电子系统

电子系统

我们日常生活中使用的每一个电子设备都是一种系统。依靠电力、电压或电流等电子变量工作的系统被称为电子系统。有不同的输入-输出关系的块的数量连接在一起形成一个系统,它被认为是执行一个特定的任务或进程。

有时电子系统也被称为“控制系统”。用来控制或调节另一个系统的输出的系统称为控制系统。这也是不同系统和块的组或集合。

在重工业中使用的工业自动化系统就是控制系统的例子。这些是用来控制工业生产过程的。

基本控制系统的框图,控制回路如下所示。

电子系统方框图

输入连接到控制器以控制系统输出,控制器的输出连接到处理输出的系统或处理器。

如果产生的系统输出与期望的输出不一致,则表示系统遇到了一些噪声或错误。错误信号被连接回控制器,以便根据系统要求对系统进行更改。

一个系统可以用多种方式表示,如图示方式、描述方式、示意图方式和数学方式等。但是,许多电子系统在图示上是通过将单个块串联起来来表示的。

系统的每个部分都有其独立的输入和输出。控制系统中的每个块将代表一个系统或系统的单个组件。

系统框图

这个简单系统的框图如下所示,有单独的输入和输出

方块图表示

该电子系统可具有多个输入和多个输出。系统接受输入,并处理所需的任务以产生输出。系统的状态可以通过处理输入来改变。所以输入就是系统平衡态变化的原因。

这意味着一个系统的输入和输出是一个直接的关系,输入将显示对输出的影响。这种对控制系统的分析称为“因果分析”。

音频系统、电视或任何Mp3播放器都是电子系统的例子。声波被转换成电信号,通过扬声器放大处理高强度音频信号的输出。

例子

我们在日常生活中遇到了很多系统,如洗衣机、烘干机、键盘、空调等。我们使用的控制系统主要用于工业用途,如空间技术、武器、电力系统和产品的质量控制,如工业自动化等。

电子系统的类型

如前所述,每个控制系统都有自己的输入和输出。输入信号可以是连续的,也可以是离散的。根据提供给系统的输入量,控制系统分为两类。

他们是

  1. 连续系统
  2. 离散系统

连续系统

连续系统是指将输入信号定义为模拟信号的系统。模拟信号本质上是连续的,因此被称为“连续时间信号”。

连续信号的幅度将随时间周期t而变化。由于输入本质上是类似物,连续电子系统产生类似的输出。这就是它们被通知为“纯模拟系统”的原因。

连续系统

连续电子系统的值只随时间变化。

连续系统示例

测量房间温度的过程是连续系统的一个例子。由于温度是在一定时间范围内测量的,如周一到周六或温度水平从冷到热等,温度监测系统在本质上是模拟的,或者被称为连续电子系统的一个例子。

连续电子系统的其他例子有电流和电压信号、压力、速度和温度信号等。

离散系统

离散系统定义为以离散时间值序列作为输入的系统。在特定时间间隔内获得的值称为“离散值”。由于离散系统的输入是本能值的序列,输出将以数字序列的形式出现。

所以这些离散系统也被称为“数字系统”。一般数字系统的输出是二进制数序列,如0和1的集合。

离散系统

关于离散系统的一个重要的事情是,定义在特定时间间隔的离散值必须是相等的间隔。例如:t1、t2、t3、t4、t5,则t1 - t2 = t2 - t3 = t3 - t4 = t4 - t5。离散系统的值不随时间变化,而是在特定的时间情况下变化。

离散系统实例

温度测量(监控)系统只在特定的时间间隔测量房间的温度,如特定的日子,如周一,周二或特定的时间间隔,如下午1点,下午2点,下午3点等是离散时间电子系统的例子。

将连续系统表示为一组离散的区间

通过改变系统的域,我们可以把连续的电子系统表示成离散的电子系统。这意味着,一个连续的系统输入和输出信号随着X (t)和Y (t)可以表示成离散的电子系统与输入和输出X (n)和Y (t) X (t)和Y (t)代表了时间域和X (n)和Y (n)代表了频域

将连续系统表示为一组离散的区间

互联的系统

电子系统的各个部分可以相互连接,形成更复杂的系统。这就是所谓的“块体互联”。这些相互连接的块将执行特定的动作或任务。这种互连有两种类型

1)并联

2)串联

串联电子系统

单个块体串联而成的系统称为“串联系统”。两个块串联而成的系统输出等于两个单独块输出的乘积。

让我们看看下面的系统。在这里,通过连接两个独立的区块G1和G2,形成了一个复杂的系统。

串联电子系统

如果系统第一系统的输出为G1,系统的输出为G2,则串联系统的输出等于Y (t) = G1(s)*G2(s)。

如果系统有3块A、B、C串联,则串联系统的输出等于Y = A*B*C。我们可以把这个应用到级数中的任意块上。

例如:连接扩音器和扬声器的麦克风。

并联式电子系统

由各个块体平行连接而形成的系统称为“平行连接系统”。两个块串联形成的系统输出等于两个单独块的输出之和。

让我们看看下面的系统。在这里,通过连接两个独立的区块G1和G2,形成了一个复杂的系统。

并联电子系统

如果系统第一个系统的输出是G1,系统的输出是G2,那么并行连接系统的输出等于Y (t) = G1(s) + G2(s)。

如果系统有3个block A, B, C串联,那么串联系统的输出等于Y = A + B + C,我们可以对任意数量的block并行应用。

例子:几个麦克风连接到一个放大器和一个扬声器系统。

电子反馈系统

反馈是系统互联的另一种类型。反馈回路是指将输出值的某一部分连接回输入值。具有连接反馈回路的电子系统称为“封闭反馈系统”。

电子反馈系统


反馈回路允许系统检查错误,并使其自动纠正其输出中发生的错误。因此,这些系统比开环系统(不包含任何反馈回路)更稳定。

根据反馈回路的性质,将闭环系统分为正反馈系统和负反馈系统。

反馈回路增加系统输出电平的系统称为“正反馈电子系统”。类似地,反馈回路降低系统输出电平的系统称为“负反馈电子系统”。

自动加热系统就是简单反馈系统的一个例子。

一个回应

留下一个回复

您的电子邮件地址将不会被公布。必填字段被标记*