Аналого-цифровое преобразование сигналов
Министерство образования и науки Российской Федераций
Казанский Государственный энергетический Университет
Отчет по производственной практике
Выполнил: студент группы
ИИТ 2-05 Каримуллин И.И.
Проверил: Зарипова Р.С.
Казань 2008
Содержание
Аналого-цифровое преобразование сигналов
Организация документооборота предприятий
Основные требования противопожарного режима предприятия. Первичные средства и устройства пожаротушения
Биологические ресурсы. Естественные ресурсы
Список использованной литературы
Аналого-цифровое преобразование сигналов
Форма представления информации называется сообщение, с понятием информационного сообщения тесно связано понятие сигнала. Сигнал - любая физическая величина, изменяющаяся во времени и содержащая информацию об определенном объекте. Т.о. сигнал представляет собой непрерывную функцию от времени. Для преобразования любого аналогового сигнала (звука, изображения) в цифровую форму необходимо выполнить три основные операции: дискретизацию, квантование и кодирование.
Дискретизация - представление непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений. Эти отсчеты берутся в моменты времени, отделенные друг от друга интервалом, который называется интервалом дискретизации. Величину, обратную интервалу между отсчетами, называют частотой дискретизации. Понятно, что чем меньше интервал дискретизации и, соответственно, выше частота дискретизации, тем меньше различия между исходным сигналом и его дискретизированной копией. Ступенчатая структура дискретизированного сигнала может быть сглажена с помощью фильтра нижних частот. Таким образом и осуществляется восстановление аналогового сигнала из дискретизированного. Но восстановление будет точным только в том случае, если частота дискретизации по крайней мере в 2 раза превышает ширину полосы частот исходного аналогового сигнала (это условие определяется известной теоремой Котельникова). Если это условие не выполняется, то дискретизация сопровождается необратимыми искажениями.
Дело в том, что в результате дискретизации в частотном спектре сигнала появляются дополнительные компоненты, располагающиеся вокруг гармоник частоты дискретизации в диапазоне, равном удвоенной ширине спектра исходного аналогового сигнала. Если максимальная частота в частотном спектре аналогового сигнала превышает половину частоты дискретизации, то дополнительные компоненты попадают в полосу частот исходного аналогового сигнала. В этом случае уже нельзя восстановить исходный сигнал без искажений.
Если объект телевизионной съемки представляет собой очень быстро движущийся или, например, вращающийся предмет, то могут возникать и искажения дискретизации во временной области. Примером искажений, связанных с недостаточно высокой частотой временной дискретизации (это частота кадров телевизионного разложения), является картина быстро движущегося автомобиля с неподвижными или, например, медленно вращающимися спицами колеса (стробоскопический эффект). Если частота дискретизации установлена, то искажения дискретизации отсутствуют, когда полоса частот исходного сигнала ограничена сверху и не превышает половины частоты дискретизации.
Если потребовать, чтобы в процессе дискретизации не возникало искажений ТВ сигнала с граничной частотой, например, 6 МГц, то частота дискретизации должна быть не меньше 12 МГц. Однако, чем ближе частота дискретизации к удвоенной граничной частоте сигнала, тем труднее создать фильтр нижних частот, который используется при восстановлении, а также при предварительной фильтрации исходного аналогового сигнала. Это объясняется тем, что при приближении частоты дискретизации к удвоенной граничной частоте дискретизируемого сигнала предъявляются все более жесткие требования к форме частотных характеристик восстанавливающих фильтров - она все точнее должна соответствовать прямоугольной характеристике. Следует подчеркнуть, что фильтр с прямоугольной характеристикой не может быть реализован физически. Такой фильтр, как показывает теория, должен вносить бесконечно большую задержку в пропускаемый сигнал. Поэтому на практике всегда существует некоторый интервал между удвоенной граничной частотой исходного сигнала и частотой дискретизации.
Квантование - представляет собой замену величины отсчета сигнала ближайшим значением из набора фиксированных величин - уровней квантования. Другими словами, квантование - это округление величины отсчета. Уровни квантования делят весь диапазон возможного изменения значений сигнала на конечное число интервалов - шагов квантования. Расположение уровней квантования обусловлено шкалой квантования. Используются как равномерные, так и неравномерные шкалы. Искажения сигнала, возникающие в процессе квантования, называют шумом квантования. При инструментальной оценке шума вычисляют разность между исходным сигналом и его квантованной копией, а в качестве объективных показателей шума принимают, например, среднеквадратичное значение этой разности. В отличие от флуктуационных шумов шум квантования коррелирован с сигналом, поэтому шум квантования не может быть устранен последующей фильтрацией. Шум квантования убывает с увеличением числа уровней квантования.
На рис. 1 показаны изображение, квантованное на 4 уровня, и соответствующий такому числу уровней шум квантования, в котором нетрудно разглядеть сюжет исходного изображения. Изображение, показанное на рис. 2, получено с использованием 128 уровней. При таком уже сравнительно большом числе уровней шум квантования похож на обычный флуктуационный шум. Размах шума упал, поэтому пришлось при получении картинки шума квантования увеличить этот размах в 128 раз, чтобы шум был заметен. Еще несколько лет назад вполне достаточным казалось использовать 256 уровней для квантования телевизионного видеосигнала. Сейчас считается нормой квантовать видеосигнал на 1024 уровня. Число уровней квантования при формировании цифрового звукового сигнала намного больше: от десятков тысяч до миллионов.
Цифровое кодирование - квантованный сигнал, в отличие от исходного аналогового, может принимать только конечное число значений. Это позволяет представить его в пределах каждого интервала дискретизации числом, равным порядковому номеру уровня квантования. В свою очередь это число можно выразить комбинацией некоторых знаков или символов. Совокупность знаков (символов) и система правил, при помощи которых данные представляются в виде набора символов, называют кодом. Конечная последовательность кодовых символов называется кодовым словом. Квантованный сигнал можно преобразовать в последовательность кодовых слов. Эта операция и называется кодированием. Каждое кодовое слово передается в пределах одного интервала дискретизации. Для кодирования сигналов звука и изображения широко применяют двоичный код. Если квантованный сигнал может принимать N значений, то число двоичных символов в каждом кодовом слове n
log2N. Один разряд, или символ слова, представленного в двоичном коде, называется битом. Обычно число уровней квантования равно целой степени числа 2, т.е. N = 2n. Кодовые слова можно передавать в параллельной или последовательной формах. Для передачи в параллельной форме надо использовать n линий связи (в примере, показанном на рисунке, n = 4). Символы кодового слова одновременно передаются по линиям в пределах интервала дискретизации. Для передачи в последовательной форме интервал дискретизации надо разделить на n подинтервалов - тактов. В этом случае символы слова передаются последовательно по одной линии, причем на передачу одного символа слова отводится один такт. Каждый символ слова передается с помощью одного или нескольких дискретных сигналов - импульсов. Преобразование аналогового сигнала в последовательность кодовых слов, поэтому часто называют импульсно-кодовой модуляцией. Форма представления слов определенными сигналами определяется форматом кода. Можно, например, устанавливать в пределах такта высокий уровень сигнала, если в данном такте передается двоичный символ 1, и низкий - если передается двоичный символ 0 (такой способ представления, называют форматом БВН - Без Возвращения к Нулю).
Операции, связанные с преобразованием аналогового сигнала в цифровую форму (дискретизация, квантование и кодирование), выполняются одним устройством - аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Сейчас АЦП может быть просто интегральной микросхемой. Обратная процедура, т.е. восстановление аналогового сигнала из последовательности кодовых слов, производится в цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП). Сейчас существуют технические возможности для реализации всех обработок сигналов звука и изображения, включая запись и излучение в эфир, в цифровой форме. Однако в качестве датчиков сигнала (например, микрофон, передающая ТВ трубка или прибор с зарядовой связью) и устройств воспроизведения звука и изображения (например, громкоговоритель, кинескоп) пока используются аналоговые устройства. Поэтому аналого - цифровые и цифро - аналоговые преобразователи являются неотъемлемой частью цифровых систем.
Сегодня обработка аналоговых сигналов с использованием цифровых преобразований все шире используется для решения множества прикладных задач в связи, радиолокации, измерительной технике, медицине и других областях науки и техники, в которых прежде доминировали аналоговые системы. Преимущества цифровых систем обусловлены рядом факторов. Прежде всего, это фактор качества получаемого или передаваемого сигнала. Аналоговые реализации зачастую не позволяют обеспечить высоких показателей качества передачи и воспроизведения сигнала, а переход на мировые стандарты ужесточает требования, предъявляемые к таким параметрам систем, как помехоустойчивость, точность, быстродействие.
Организация документооборота предприятий
Документооборот - это движение документов от момента их составления или получения от других организаций до использования их для бухгалтерских записей и последующей передачи в архив.
Организация работы с документами влияет на качество работы аппарата управления, организацию и культуру труда управленческих работников. От того, насколько профессионально ведется документация, зависит успех управленческой деятельности в целом.
Составление и оформление документов. Чтобы документы могли служить достоверным основанием для бухгалтерских записей и иметь юридическую силу, к их составлению предъявляются определенные требования. Прежде всего, необходимо, чтобы документ был составлен на бланке. Лишь при отсутствии бланков допускается составление документа на чистом листе бумаги.
Прием и регистрация документов. На предприятии различают три основных потока документации:
· входящие документы, поступающие из других организаций;
· исходящие документы, отправляемые в другие организации;
· внутренние документы, создаваемые на предприятии и используемые работниками предприятия в управленческом процессе.
Все документы, поступающие на предприятие проходят: первичную обработку, предварительное рассмотрение, регистрацию, рассмотрение руководством, передачу на исполнение.
Служба документационного обеспечения управления (ДОУ), которая может быть представлена на предприятии, как самостоятельным структурным подразделением, так и отдельным сотрудником, должна принимать к обработке только правильно оформленные документы, имеющие юридическую силу и присланные в полном комплекте (при наличии приложения). В противном случае присланные документы возвращаются автору с соответствующей сопроводительной запиской, где объясняется причина возврата.
Предварительное рассмотрение документов проводится работником службы ДОУ с целью распределения поступивших документов на:
· направляемые на рассмотрение руководителю предприятия;
· Направляемые непосредственно в структурные подразделения или конкретным исполнителям.
Без рассмотрения руководителем передаются по назначению документы, содержащие текущую оперативную информацию или адресованные в конкретные подразделения. Это позволяет освободить руководителя предприятия от рассмотрения мелких текущих вопросов, решение по которым могут принимать ответственные исполнители.
Контроль за исполнением документов. Контроль играет важную роль в системе документооборота. Контроль исполнения документов обеспечивает своевременное и качественное решение содержащихся в документе вопросов, охват всех контролируемых документов. Контроль исполнения - это непосредственная проверка и регулирование хода исполнения приказа или распоряжения, учет и анализ результатов исполнения контролируемых документов в установленные сроки.
Передача документов в архив. Исполненные учетные документы хранятся в архиве. Хранение документов играет значительную роль в деле правильной постановки бухгалтерского учета. Рациональная система хранения обеспечивает не только целостность и сохранность документов в течение установленных законом сроков, но и возможность пользования ими в любой момент для всякого рода справок. Подлежащие сдаче в архив документы предварительно располагаются в удобном для отыскивания порядке и подшиваются или переплетаются в особых папках, именуемых делами.
Документ, как носитель информации, выступает в качестве непременного элемента внутренней организации любого учреждения, предприятия, фирмы, обеспечивая взаимодействие их частей. Информация является основанием для принятия управленческих решений, служит доказательством их исполнения и источником для обобщений, а также материалом для справочно - поисковой работы.
Кроме того, документирование во многих случаях является обязательным, предписывается законом и актами государственного управления, поэтому оно является одним из средств укрепления законности и контроля.
От четкости и оперативности обработки и движения документов в конечном итоге зависит быстрота принятия решений. Поэтому в рациональной организации документообороту всегда уделяется большое внимание, особенно в бухгалтерии, где несвоевременная обработка финансовых документов может привести к отрицательным экономическим последствиям.
Основные требования противопожарного режима предприятия. Первичные средства и устройства пожаротушения
Требования пожарной безопасности - специальные условия социального и технического характера, установленные в целях обеспечения пожарной безопасности законодательством Российской Федерации, нормативными документами или уполномоченным государственным органом.
Пожарная защита и взрывозащита производственных объектов достигаются:
· правильным выбором степени огнестойкости объекта и пределов огнестойкости отдельных элементов и конструкций;
· ограничением распространения огня в случае возникновения пожара;
· бункеровкой взрывоопасных участков производств или размещением их в защитных кабинах;
· применением систем активного подавления взрыва и противодымной защиты, легкосбрасываемых конструкций; средств пожарной сигнализации: извещения и пожаротушения;
· обеспечением безопасной эвакуации людей;
· организацией пожарной охраны объекта, газоспасательной и горноспасательной служб.
Эффективность перечисленных систем во многом определяется качеством проектирования промышленных предприятий, зданий и сооружений. Генеральные планы промышленных предприятий должны:
· учитывать необходимые расстояния от границ предприятия до соседнего предприятия, населенного пункта, магистральных железных дорог и водных путей;
· предусматривать безопасное зонирование зданий и сооружений;
· обеспечивать необходимые противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями.
Противопожарные разрывы между зданиями должны обеспечивать при пожаре такую интенсивность излучения на смежный объект, при которой исключается возможность его загорания в течение времени, необходимого для введения в действие средств пожаротушения. При планировке предприятий требуется также удобный подъезд пожарных автомобилей к зданиям. Для предотвращения распространения огня из одной части здания в другую устанавливают противопожарные преграды, представляющие собой противопожарные стены, перегородки, перекрытия, а также противопожарные зоны и водяные завесы. Противопожарные преграды должны изготовляться из несгораемых материалов (предел огнестойкости не менее 2,5 ч). Противопожарные стены должны быть выше сгораемых перекрытий, а перекрытия - с выступами за плоскость сгораемых стен.
Производственные, административные, вспомогательные и складские здания, сооружения и помещения, а также открытые производственные площадки или участки должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с действующими нормами, устанавливаемыми отраслевыми правилами пожарной безопасности. К первичным средствам пожаротушения относятся все виды переносных и передвижных огнетушителей, оборудование пожарных кранов, ящики с порошковыми составами (песок, перлит и т.п.), а также огнестойкие ткани (асбестовое полотно, кошма, войлок и т.п.). Первичные средства пожаротушения должны размещаться в легкодоступных местах и не должны быть помехой и препятствием при эвакуации персонала из помещений. Запрещается использование пожарного инвентаря и других средств пожаротушения для хозяйственных, производственных и других нужд.
Кроме прямого назначения разрешается использовать средства пожаротушения при ликвидации стихийных бедствий и катастроф, а также при обучении персонала и добровольных пожарных формирований объекта. За нарушение этих положений должностные или иные лица несут ответственность вплоть до уголовной в соответствии с действующим законодательством.
Использованные или неисправные огнетушители (повреждение корпуса, раструба, предохранительных клапанов, отсутствие пломбы, недостаток огнетушащего вещества или газа и др.) должны быть немедленно убраны (особенно после пожара) из защищаемого помещения, от технологического оборудования и производственных площадок и заменены исправными..
Для размещения первичных средств пожаротушения в производственных помещениях, а также на территории предприятий или строительств, как правило, должны устанавливаться специальные пожарные щиты (посты).
Одиночное размещение огнетушителей допускается в небольших помещениях.
Размещение огнетушителей и пожарного инвентаря, а также их количество не определяется проектом, а устанавливается руководством соответствующих подразделений объекта или организаций, на основании отраслевых правил пожарной безопасности и норм расчета первичных средств пожаротушения.
Биологические ресурсы. Естественные ресурсы
Человечество стремится использовать всю окружающую природу: энергию Солнца и недра Земли, воду и воздух, растительность и животный мир, их уже известные запасы и то, что еще предстоит открыть. На практике же люди используют не все многообразные богатства природы, а только те, что соответствуют их потребностям и возможностям на данном уровне развития общества. Поэтому естественными биологическими ресурсами называют лишь те богатства природы, которые могут быть использованы на данном историческом этапе, с учетом технических возможностей общества.
Как расширяется и меняется набор естественных ресурсов, проследим на примере топлива. Тысячелетиями человек сжигал лишь растения. И до начала XIX в. металлургия работала на древесном угле. Развитие металлургии и появление паровых машин потребовали новых источников топлива. Люди научились использовать каменный уголь, что спасло леса от истребления. Теперь древесина применяется как поделочный и строительный материал, как сырье для производства бумаги, тканей, спирта и ряда других полезных вещей. Да и уголь стремятся все меньше сжигать как топливо - тепловые электростанции переводят на его низкие сорта.
Еще на заре нашей эры люди были знакомы с маслянистой - нефтью и использовали ее в лечебных целях, а также жгли в светильниках. Резко возрос спрос на нефть в связи с изобретением двигателя внутреннего сгорания, и сейчас нефть и нефтепродукты стали главным топливом человечества. А во многих странах природные и попутные нефтяные газы еще 30 - 40 лет назад не использовались и сжигались в «факелах»: люди не умели ни собирать газ, ни транспортировать его на большие расстояния. Но уже сейчас нефть и газ все в больших количествах используются как сырье в промышленности химического синтеза. Им на смену как «топливо» для ядерных реакторов идет атомная энергия. Первая опытная атомная электростанция была создана в нашей стране в середине 50-х годов. С тех пор построены мощные атомные электростанции, меньше влияющие на окружающую среду, чем тепловые. В нашей стране намечена широкая программа строительства атомных станций. А запасы открытых геологами урановых руд обеспечивают развитие энергетики человечества на многие сотни лет.
Но есть еще источники энергии, совсем не расходующие топлива. Многочисленные гидроэлектростанции перерабатывают в электрическую энергию силу течения рек. В промышленных масштабах поставлены опыты по использованию энергии морских приливов и внутреннего тепла Земли, «малая энергетика» использует ветровые двигатели. А впереди неограниченные перспективы использования энергии солнечной радиации. Сейчас коэффициент полезного действия солнечных установок на Земле не особенно высок, да и применяются они лишь в южных районах, главным образом для подогревания воды в теплицах и для бытовых нужд. Не только топливо, но и другие виды ресурсов заменяются менее дефицитными.
Например, человечество начало использование металлов с самородного золота и обломков железных метеоритов, которых сравнительно мало на Земле. А ныне один из наиболее широко используемых металлов - алюминий добывают из бокситов - разновидности глины, или из нефелинового камня, запасы которого колоссальны. Долго не удавалось использовать сибирскую лиственницу: стволы ее тонули при сплаве, а древесину не умели применять для производства целлюлозы. Поэтому в тайге вырубали лишь сосну, кедр, ель и пихту. Сейчас лиственницу сплавляют в плотах, связывая ее с более легкими породами, найдены и способы переработки ее древесины. В химической промышленности долгое время азотные удобрения приготовлялись лишь из чилийской селитры. Теперь же основным сырьем химии стал природный газ, а азот «берут» прямо из воздуха. Развивается химия полимеров: пластмассы и искусственные ткани идут на смену металлам и материалам из растительного и животного сырья.
Неисчерпаемые ресурсы. Эту группу образуют самые различные ресурсы: энергия солнца и ветра, морских приливов и подземного тепла, многие звенья круговорота воды, земная атмосфера. При использовании этих вечных ресурсов перед человечеством, прежде всего, возникают чисто технические трудности. Например, главную энергию всех процессов на Земле - солнечную радиацию - используют для выращивания сельскохозяйственных культур, в климатотерапии, но это первые шаги по ее превращению в ресурсы человечества.
Возможно, неисчерпаемы и ресурсы атомной энергии: уже сейчас открытые запасы урановых руд на сотни лет обеспечивают потребности человечества. Не исключено, что люди научатся расщеплять и другие вещества. При этом, не уничтожая биологические ресурсы земли.