DВ0…DВ7. Управ- ляющий сигнал с линии Q0 генератора шаблона PATTERN1 поступает на вывод RS микросхемы Ampire 128×64 и пода- ётся программно. Вывод Q1 генерато- ра шаблона PATTERN1 подключён к выводу Е микросхемы Ampire 128×64 58 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ и используется для подачи тактовых Рис. 29. Серии сигналов в файлах шаблона Pattern1.ptn и Pattern2.ptn, синхронно поступающие на импульсов. Выводы Q2…Q7 генератора выводы приборов PATTERN1 и PATTERN2 шаблона PATTERN1 не задействованы. рый поступает на вывод RS микросхемы выбор адреса, с которого будет начи- После запуска симуляции схемы циф- Ampire 128×64. В результате чего шина наться вывод изображения в строке. ровой код, записанный в файлах шабло- DВ0…DВ7 переходит в режим приё- Далее согласно записанному в файле на, отображается на дисплеях лицевых ма следующих команд: включение дис- Pattern1.ptn шаблону цифровой гене- панелей генераторов шаблона PATTERN1 плея, выбор страницы видеопамяти, ратор шаблона PATTERN1 формирует и PATTERN2 в виде белых (логический ноль) и чёрных клеток (логическая еди- ница). С каждым тактовым импульсом внешнего источника синхронизации выполняется продвижение по шаблону, при этом кодовая комбинация нулей и единиц (пустых и закрашенных ячеек) последнего столбца таблицы лицевой панели прибора PATTERN1 поступает на выходы Q0, Q1 цифрового генератора шаблона PATTERN1, откуда передаётся на линии RS, Е микросхемы дисплея. Кодо- вая комбинация нулей и единиц послед- него столбца таблицы лицевой панели прибора PATTERN2 поступает на выходы Q0…Q7 цифрового генератора шаблона PATTERN2, откуда передаётся на линии DВ0…DВ7 микросхемы дисплея. Согласно записанному в файле Pattern1.ptn шаблону цифровой гене- ратор шаблона PATTERN1 формиру- ет на линии Q0 логический ноль, кото- ĽĹĻŁĿijĿļľĿijıŐ ŎļĶĻŃŁĿľĹĻı INWAVE.RU MWT-400 +7 (495) 137-5335 œŖśţşšŞŬŚŔŖŞŖšőţşšŢřŔŞőŜşœ ĵřőŠőŘşŞšőŒşŨřŦ ŨőŢţşţ łŕŖŜőŞşœŁşŢŢřř śĴŧĴĴŧ ĻşŞţšşŜŭŞşřŘŝŖšřţŖŜŭŞşŖşŒşšŤŕşœőŞřŖ ŅőŘşœŬŚũŤŝРеклама ŕIJŞĴŧ СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU ʼnřšřŞőŠşŜşŢŬ ŧřťšşœşŚ ŝşŕŤŜŰŧřř ĽĴŧ ĹŞţŖšŖťŖŚŢœœşŕő ŕőŞŞŬŦř ŤŠšőœŜŖŞřŰ ĴŒřţŢ ijřŕŬŝşŕŤŜŰŧřř M-PSK, M-QAM, OOK, M-ASK, M-FSK, MSK, *06.ļňĽŀŀŁň ŝŤŜŭţřţşŞřŝŠŤŜŭŢŞőŰ ŠšşřŘœşŜŭŞŬŚ 59

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ на линии Q0 логическую единицу, что значит, в нашем примере изображение Литература будет формироваться на левом и правом переводит линии DВ0…DВ7 микросхемы сегментах дисплея одновременно. Таким 1. Колесникова Т. Применение программы образом, на оба сегмента выводится рису- CodeVisionAVR для управления буквен- Ampire 128×64 в режим приёма данных, нок, двоичный код которого был подан на но-цифровыми дисплеями в Proteus 8.11 шину DВ0…DВ7. Временны′ е диаграммы // Современная электроника. 2022. № 2. запись которых выполняется побайтно. формирования цифровых сигналов по заданному в *.ptn-файлах шаблону ото- 2. Proteus VSM Help // Labcenter Electronics. При этом на вывод Е непрерывно подаёт- бражаются в графической области лице- 2020. вой панели логического анализатора. ся тактовый сигнал, по заднему фронту 3. ISIS Help // Labcenter Electronics. 2014. 4. HD44780U (LCD-II) (Dot Matrix Liquid Crystal которого микросхема Ampire 128×64 счи- Display Controller/Driver). Hitachi, Ltd. 1998. тывает информацию (команды/данные). Выводы и микросхемы Ampire 128×64 подключены к «земле», НОВОСТИ МИРА УРАЛЬСКАЯ СТРУКТУРА ворить потребности машиностроительного Iot.ru уже писал писал о собрании экс- «РОСКОСМОСА» ЗАМЕНИТ предприятия, сделавшего этот заказ, инже- пертного совета «Роскосмоса», обсудивше- неры екатеринбургского «НПО автоматики» го импортозамещение в условиях антирос- ЗАРУБЕЖНУЮ ЭЛЕКТРОНИКУ В за пару недель запустили в производство сийских санкций и рассказавшего о завер- ТРАКТОРАХ ранее выпускавшееся компанией устрой- шении нового пилотного проекта. ство, переработав его. Входящее в «Роскосмос» АО «НПО ав- Iot.ru томатики» сообщило о разработке отече- Гендиректор «НПО автоматики» Андрей ственных электронных приборов для трак- Мисюра отметил, что его предприятие уже торов и автомобилей взамен зарубежных. несколько лет занимается импортозамеще- По словам пресс-службы научно-производ- нием приборов, устанавливаемых на различ- ственного объединения, уже в ближайшее ную сельскохозяйственную и автомобильную время предприятие отгрузит контроллер технику, и имеет большой опыт в разработ- управления гидрораспределителями, явля- ке и поставках серийных образцов контрол- ющийся важной частью тракторов и отвеча- леров, информационных дисплеев, панелей ющий в этом виде техники за управление управления, датчиков и систем управления. навесным оборудованием. Чтобы удовлет- 60 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

CompactPCI Компьютеры специального назначения

ФОРМУЛА УСПЕХА Четыре составляющие успеха АО «Завод «Снежеть» Елизавета Матюхина ([email protected]) Предприятие было квалифицировано потребителями как надёжный постав- Более 40 лет завод «Снежеть» выпускает электрические соединители щик, о чём также свидетельствуют полу- специального и производственно-технического назначения. Благодаря ченные сертификаты соответствия. грамотному распределению ресурсов и выбранному курсу развития в последние годы на предприятии произошли существенные изменения. Систему менеджмента качества пред- приятия руководство АО «Завод «Сне- Стандартизация – залог Система менеджмента качества пред- жеть» использует как эффективный успешной работы предприятия приятия также соответствует требо- рабочий инструмент. Стандартиза- ваниям международного стандар- ция деятельности, создание прозрач- С момента основания предприятие та железнодорожной отрасли ISO/TS ной и понятной системы бизнес-про- осуществляет разработку и производ- 22163:2017. Соответствующий серти- цессов предприятия – залог успешной ство продукции для военно-промыш- фикат компания получила в 2019 году. работы. Это шаг вперёд навстречу веду- ленного комплекса (ВПК). Для воз- Наличие данного сертификата соот- щим европейским стандартам, защита можности осуществления поставок ветствия открывает возможности для от ошибок, чтобы каждый сотрудник продукции предприятиям ВПК требова- АО «Завод «Снежеть» поставлять выпу- на своём рабочем месте действовал в лось сертифицировать систему менед- скаемую продукцию потребителям рамках определённого установлен- жмента качества АО «Завод «Снежеть» крупнейшей отрасли – РЖД. Плано- ного регламента, а в случае возникно- на соответствие требованиям стандар- вые инспекционные аудиты в 2020 и вения проблем знал, какие необходи- та ГОСТ Р ИСО 9001-2015, дополнитель- 2021 годах подтвердили соответствие мо предпринять действия. Кроме того, ным требованиям ГОСТ РВ 0015-002- системы менеджмента качества тре- это эффективный способ контроля и 2012 и ЭС РД 009-2014. бованиям международного стандарта. анализа деятельности предприятия в целом. Система менеджмента качества пред- Кроме того, потребители продукции, приятия успешно прошла процедуру выпускаемой АО «Завод «Снежеть», регу- Мотивация. KPI: зачем это нужно? сертификации, на основании которой в лярно проводят оценку деятельности 2021 году компании был выдан уже пятый предприятия с целью принятия реше- KPI (Key Performance Indicators), или сертификат соответствия. Ежегодно прово- ния о дальнейшем сотрудничестве. ключевые показатели эффективности, – дится независимый инспекционный аудит. система оценки трудовой деятельности, 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

ФОРМУЛА УСПЕХА которая позволяет оценить эффектив- это работает. На участок устраивает- ремонтом переехала кладовая изоля- ность работы сотрудников. ся сборщик радиодеталей. В качестве торов, склад готовой продукции. наставника ему подбирают эффектив- Руководители компаний, управленче- ного, грамотного сотрудника, способ- На прессовом и сборочном участках ский состав менеджмента всегда нахо- ного передавать свои знания и делить- обновлена современная система венти- дятся в поиске способов повышения ся опытом. На руки новый сотрудник ляции для поддержания оптимального эффективности организации. В 80-е получает индивидуальный план раз- микроклимата. годы XX века была создана методика, вития с расписанием занятий про- названная Performance Management, в фобучения. Всё понятно и прозрач- Автоматизация сборочного русском переводе – «управление резуль- но. Аналогичная система действует и участка тативностью». Она построена на систе- в отношении инженерно-технических ме сбалансированных показателей KPI, работников, с единственной поправ- На предприятии применение высо- цель которых – управление результа- кой: адаптация включает в себя выпол- коточного оборудования граничит с тивностью работы сотрудников и её нение определённых задач, а за новым ювелирным, но пока ещё ручным тру- оценка. На практике систему KPI часто сотрудником закрепляется куратор, дом. Конструкторско-технологический рассматривают как материальный спо- который регулярно осуществляет оцен- отдел АО «Завод «Снежеть» одной из соб мотивации персонала. ку его деятельности. своих целей ставит автоматизацию и механизацию технологических про- Введённая на АО «Завод «Снежеть» Хорошей традицией стало проведе- цессов производства. система мотивации KPI не просто ние Дня нового сотрудника. В этот день стимулирует сотрудников качествен- новичкам производства рассказывают В 2020 году инженерный коллектив но выполнять свою работу, а перево- историю предприятия, объясняют про- предприятия спроектировал и изгото- дит их деятельность в количественно цессы производства, знакомят с харак- вил станок по автоматической сборке измеримые показатели, делая акцент на теристиками выпускаемых изделий, контактной группы. Система объеди- том, что важно в первую очередь. Таким проводят экскурсию по заводу. нила несколько различных операций: образом система оплаты труда стано- развальцовку, сочленение, центров- вится прозрачной и понятной каждому. Требования, предъявляемые к пер- ку контакта в автоматическом режи- Сотрудники ясно понимают, что от них соналу с учётом видов выполняемых ме. Прежде все эти операции выпол- требует руководство, появляется осоз- работ, формализованы на предприятии нялись вручную. Их автоматизация нание своей роли в достижении стра- в виде матрицы компетенций. Матрица позволила увеличить скорость, выра- тегических целей всей компании, что компетенций – эффективный инстру- ботку, повысить качество выпускаемой само по себе может являться немало- мент для оценки знаний и умений пер- продукции. важным фактором мотивации. сонала. Заключение Кадры – гордость предприятия Модернизация производства Улучшение условий труда и моти- Наставничество и адаптация, день Концепция бережливого вации персонала, грамотное распре- нового сотрудника, матрица компе- производства деление ресурсов, автоматизация и тенций помогают сформировать на модернизация производства позво- предприятии здоровый климат в кол- На транспортировку товарно-мате- ляют производственному предприя- лективе и помочь сотрудникам макси- риальных ценностей между произ- тию расширять продуктовую линейку, мально быстро влиться в трудовую дея- водственными участками и склад- предлагая отечественному рынку каче- тельность. скими помещениями ежедневно ственные аналоги импортных разъё- затрачивается определённое коли- мов, и выходить на новые рынки сбы- Руководство АО «Завод «Снежеть» чество временны х ресурсов. Сокра- та. Так, АО «Завод «Снежеть» серийно придерживается точки зрения, что при щение временны х потерь позволя- выпускает два новых типа соедините- подборе персонала нет правильных и ет повысить эффективность работы лей – гидравлические разъёмы трёх неправильных людей. Есть люди, кото- персонала. Именно по этому принципу серий СЖ1, СЖ2 и СЖ3 и промышлен- рые подходят или не подходят нашей идёт реорганизация складского хозяй- ные силовые разъёмы серии СНП356. компании. Поэтому подход к каждой ства. Отремонтированы и модернизи- Проводятся опытно-конструкторские заявке на подбор персонала индивиду- рованы новые складские помещения: работы для выпуска разъёмов типа альный. В заявках руководители под- в просторное помещение со свежим d-sub серии СНП413. разделений отражают компетенции, профессиональные навыки, которые они хотели бы видеть в новом сотруд- нике. А при конкурсном отборе канди- датов на должность учитываются не только их профессиональные компе- тенции, но и психосоматические осо- бенности личности. В течение года в работу с новыми кадрами АО «Завод «Снежеть» внедря- ет два процесса: адаптация для инже- нерно-технических специалистов и наставничество – для производствен- ного персонала. Приведём пример, как СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 63

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ Необычные адаптивные системы СДЦ Владимир Бартенев ([email protected]) го вычитания, работавшая на про- межуточной частоте и, как видно из Целеподобный характер отражённых сигналов от движущихся рисунка, требующая для своей рабо- дискретных помех типа «ангелов» исключает применение для защиты ты не два зондирующих импульса, как РЛС традиционных адаптивных систем СДЦ (селекции движущихся обычная однократная череспериод- целей), как режекторных, так и многоканальных доплеровских [1]. ная схема вычитания, а три зондиру- Однако предложенный автором этой статьи способ адаптивной ющих импульса. В состав разностно- разностно-фазовой селекции движущихся целей позволил решить временно′ й системы СДЦ входят линии эту проблему, и первым доказавшим это на практике, внедрив метод в задержки, перемножители и схема серийные РЛС, был Алексей Андреевич Мамаев из Новосибирского НИИ вычитания. Важнейшей особенностью измерительных приборов (НИИИП) (рис. 1). Его памяти и 100-летию со разностно-временно′ й схемы вычита- дня рождения создателя первой реализованной на практике адаптивной ния является операция перемножения разностно-временно′й системы я посвящаю эту статью. сигналов смежных периодов повторе- ния перед подачей их на схему вычи- Нелинейные разностно- но до вычитания. Причём в этом случае тания. Чтобы понять сущность работы фазовые системы СДЦ длительность смежных периодов повто- разностно-временно′ й схемы вычита- рения различалась настолько (как и раз- ния, следует вспомнить работу двухча- Прежде чем рассматривать адап- нос несущих частот в двухчастотной стотной системы СДЦ. В ней ослабление тивные разностно-фазовые системы системе СДЦ), насколько требовалось доплеровского эффекта достигается за селекции движущихся целей, уместно ослабить чувствительность скорост- счёт использования разности несущих вспомнить о том, какие системы СДЦ ной характеристики СДЦ к доплеров- частот излучаемых радиоимпульсов. разностно-фазового типа им предше- скому смещению спектра движущейся В разностно-временно′ й системе СДЦ ствовали. Сначала это была разностно- пассивной помехи. Главное преимуще- параметром, изменяющим масштаб частотная, или, лучше сказать, двухча- ство этих разностно-фазовых систем скоростной характеристики, являет- стотная система СДЦ, предложенная СДЦ перед традиционными системами ся разность длительности смежных Свистовым В.М. [2], в которой за счёт СДЦ состояло в их способности режек- периодов повторения РЛС. При боль- перемножения эхо-сигналов, принима- тировать отражения от дискретных мед- шом сходстве этих двух систем есть и емых на двух разных несущих частотах, ленно движущихся пассивных помех. существенное различие между ними. осуществлялась трансформация мас- Однако из-за нелинейной операции – В двухчастотной системе СДЦ пере- штаба доплеровских скоростей движу- перемножения – в этих системах про- множаются независимые сигналы, в щейся пассивной помехи и уже после исходило как расширение спектра пас- разностно-временно′ й системе СДЦ этого производилось межпериодное сивной помехи, так и изменение закона перемножаются сильно коррелиро- вычитание помехи. Затем такими же распределения помехи на выходе, что ванные сигналы помехи, разделённые свойствами стала обладать разностно- приводило к снижению их эффектив- интервалом времени, равным периоду временна′ я система СДЦ, изобретённая ности по сравнению с линейными повторения зондирующих импульсов Крыловым И.Г. [3], в которой осущест- системами СДЦ при работе по отраже- РЛС. Естественно, это должно сказаться влялось перемножение эхо-сигналов, ниям от подстилающей поверхности. на помехозащищённости этих систем. принятых в двух смежных, разных по Важным преимуществом разностно- длительности периодах непосредствен- Разностно-временна′ я система СДЦ, временно′ й системы СДЦ является то, предложенная И.Г. Крыловым, в дальней- что она реализуется в одном канале, шем была существенно усовершенство- а не в двух, как двухчастотная. Учитывая вана благодаря работам А.А. Мамаева, наличие в ней нелинейных элементов Ю.Н. Ложкина, Р.Д. Яхонтова. Блок-схема в виде перемножителей, количествен- предложенного ими варианта построе- ная оценка помехозащищённости была ния разностно-временно′ й системы [4] произведена по характеристикам обна- изображена на рис. 2. ружения, а не по энергетическим кри- териям (коэффициенту подавления, Это однократная разностно- коэффициенту улучшения). Как сле- временна′ я схема череспериодно- дует из блок-схемы (рис. 1), на выхо- де разностно-временно′ й схемы ЧПВ Рис. 1. Мамаев Алексей Андреевич Рис. 2. Разностно-временна′я система СДЦ образуется напряжение (11.03.1922–21.06.1995) , (1) где Zi – комплексная амплитуда i-го импульса на входе системы СДЦ, состо- ящая из аддитивной смеси полезного сигнала, пассивной помехи, собствен- ных шумов приёмника. 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ Анализ эффективности подобной системы показал: нелинейная опера- ция перемножения приводит к замет- ным потерям в обнаружении сигнала цели. Для вероятностей ложных тревог от 10–1 до 10–4 и коэффициентов корре- ляции 0,9…0,95 эти потери в пороговом сигнале для вероятности правильного обнаружения 0,5 составляют от 4 до 7 дБ. Первая адаптивная разностно- Рис. 3. Первая адаптивная разностно-фазовая система СДЦ фазовая система СДЦ сопряжения. В реальных условиях кова- упрощение достигается при рассмотре- В основе построения адаптивных риационная матрица коррелированной нии сильно коррелированной помехи, разностно-фазовых систем СДЦ лежат помехи неизвестна, поэтому восполь- т.е. R = 1. В этом случае алгоритм соответ- алгоритмы оптимальных или квазиоп- зуемся адаптивным байесовским под- ствует однократным череспериодным тимальных обнаружителей, но с суще- ходом, подставляя вместо неизвестной схемам вычитания c весовыми коэффи- ственной поправкой. Теперь алгоритмы ковариационной матрицы помехи её циентами, формируемыми на основе оце- реализуются с использованием пере- оценку максимального правдоподобия. нок аргумента межпериодного коэффи- крёстных связей между устройствами, циента корреляции с последующим формирующими оценки параметров С целью исключения операции обра- некогерентным накоплением. помехи, и устройствами, в которых щения оцениваемой ковариационной эти оценки используются для получе- матрицы, а значит, и упрощения алго- Таким образом, при аппроксимации ния результата обработки. Причём, как ритмов при адаптивном обнаружении, коррелированных помех односвязан- и в классических разностно-фазовых воспользуемся аппроксимацией реаль- ной марковской последовательностью системах СДЦ, адаптивные разност- ной коррелированной помехи Марков- система СДЦ фактически является адап- но-фазовые системы СДЦ требуют или ской m–связной последовательностью. тивным режектором с непосредствен- вобуляции (плавное изменение часто- В этом случае обратная корреляцион- ным вводом оценок модуля и (или ты) периодов повторения, или двухча- ная матрица имеет диагонально-лен- только) аргумента межпериодного стотной работы. точную структуру, причём не равны коэффициента корреляции с после- нулю только ближайшие m поддиа- дующим некогерентным накоплени- Но при этом они стали линейными гоналей вблизи главной диагонали. ем. Однако оценки модуля и аргумента системами с переменными параметра- В частности, для m = 1 обратная корре- межпериодного коэффициента корре- ми. Важным преимуществом адаптив- ляционная матрица имеет вид: ляции для борьбы с «ангелами» долж- ных разностно-фазовых систем СДЦ ны формироваться с усреднением не по сравнению с просто разностно- (3) по независимым элементам дальности, фазовыми системами является сохра- как в случае протяжённой по дально- нение внутриимпульсной модуляции , сти пассивной помехи, а по коррели- обрабатываемых сложных сигналов, где R, γ – оценки максимального прав- рованной пачке импульсов на разных что позволяет применять согласован- доподобия модуля и аргумента межпе- несущих частотах или с использова- ную фильтрацию (сжатие, корреляци- риодного коэффициента корреляции нием двух пачек импульсов с разными онную обработку) как до, так и после пассивной помехи. частотами повторения с последующим системы СДЦ. перекрёстным вводом полученных оце- Тогда на выходе в соответствии с (2) нок модуля и аргумента межпериодно- Рассмотрим, из каких соображений и (3) получим для m = 1: го коэффициента корреляции. Исходя была создана первая адаптивная раз- из этого, структурная схема адаптивной ностно-фазовая система СДЦ. Решение . разностно-фазовой системы СДЦ будет этой задачи строилось на общих прин- иметь следующий вид (рис. 3). ципах построения систем обнаружения Этот алгоритм можно дополнитель- движущихся целей. Из теории известно но упростить, модифицировав обрат- Фактически это и есть первая адап- [5], что оптимальный обнаружитель дол- ную матрицу, добавив вместо 1 в пра- тивная разностно-фазовая система жен формировать отношение правдопо- вом её нижнем углу квадрат оценки СДЦ [6], на которую было мной полу- добия или его достаточные статистики модуля межпериодного коэффициен- чено авторское свидетельство ещё в и сравнивать их с порогом. В частности, та корреляции. Тогда для m = 1 получим: 1976 году, в то время аспирантом, вме- структура оптимального по критерию сте с моим научным руководителем отношения правдоподобия обнаружи- . д.т.н. Шломой Александром Михай- теля флюктуирующего сигнала на фоне ловичем. В то время о цифровой реа- аддитивной гауссовой помехи определя- Нетрудно видеть, что такая адаптив- лизации такой системы можно было ется достаточной статистикой: ная обработка включает в себя адап- только мечтать, поэтому в описании тивное «обеление» помехи с помощью изобретения было сказано, что устрой- , (2) нерекурсивных адаптивных фильтров ство реализуется в аналоговом виде на где ZВХ – N-мерная комплексная вход- первого порядка с последующим неко- ная выборка; N – количество импульсов герентным накоплением. Предельное в пачке, М – известная Эрмитова кова- риационная матрица помехи; * – знак транспонирования и комплексного СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 65

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ Рис. 4. Блок-схема первой аналоговой реляции производится на промежуточ- ВНИИРТе, куда я был распределён после адаптивной разностно-временно′й системы СДЦ, ной частоте. Далее напряжение оценки окончания аспирантуры и защиты дис- внедрённой Алексеем Андреевичем Мамаевым межпериодного коэффициента корре- сертации, было получено авторское в НИИИП. Сокращения: М – МГц, Т1 и Т2 – линии ляции вводится перекрёстно во вторые свидетельство [7] на изобретение адап- задержки, Ф – фильтр, Г – генератор, круг перемножители 4, где производится тивной разностно-временно′й системы с минусом – схема вычитания, квадраты череспериодная компенсация сигна- СДЦ, в которой, используя пачку из трёх с косой чертой – смесители лов смежных периодов повторения с импульсов с расстановкой их по вре- учётом амплитуд и фаз, а также оценки мени ТА и ТВ, удавалось сформировать Рис. 5. Внешний вид унифицированной межпериодного коэффициента корре- разностно-временну′ю скоростную цифровой адаптивной разностно-фазовой ляции помехи. Результаты вычитания характеристику двукратной череспе- системы СДЦ через детекторы 6 подаются на сумма- риодной схемы вычитания. промежуточной частоте и работает сле- тор 7, где некогерентно накапливаются. дующим образом. Сигналы возбужде- Наиболее совершенной адаптивной ния передатчика формируются с помо- Это было моим главным достиже- разностно-фазовой системой, работаю- щью многоотводной линии задержки нием во время учёбы в аспиранту- щей по вобулированной пачке из трёх 1 с вобулированной временно′й рас- ре – изобретение первой адаптивной импульсов, можно считать цифровую становкой, определяемой длительно- разностно-временно′й системы СДЦ, систему СДЦ (ВНИИРТ, 1982 г.), в кото- стью задержки сигнала между отвода- которая получила дальнейшее усовер- рой нашли отражение сразу несколь- ми. Отражённые эхо-сигналы после шенствование и внедрение в РЛС ВНИ- ко изобретений. Важно подчеркнуть, внутрипериодной согласованной обра- ИРТ (Москва) и НИИИП (Новосибирск). что это устройство не только было ботки подаются на вход устройства. В реализовано и испытано, но и в виде одной группе первых перемножителей Поскольку до поступления в очную конструкторской документации было 2 производится оценка межпериодно- аспирантуру я работал в отделе, возглав- передано на Муромский завод радио- го коэффициента корреляции помехи, ляемом А.А. Мамаевым в Новосибир- измерительных приборов для модер- которая получается путём перемноже- ском НИИ измерительных приборов, низации систем СДЦ серийных РЛС. ния сигналов смежных периодов повто- то сразу же, получив авторское сви- В этом устройстве впервые были при- рения и последующего усреднения это- детельство на адаптивную разностно- менены новые принципы унифика- го произведения в блоках усреднения 3. временну′ю систему СДЦ, ознакомил ции (как в функциональном, так и в Для учёта амплитуды и фазы этого про- Алексея Андреевича с моим предложе- конструктивном отношении) на осно- изведения оценка коэффициента кор- нием. А.А. Мамаев внимательно отнёс- ве блочно-модульного построения. ся к моему изобретению, внедрив его в В силу большой повторяемости и вза- разрабатываемые изделия (рис. 4). имозаменяемости отдельных схемных элементов (ОЗУ, АЛУ, перемножите- Несмотря на сложность реализации лей, функциональных преобразовате- аналоговой адаптивной разностно- лей типа COS, SIN, ARCTG), из которых временно′й системы СДЦ на проме- строится адаптивная система СДЦ, для жуточной частоте для пачки из трёх их построения широко применяются импульсов с оценкой межпериодной унифицированные функциональные разности фазы пассивной помехи по ячейки-модули (рис. 5). двум первым импульсам и с вводом этой оценки при вычитании сигналов вто- Как уже отмечалось, наряду с улуч- рого третьего импульсов, новая система шением характеристик разностно- СДЦ была успешно внедрена в серийные временно′ й системы СДЦ за счёт вве- РЛС 5Н64, 9С15 и др. Для ввода оценки дения адаптивных свойств, такого же доплеровского набега фазы на проме- улучшения можно добиться и в адап- жуточной частоте использовалось двой- тивной разностно-частотной системе ное преобразование частоты (см. рис. 4). СДЦ. Как и в адаптивной разностно- временно′ й системе СДЦ, операция Явные преимущества этой адаптив- умножения эхо-сигналов использует- ной разностно-фазовой системы СДЦ ся только для оценки доплеровской состоят, с одной стороны, в том, что в разности фаз в каждом из частотных ней может эффективно компенсиро- каналов. Череспериодное вычитание ваться протяжённая пассивная помеха эхо-сигналов в одном из частотных с произвольным коэффициентом кор- каналов осуществляется с коррекци- реляции, а с другой стороны, имеется ей по фазе одного из вычитаемых сиг- возможность компенсировать дискрет- налов на основе оценки доплеровской ные коррелированные помехи, выбирая разности фазы, полученной в другом соответствующим образом полосу про- частотном канале [8]. пускания фильтра после перемножителя в канале оценки модуля и аргумента меж- Адаптивные разностно- периодного коэффициента корреляции. фазовые системы СДЦ повышенной эффективности В последующие годы адаптивные разностно-фазовые системы СДЦ вся- В настоящее время прогресс в обла- чески модернизировались в Новоси- сти методов параметрического спек- бирске (НИИИП), в Горьком (ГНИИРТ) и в Москве (ВНИИРТ). В 1979 году во 66 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ трального анализа с высоким разре- Рис. 6. Спектральное представление сигналов дискретной двухкомпонентной помехи с шением и высокопроизводительных доплеровскими частотами компонент 10 Гц и 20 Гц и полезного сигнала с доплеровской частотой средств цифровой обработки сигна- 200 Гц на входе. Амплитуды спектра в децибелах (dB), частота F в герцах с метками через 40 Гц. лов на основе DSP и FPGA дали воз- Две выборки на разных несущих частотах: 500 МГц и 550 МГц можность подойти к реализации более совершенных алгоритмов адаптивных Y1[n] = (а11z2[n]+a12z2[n – 1]+…+ vm = fm1×l1/2; fm2 = 2×vm/l2 – доплер разностно-фазовых систем. a1pz2[n – p]), 1-й компоненты помехи, Гц, для второй выборки наблюдений; Адаптивная обработка в соответ- Y2[n] = (а21z1[n]+a22z2[n – 1]+…+ ствии с (2) предполагает оценку кова- a2pz2[n – p]), vc = fc1×l1/2; fc2 = 2×vc/l2 – доплер риационной матрицы помехи и её 2-й компоненты помехи, Гц, для второй обращение. Но избежать обращения где a11, … a1p – оценки коэффициентов выборки наблюдений; оцениваемой ковариационной матри- авторегрессии первой выборки наблю- цы можно, используя не только марков- дений, z2[n] – n-й отсчёт второй входной vs = fs1×l1/2; fs2 = 2×vs/l2 – доплер скую модель коррелированной поме- выборки наблюдений, a21, ... a2p – оцен- полезного сигнала, Гц, для второй хи, но и её авторегрессионную модель. ки коэффициентов авторегрессии второй выборки наблюдений. Если входной случайный процесс может выборки наблюдений, z1[n] – n-й отсчёт рассматриваться как процесс авторе- первой входной выборки наблюдений. Формирование коэффициентов авто- грессии порядка р с коэффициентами регрессии, метод Берга, 4-й порядок авторегрессии ap, тогда на выходе линей- Проиллюстрируем работу предлагае- авторегрессии: ного КИХ-фильтра с весовыми коэф- мого способа на конкретных примерах, ● для первой выборки наблюдений: фициентами, являющимися оценками прибегнув к моделированию с помо- коэффициентов регрессии, будет белый щью системы MATLAB. Осуществим aa1 = arburg(z1,4) – 4th order model шум. Важно подчеркнуть, что исполь- фильтрацию двух выборок наблю- 1-й канал; зование в качестве обелителя авто- дений на разных несущих частотах ● для второй выборки наблюдений: регрессионного фильтра позволяет 500 МГц и 550 МГц с постоянным пери- aa2 = arburg (z2,4) – 4th order model эффективно режектировать дискрет- одом повторения 0,001 с. Зададим пара- 2-й канал. ные движущиеся пассивные помехи, метры полезного сигнала и двухкомпо- Фильтрация с весами-коэффициен- имеющие теперь уже и многомодо- нентной помехи для каждой выборки тами авторегрессии; вые спектры. Так как при формиро- наблюдений: ● y1 = filter(aa1.’,1,z1) – без перекрёст- вании оценок коэффициентов авто- ных связей; регрессии с усреднением по пачке as = 1 – амплитуда полезного сигнала; ● y2 = filter(aa1.’,1,z2) – фильтрация 2-й принимаемых импульсов формиру- fs1 = 200 – доплер полезного сигнала, выборки наблюдений весами 1-й вы- ются весовые коэффициенты фильтра Гц, для первой выборки наблюдений; борки наблюдений; СДЦ, учитывающие свойства и поме- am = 1 – амплитуда 1-й компоненты ● y3 = filter(aa2.’,1,z1) – фильтрация 1-й хи и полезного сигнала, это приводит помехи; выборки наблюдений весами 2-й вы- к фильтрации как помехи, так и полез- fm1 = 10 – доплер 1-й компоненты борки наблюдений. ного сигнала. Поэтому был предложен помехи, Гц, для первой выборки наблю- Спектральное представление на вхо- способ [9], суть которого заключается дений; де двухмодовой дискретной помехи и в том, что для исключения влияния l1 = 300/500 – длина волны для пер- полезного сигнала представлено на рис. 6. полезного сигнала на оценки коэф- вой выборки наблюдений с несущей Результаты фильтрации дискретной поме- фициентов фильтра при усреднении 500 МГц; хи для двух выборок с разными несущими оценок коэффициентов авторегрессии l2 = 300/550 – длина волны для вто- частотами представлены для способа без по отрабатываемой пачке импульсов рой выборки наблюдений с несущей перекрёстных связей на рис. 7, а для пред- предлагается производить ввод весо- 550 МГц; лагаемого способа – на рис. 8. Как видно вых коэффициентов фильтра по пачке fc1 = 20 – доплер 2-й компоненты из этих графиков, для способа без пере- импульсов, полученной на другой несу- помехи, Гц, для первой выборки наблю- крёстных связей отфильтровывается и щей частоте или другой частоте повто- дений; помеха, и полезный сигнал, а в предложен- рения. При этом выбор частот повто- ac = 2 – амплитуда 2-й компоненты ном способе дискретная помеха отфиль- рения от пачки к пачке или несущих помехи; тровывается, а полезный сигнал остаётся. частот для двух выборок производится таким же образом, как и в классических разностно-фазовых системах СДЦ. Для формирования коэффициентов авто- регрессии можно использовать разные известные способы, применяемые при параметрическом спектральном ана- лизе высокого разрешения. В частно- сти, для этой цели можно применить метод Берга [10]. Таким образом, предлагаемый алго- ритм имеет следующий вид для первой и второй выборок наблюдений: СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 67

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ Рис. 7. Спектральное представление сигналов дискретной двухкомпонентной помехи с доплеровскими внедрения материалов моей кандидат- частотами компонент 10 Гц и 20 Гц и полезного сигнала с доплеровской частотой 200 Гц после ской диссертации. фильтрации по способу соответствующего прототипа. Амплитуды спектра в децибелах (dB), частота F в герцах с метками через 40 Гц. Пунктиром показан спектр сигнала на входе И последнее, в конце 2021 года в научном издательстве «Горячая линия – Телеком» вышла книга «Защита РЛС от дискретных помех», в которой рассма- тривается проблема защиты радиоло- кационных станций (РЛС) от меша- ющих дискретных отражений и её решение с помощью адаптивных раз- ностно-фазовых систем селекции дви- жущихся целей. Данная работа являет- ся результатом моих продолжительных научных исследований, а приведённые практические примеры построения радиотехнических систем для защи- ты РЛС от такого рода помех основа- ны на полученных авторских свиде- тельствах и патентах. Эта книга – своего рода памятник к 100-летию Алексея Андреевича Мама- ева. Рис. 8. Спектральное представление сигналов дискретной двухкомпонентной помехи с Литература доплеровскими частотами компонент 10 Гц и 20 Гц и полезного сигнала с доплеровской частотой 200 Гц после фильтрации по предложенному способу. Амплитуды спектра в децибелах (dB), частота 1. Бакулев П.А., Степин В.М. Методы и F в герцах с метками через 40 Гц. Пунктиром показан спектр сигнала на входе устройства селекции движущихся целей. М.: Радио и связь, 1986. Заключение Продолжить заниматься этой пробле- мой я решил, поступив в очную аспи- 2. Справочник по основам радиолокацион- История о разностно-временно′ й рантуру. ной техники / под ред. В.В. Дружинина. системе СДЦ в юбилей Алексея Андрее- М.: Военное издательство, 1967. вича Мамаева была бы неполной, если Но для поступления в очную аспи- бы я не рассказал об одном эпизоде, рантуру требовалась характеристи- 3. Крылов И.Г. Способ селекции движущих- сыгравшем важную роль в моей жиз- ка с места работы. Однако в дирек- ся целей в одночастотном радиолокато- ни. Дело в том, что научными иссле- ции НИИИП не спешили подписывать ре с вобуляцией частоты повторения и дованиями в области защиты РЛС от мою характеристику, подготовлен- череспериодным вычитанием сигналов пассивных помех я занялся ещё на ную А.А. Мамаевым, в то время он был на промежуточной частоте. Авт. свиде- этапе моей дипломной работы, кото- начальником отдела, в котором я рабо- тельство № 1840641 от 19.02.1964. рую я подготовил в НИИИП и защитил тал. И тогда Алексей Андреевич лично на отлично. Затем, приступив к рабо- добился подписания в дирекции моей 4. Мамаев А.А., Ложкин Ю.Н., Яхонтов Р.Д. те по распределению в этом же НИИ, характеристики, за что я ему был очень Разностно-временная схема ЧПК. Авт. я продолжил работать над этой про- благодарен. И ещё я с благодарностью свидетельство № 68841 от 03.06.1971. блемой. В частности, название мое- вспоминаю, как по указанию Алексея го первого научного доклада, когда я Андреевича был вписан номер моего 5. Бартенев В.Г., Шлома А.М. О постро- уже стал сотрудником НИИИП, на науч- изобретения адаптивной разностно- ении адаптивного обнаружителя ной конференции в Ленинграде было временно′ й системы СДЦ в рабочую импульсных сигналов на фоне нормаль- таким: «Исследование эффективности документацию изделия НИИИП, что и ных помех с неизвестными корреляци- разностно-временно′ й системы СДЦ». было подтверждением практического онными свойствами // Радиотехника. 1978. Т. 33. № 2. 6. Бартенев В.Г., Шлома А.М. Адаптивное устройство обработки сигналов. Авт. сви- детельство № 604414 от 05.06.1976. 7. Бартенев В.Г. Устройство подавления мешающих отражений от дипольных отражателей и метеобразований. Авт. свидетельство № 171204 от 14.09.1979. 8. Бартенев В.Г. Селектор движущихся целей для двухчастотной РЛС. Авт. сви- детельство № 176330 от 24.01.1980. 9. Бартенев В.Г. Способ адаптивной филь- трации дискретных помех. Патент № 2341015 по заявке № 2007101649 от 17.01.2007. 10. Потёмкин В.Г. Справочник по MATLAB. Ана- лиз и обработка данных // URL: http://matlab. exponenta.ru/ml/book2/chapter8/. 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

ǘ͊éè͏ï͉͍͌èï͉üæø͎ñ͉æì͉ ǘ͊éè͏ï͉͍͌èï͉üæø͎ñ͉æì͉ úí͊ìñ͍͌ïïø͐ì͌îð͌ï͊ïñ͌æî͌è͏í͊͋ ñ͊͐ï͌í͌çë͋͌å͍͌͏è͌æ͉ïëüëî͉ñ͍͊ë͉í͌æ ëì͌îðí͊ìñ͏ûöë͐ èíüð͍͌ëêæ͌è͎ñæ͉ð͌í͏ð͍͌æ͌èïëì͌æ úí͊ìñ͍͌ïïø͐ì͌îð͌ï͊ïñ͌æë͎ë͎ñ͊î expoelectronica.ru electrontechexpo.ru ΊΉÜÝàÛ΍΅×ÛÜ΅΍ ΊΉÜÝàÛ΍΅×ÛÜ΅΍ ôΒôΓΒòΒðΒìΕmagazine óΏI\\TSIPIGXVSRMGEVY ïIPIGXVSRXIGLI\\TSVY ΏôΓΐñĀ ͎́͌ìæ͉̹͍͌ì͏͎âì͎ð͌ Реклама

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ Старое-новое изобретение А.С. Попова и его перспективы Андрей Кашкаров ([email protected]) К слову, об американском патенте Попова ещё в начале XXI века зна- В преддверии памятной даты недурно вспомнить историю изобретения ли только профильные специалисты, «радиокондуктора» Александром Степановичем Поповым, которому интересующиеся историей. 16 марта 2022 года исполнилось бы 163 года. В одном из двух вариантов запатен- Речь пойдёт о детектировании радио- ному уху воспринять сигнал даже с тованного (март 1903 г.) А.С. Поповым в сигналов. Знакомый нам термин «детек- помощью капсюля-наушника от теле- США детекторного приёмника предло- торный приёмник» происходит от сло- фонов. В начале ХХ века его использо- жена схема с простым, как сказали бы ва «детектор» – выпрямитель. Однако в вали в опытах Минного класса в Крон- сегодня, согласующим трансформато- истории известно несколько способов штадте, где также преподавал Попов. ром, первичная обмотка которого вклю- детектирования сигналов, иначе гово- Таким образом, доподлинно извест- чена в цепь детектирующего элемента – ря, несколько разных устройств, осу- но, что в Минном классе «лаборатории радиокондуктора. Вторичная обмот- ществляющих детектирование: трубка Попова» в конце XIX века телефон уже ка трансформатора (в патенте Попо- Бранли, радиокондуктор Попова, «коша- употреблялся для изучения электриче- ва 1903 года называется индукционной чий ус» Г. Пикарда (США, 1906), «карбо- ских колебаний. бобиной) подключена непосредственно рунд» Г. Данвуди (США, март 1906), двух- к индукционной катушке телефона. При электродная лампа Флеминга, детектор Попов запатентовал своё изобре- экспериментах с этой схемой отмечалась Д. Боше (Индия, патент США 1904 года), тение детекторного приёмника в «повышенная» слышимость в телефоне ртутный когерер Маркони – все они, соз- нескольких странах (радиокондуктор – за счёт резонансного усиления сигнала. данные в разное время и разными иссле- Российская Империя, Англия, 1900 г.; дователями, считаются детекторами по декогер (декогерирующий прибор) – По общему правилу первенство науч- своим свойствам. И в прежних веках США, 1903 г., Испания, 1900 г., а так- ного открытия остаётся за исследова- тоже бушевали нешуточные страсти и же Швейцария и Франция). В данном телем, зафиксировавшем его в соот- соревнования в первенстве у изобрета- ключе понятия когерер (в некоторых ветствующем патенте. К примеру, если телей, хотя и возникало меньше споров, источниках – кохерер) и радиокондук- заявка поступила в 1900 году, а патент чем о первенстве изобретения радиоте- тор, декогерер и детектор по смыслу выдан в 1903, то и его действие начина- леграфа. аналогичны. Неразбериха случилась ется с 1903 года. Но мы не лишены воз- позже, и не только с датами, а значит, и можности знать историю радио и вспом- Каждый из перечисленных изобрета- с первенством, но и с названиями, ведь нить подробности: 127 лет назад, 7 мая телей по-своему ценен для международ- каждое запатентованное изобретение 1895 года, А.С. Попов после эксперимен- ной копилки знаний – науки, и каждый А.С. Попова в области детектирования тов продемонстрировал связь без про- добавил что-то своё. К примеру, именно и радио имело разное уточняющее водов и первый приёмник радиоволн. Боше ввёл понятие «детектор». название. Более того, в американском Случился этот доклад на заседании Рус- патенте 1903 года фамилия автора ского физико-химического общества. Оказывается, над темой детектирую- записана как Popoff, а в английском щих ток устройств в своё время рабо- патенте, признанном научным сооб- В научном мире за Поповым в части тали не только Попов и Маркони. Но ществом на три года ранее, – Popov. изобретения первого детекторного А.С. Попов прославился изобретением И описания сих патентов (пояснитель- приёмника прочно закрепилось пер- нового типа когерера, свойства которо- ных) по смыслу отличаются от патен- венство описания действия когерера го связаны с реакцией платины и окис- тов американских исследователей. с металлическим окисленным порош- ных пленок, что позволяло вниматель- ком. Но что за химия такая? Радиокондуктор Попова в одном из наиболее известных опытов представлял собой хорошо просушенную герметич- ную стеклянную трубку, внутри которой с помощью клея установлены две ленточ- ки из платины, опылённые крупинками стали и «обладающие многочисленными участками с окисленной поверхностью» – фраза из запатентованного Поповым изобретения. Мельчайшие частицы угля помещены в корпус с вставленны- ми туда двумя электродами-стержнями (в иных опытах – из металла и графи- та). При подключении сей конструк- ции в электрическую цепь с приложе- нием напряжения случилось интересное 70 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ явление: при акустическом воздействии Идея для последующей разра- Радио – подзабытый теперь, но мало- на угольный порошок сила тока в цепи ботки ещё ждёт своего Попова или затратный способ связи, в том числе менялась. Так появился угольный микро- Маркони, но очевидно, что плоская с зарубежными корреспондентами, фон, принцип действия которого на про- катушка из привычной транспорт- находящимися за тысячи километров, тяжении ХХ века оставался неизмен- ной карты может стать альтернатив- выручающий иногда в критических ным. Эта круглой формы с перфорацией ной антенной для радиоприёмни- ситуациях. Для связи по радио кон- деталь, которую можно было вынуть из ка, в том числе созданного по типу троль Интернета или его блокиров- трубки «уличного» телефона-автомата в детекторного, состоящего из антен- ка не являются помехой. И ещё одна былые времена, сегодня – анахронизм ны и высокоомного капсюля от науш- важная возможность – вызов помо- эпохи. Казалось бы, зачем вся эта исто- ников, и вся «система» работает без щи по радиоканалу. рия нашим читателям в «просвещённый» элемента питания. На школьных уро- век, когда можно «погуглить» и получить ках физики все проходили это, толь- На фото автор небесполезно взывает всё примерно то же, но сказанное иными ко позабыли отчасти. Научить кого-то о помощи при длительном – в течение словами? А вот, возможно, зачем. мы не можем, можем лишь намекнуть. 12 суток – отсутствии электроэнергии на удалённом хуторе. Радиосвязь, предвестница сотовой, – великая вещь. Практикующие «дальние ВАШ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОПУТЧИК! связи» радиолюбители, коих в Выборге всё ещё сохраняется достаточное коли- ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР чество, осведомлены, что при техниче- ском отключении Интернета и сотовой связи информационные каналы могут трансформироваться, смысл электрон- ных денег на карточках исчезает, но остаётся связь по радио, для которой нужно только электрическое питание. А для прослушивания, принятия сигна- лов из эфира на ДВ и СВ вообще пита- ния не нужно – простейший детекторный приёмник их примет, а наушник – озвучит. Таким образом, с этим даже малым знанием всегда можно прослу- шать радиоэфир. Когда нет иного способа, получение информации таким образом может спасти жизни. Сделать такой при- ёмник, как один из вариантов, несложно. Возьмём обычную пластиковую бес- контактную карту (proximity card), раз- режем её вдоль и разъединим две части. Там увидим катушку из нескольких сот витков уложенного по периметру карты тонкого трансформаторного провода. Это антенна для трансляции информа- ции в чипе, его инициализации, иден- тификации в электронных устрой- ствах кодового доступа. Она и послужит антенной для приёма сигналов. Сопро- тивление постоянному току представ- ленной «антенны» составило 18 кОм. Даже простое, «на коленке», подклю- чение катушки в приёмник, построен- ный по принципу прямого усиления – телескопического штыря, вытянутого на максимальное расстояние 45 см, – вместо использования «магнитной» и выносной антенны, обеспечило при- ём радиосигнала «коротких волн» на частотах 182…450 кГц. При необхо- димости приёма радиосигналов на «длинных волнах» в качестве магнит- ной основы может применяться, кро- ме прочего, даже пищевая фольга, уло- женная в несколько слоёв. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 WWW.SOEL.RU 71



ОТВЕТСТВЕННАЯ ЭЛЕДКТЛРЯОНЖИКЕАСТКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ Реклама 100% РОССИЙСКАЯ КОМПАНИЯ (495) 232-2033 • WWW.DOLOMANT.RU

Реклама