1.1 Поняття про електронну систему та її характеристики
Слово система (англ. system) походить від грецького „складений” і пояснюється як група різних предметів, які об’єднані таким чином, що утворюють єдине ціле та функціонують узгоджено та підпорядковані єдиній формі управління.
Це означення може бути застосоване й до електронної системи (ЕС) в її найзагальнішому вигляді: сукупність електронних компонентів, що пов’язані між собою й діють як одне ціле завдяки спеціальним сигналам управління та виконують задану функцію.
Іншими словами: електронна система (англ. electronic system) – це будь-який електронний вузол, блок, прилад або комплекс, що виконує обробку інформації.
Таким чином, будь-який пристрій від однокаскадного підсилювача до найскладнішої мікропроцесорної системи може розглядатися як електронна система. Але між мікропроцесорною системою та однокаскадним підсилювачем є суттєва різниця в плані опису деталей кожної із систем. Мікропроцесорну систему у вигляді компонент опорів, конденсаторів, транзисторів, якими описується підсилювач, описати практично неможливо. Тому для опису такої системи необхідно виконати групування ряду компонент у функціональні блоки. Такий функціональний блок носить назву чорний ящик або підсистема.
Електронна підсистема (англ. electronic subsystem) – це частина системи, до складу якої входять більше ніж один елемент (проміжний елемент поділу системи) і яка має певне функціональне призначення нижчого рівня, ніж система.
Чорний ящик характеризується його функцією, а не внутрішньою структурою або принципом дії. Крім цього і саму систему можна розглядати як чорний ящик, що виконує певну функцію або набір функцій. Узагальнена електронна система у вигляді чорного ящика, призначеного для обробки вхідних і видачі вихідних сигналів, наведена на рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Узагальнена схема електронної системи як чорний ящик
Елемент електронної системи – це неподільна частина системи.
Часто виникає проблема одночасно мати інформацію про сотні або тисячі одно- і (або) різнорідних фізичних величин, яку потрібно отримати без участі людини, використовуючи технічні засоби, які є досить складними автоматичними системами.
Під автоматизацією розуміють використання пристрою, який за заданою програмою без участі людини виконує всі операції в отриманні, перетворенні, передачі й розподіленні енергії, матеріалів та інформації.
Автоматизована електронна система (англ. automated electronic system) – це сукупність керованого об’єкта та автоматичних пристроїв, у якій частину функцій керування виконує людина (оператор).
Автоматична електронна система (англ. аutomatic electronic system) – це сукупність керованого об’єкта і автоматичних пристроїв, що виконують певну задачу згідно із заданою програмою без участі людини.
За призначенням автоматичні системи поділяються на такі класи:
Будь-яка система характеризується вирішуваною нею задачею, швидкодією, гнучкістю та надмірністю.
Задача (англ. task) – це набір функцій, виконання яких потрібно від електронної системи.
Швидкодія (англ. speed) – це показник швидкості виконання електронною системою її функцій.
Гнучкість (англ. flexibility) – це здатність системи налаштовуватися під різні задачі.
Надмірність (англ. еxcessiveness) – це показник ступеня відповідності можливостей системи до розв'язуваної даною системою задачі.
Задачі, що вирішує ЕС, відображають мету її функціонування. Досягається ця мета за допомогою вирішення конкретних функціональних задач. Функціональні задачі зручно розділити на чотири рівні.
Перший рівень: задачі збору та попередньої обробки інформації (англ. information). До них відносять:
– квантування аналогових сигналів за часом та рівнем;
– попередню цифрову чи аналогову фільтрацію сигналів;
– перетворення та обчислення спектрів;
– нормалізацію, підсилення чи послаблення сигналів;
– зміну рівнів сигналів;
– перетворення струму в напругу.
Другий рівень:
– геометричні перетворення систем координат;
– визначення змінних параметрів вимірюваних процесів;
– сумісне розв’язування лінійних та нелінійних систем рівнянь;
– рішення систем диференціальних рівнянь;
– інтерполяція та екстраполяція функцій, що обчислюються;
– цифро-аналогові перетворення.
Третій рівень: розв’язування задач обробки інформації. До таких задач відносять задачі оптимізації, тобто пошуку екстремумів деякої функції чи декількох змінних, на які накладено певні обмеження.
Четвертий рівень: розв’язування задач подання інформації в зручному для сприйняття оператором вигляді.
