всех деталей из меди, или всех деталей стоимостью более 1 рубля, или всех деталей, которые проходят токарную обработку. При решении такой задачи каждая характеристика детали так же, как и сама деталь, имеет определенный код. Машина, просматривая коды характеристик, сравнивает их с эталоном, например с кодом 10 110 111, что означает, «деталь из меди». В случае совпадения кодов машина считывает код детали, переводит его в название детали и передает на устройство вывода.
Великолепные программы, написанные для машин с высоким быстродействием и большими объемами памяти, позволяют им неплохо играть в шахматы. Здесь каждая позиция и каждая фигура имеет свою количественную, цифровую оценку, свое число «баллов». И для машины игра — это обычная переработка цифровой информации. Просчитывая партию, машина должна выбрать для себя наилучший вариант, тот, который дает ей наибольшее число «баллов». Просмотреть всю партию до конца, все ее варианты, не может ни одна машина. И искусство программиста состоит в том, чтобы научить машину вместо бесстрастного перебора вариантов уже в самом начале оценивать и выбирать только те из них, над которыми стоит серьезно подумать. Нужно сказать, что мощные машины с хорошими программами играют в шахматы очень хорошо.
Создание игровых программ тесно связано с такими важными практическими задачами, как машинный перевод с одного языка на другой, медицинская диагностика или поиск полезных ископаемых с помощью ЭВМ. В этой последней области есть, кстати, немало замечательных достижений. Вот лишь один из примеров. Получив от геофизиков данные измерений, проведенных в разведочной скважине (естественная радиоактивность, плотность пород, их электропроводность и другие), и сопоставляя эти данные со своим опытом, машина иногда лучше самих геофизиков предсказывает, может ли быть в данном районе нефть.
И все это только начало. Компьютеры существуют всего несколько десятилетий, их совершенствование так же, как и совершенствование программ, продолжается очень быстрыми темпами. Так что ждите новых приятных сюрпризов от наших теперь уже незаменимых помощников — быстродействующих вычислительных машин, умеющих делать то, что еще недавно считалось монополией Человека Разумного.
82.Многие элементы схемы можно подключить к общему проводу (к «земле») (Т-156).
83. При вычерчивании одной и той же схемы детали на рисунке могут располагаться по-разному.
84.В сложных схемах нередко легко заменяются отдельные блоки
85. Если действовать спокойно и методично, то можно проанализировать и понять любую сложную схему.
Глава 19Питание на любой вкус
Т-279. Для питания электронных схем требуются источники электрической энергии с постоянным напряжением. Практически ко всем электронным устройствам нужно подводить энергию от внешнего источника. Усилителям эта энергия необходима для создания мощной копии сигнала (Т-126), генераторам — для создания переменных токов (Т-170), телевизионной трубке — для высвечивания экрана, устройствам автоматики — для выполнения логических или вычислительных операций, для управления исполнительными механизмами.
В подавляющем большинстве случаев электронные схемы требуют, чтобы им передали только постоянную электрическую мощность, подвели постоянное напряжение и создали в цепи определенный постоянный ток. Именно постоянное напряжение необходимо для транзисторных и ламповых схем: попробуйте вылепить сложный сигнал из меняющегося коллекторного тока— тут не поймешь, какие изменения тока относятся к самому сигналу, а какие к питающему напряжению. Исключение составляют лишь нити накала некоторых ламп (Т-152) — их задача только нагреть катод, а для этого и переменный ток пригоден. Еще питаются переменным током некоторые типы двигателей и иных исполнительных механизмов, но это уже, как правило, к самим электронным схемам отношения не имеет.
Очень часто источник, поставляющий энергию для электронных устройств, каким-то способом выделяют на самой схеме, в ее описании и даже в размещении элементов, в монтаже. И называют этот источник блоком питания, или источником питания, или для краткости просто питанием. В некоторых случаях питание даже не рисуют на схеме — неважно, каким будет источник, лишь бы давал нужное постоянное напряжение и обеспечивал нужную мощность. На схеме при этом указывают, куда, к каким точкам нужно подвести напряжение и какое именно по величине, куда подать «плюс», а куда «минус». А там сами смотрите — какой хотите источник, такой и применяйте, лишь бы удовлетворить запросы «потребителя».
Т-280. Постоянное питающее напряжение можно получить от химических источников тока. С химическими источниками электрической энергии — о гальваническими элементами и аккумуляторами — все обстоит просто. Они по самой своей природе дают постоянное напряжение, и при использовании их для питания электронных схем нужно решить лишь две задачи — подобрать гальванические элементы (аккумуляторы) так, чтобы они давали нужное напряжение и нужный ток.
Это именно две задачи, а не одна. Один гальванический марганцево-цинковый элемент (Т-27, С-1) дает э.д.с. примерно 1,6 В, и, полагая, что в самом элементе потеряется небольшая часть э.д.с., то есть что напряжение элемента в реальной схеме примерно равно 1,5 В, остается лишь соединить последовательно некоторое число элементов, чтобы получить нужное напряжение. Если нужно 4,5 В — три элемента, если нужно 9 В — шесть элементов и так далее (Р-12). Так появляется батарея из последовательных элементов, которая и дает нужное напряжение. Но это еще совсем не значит, что от батареи можно получить нужный ток.
Каждый источник тока, в том числе и гальванический элемент, имеет свое собственное внутреннее сопротивление Rвнут, на котором теряется часть э.д.с. (Т-39). И чем больше потребляемый ток, тем большая часть э.д.с. теряется на этом сопротивлении, тем меньше напряжение на зажимах элемента. Для каждого типа аккумуляторов и гальванических элементов есть некоторый разумный предел, при котором напряжение еще не слишком уменьшается. Кроме того, если превысить этот предельный ток, гальванический элемент будет быстро разрушаться и выйдет из строя раньше своего срока (Р-13).
Кстати, срок службы гальванического элемента, а значит, и батареи, собранной из таких элементов, измеряется не в привычных единицах времени, а в новых для нас единицах — ампер-часах (А∙ч), которые, если разобраться, сводятся к единице электрического заряда, к кулону — 1 А∙ч = 3600 К Для элемента нельзя просто указать срок службы, этот срок зависит от того, как служит элемент, насколько энергично работает. В ампер∙часах фактически показывают, какой суммарный заряд гальванический элемент способен направить в цепь за время своей жизни, и называется такая характеристика емкостью. Зная емкость элемента и потребляемый от него ток, легко подсчитать срок службы уже в часах. Так, например, если от элемента «373», емкость которого 3,2 А∙ч, потреблять ток 32 мА, (0,032 А), то он проработает 100 часов, если потреблять 320 мА (0,32 А) — время непрерывной работы будет 10 часов. Ну а если потреблять ток 1 А, то запасов элемента хватит всего на 3,2 часа.
Емкость батареи зависит от емкости ее отдельных элементов: при последовательном соединении общая емкость равна емкости одного элемента — количество зарядов, поставляемых в цепь, не увеличивается, возрастает только их энергия, возрастает напряжение. При параллельном соединении гальванических элементов или аккумуляторов тоже получается батарея, но ее напряжение такое же, как и у одного элемента. Зато если элементы соединить параллельно, емкость суммируется. Соединив параллельно три элемента по 1 А∙ч каждый, получим общую емкость 3 А∙ч. Упрощенно это можно объяснить так: сначала один из параллельно соединенных элементов отдает в цепь свои запасы зарядов, потом — другой, потом — третий.
По величине емкости можно приблизительно определить допустимый потребляемый (часто говорят «разрядный») ток; для марганцево-цинковых элементов он составляет примерно 3–5 % от емкости. Так, например, от того же элемента «373» не стоит потреблять ток более чем 100–150 мА (0,1–0,15 А). Для плоской батарейки карманного фонаря, стаканчиковые элементы которой имеют емкость около 1 А∙ч, желательно, чтобы потребляемый ток не превышал 30–50 мА (0,03-0,05 А). Конечно, можно разряжать батарейку большим током, как делают, например, в карманных фонарях, но при этом и напряжение будет намного меньше, чем э. д. с., и емкость окажется меньше, чем это было бы при разряде небольшим током (Р-13). Плоская батарейка из трех элементов в карманном фонарике, где лампочка потребляет 280 мА, дает напряжение 3,3–3,7 В, и ее реальная емкость уменьшается на 15–20 процентов.
Т-281. Блок сетевого питания: силовой трансформатор, выпрямитель, фильтр. Можно получить постоянное напряжение, необходимое для питания электронных схем, и от электросети. Для этого нужно произвести три операции. Во-первых, нужно понизить сетевое напряжение или повысить его в зависимости от того, какое постоянное напряжение нужно получить. Во-вторых, необходимо преобразовать переменное напряжение так, чтобы в его спектре появилась постоянная составляющая, и, в-третьих, нужно с помощью фильтров отвести в сторону все переменные составляющие, оставить постоянную составляющую в чистом виде (Р-168;1).
Р-168
Рассмотрим эти три операции чуть подробнее.
Т-282. Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и совсем редко 110 В. Для транзисторных схем нужно постоянное напряжение 10–15 В, в некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов усилителей НЧ, 25–50 В. Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150–300 В, для питания накальных цепей переменное напряжение 6 В (точнее, 6,3 В, именно столько дают три соединенные последовательно банки кислотных автомобильных аккумуляторов, и лампы, рассчитанные на 6,3 В, можно пита