Технология dsp в аккумуляторах что это: Технология dsp в аккумуляторах что это, как используется

Содержание

Технология dsp в аккумуляторах что это, как используется

Среди современных разработок  технология Double Side Pasting отличается своей универсальностью. Из мира высоких технологий, где с ее помощью делали напыление на электронные компоненты, она пришла к автомобилистам. Теперь с использованием технологии DSP делают катоды для гибридных батарей. Они выдерживают эксплуатацию в условиях нашего непростого климата, требуют минимального ухода.  Одновременно обеспечивают преимущества кальциевых и свинцово-сурьмянистых АКБ.

Технология dsp

Технология DSP: что это?

Аккумуляторная пластина — не просто кусок металла. Это мелкоячеистая сетка, поры которой заполнены специальной пастой из оксида свинца и добавок, которые увеличивают срок службы смеси. Сетка вставлена внутрь прочной рамки. Сечение жилок, которые образуют сетку, их количество, рассчитывается по силе стартового тока и назначения пластинки. Для катода они должны быть тоньше, чем для анода.

Конфигурация электрода может быть одной из трех типов:

  1. Панцирная: литая решетка, заполненная пастой, закрыта изолирующим материалом.
  2. Намазная: внутрь ячеек литой решетки втерта паста.
  3. Коробчатая: пластина сделана из двух литых решеток, закрытых с одной стороны листом перфорированного свинца толщиной в четверть миллиметра. Внутрь втерта паста, потом они соединены, как бы закрыты внутри коробки из свинца.

Катоды делают намазными или коробчатыми. Самое сложное — сделать тонкую пластинку с намазанной пастой. Чем она тоньше, тем больше их войдет в заданный объем аккумуляторной коробки. Тем выше будет производительность готовой АКБ.

Технология DSP: что это

Зафиксировать пасту внутри ячеек помогает уникальный способ —  Double Side Pasting. Для этого используют специальное оборудование: готовую решетку фиксируют на металлическом барабане, на высокой скорости втирают однородную массу одновременно с двух сторон. При этом способе погрешность в весе смеси не превышает ± 2 грамма на готовую пластинку.

Использование новой методики производства, позволяет:

  • увеличить площадь контакта между электродом и электролитом;
  • стабилизировать геометрию рамки и электрические характеристики всей пластинки;
  • снизить чувствительность батареи к саморазрядке;
  • увеличить морозостойкость, величину токов холодной прокрутки при -30 ºC;
  • повысить стартерный ток без снижения электрической емкости устройства;
  • снизить чувствительность АКБ к циклическим нагрузкам.

Перечисленные свойства сделали возможным выпуск гибридных батарей, у которых анод — кальциевая пластина с добавлением серебра, катод — сурьмянистый.

Double Side Pasting

Зачем к свинцу добавляют другие металлы

Мягкий и легкоплавкий свинец прослужит недолго, если во время литья не пройдет легирование. Оно повышает прочность изделий из свинца, их устойчивость к действию агрессивных сред, низких температур. Во время легирования добавляют 0,1 — 0,5% других металлов или микроэлементов: селен, кальций, сурьму, кадмий и так далее. Они увеличивают коррозионную  устойчивость в десять раз.

Самые первые пластинки для батарей делали из сплава с сурьмой (Sb), но у них был существенный недостаток: во время работы часть электронов Sb переходила с анода на катод, приводя к смене полярности пластин, самопроизвольной разрядке АКБ.

Тогда обратили внимание на комбинацию свинца и кальция, но у них быстро проявился другой минус: высокая чувствительность к холодному пуску, непереносимость коротких циклов работы. За время движения в условиях городских пробок, аккумулятор зарядиться не успевал, быстро приходил в негодность. Чтобы исправить столь существенный дефект, наносили на решетку тонкий слой серебра. Результат получился отличный по эксплуатационным характеристикам, но малопривлекательный по цене. АКБ Са/Са, в котором пластинки защищены серебром, стоит в 2 — 3 раза дороже обычного.

АКБ Са/Са

Стали искать выход, получилось, что оптимальное соотношение цена/срок службы + харектеристики у гибридной батареи. В ней анод сделан из свенца, легированного кальцием, покрытого серебром. Катод изготовлен с использованием технологии DSP из свинца, легированного сурьмой. Обозначение такие устройства получили Sb/Ca.

Плюсы устройств Sb/Ca

Благодаря смешанной компоновке устранили недостатки кальциевых батарей, сохранили плюсы сурьмянистых. Характеристики гибридов:

  • процесс электролиза стартует на 14 — 15 Вольтах;
  • расширен диапазон рабочих температур: от — 50ºC до + 100ºC;
  • в 12 раз уменьшен расход воды, можно обслуживать;
  • при надлежащем уходе работают до 7 лет, гарантия до 3 лет;
  • саморазрядка на 35% меньше, чем устройств Sb/Sb, но настолько же выше, чем у Са/Са;
  • высокая устойчивость решеток к вибрации, коррозии;
  • выдерживают до 20 циклов глубоких разрядов;
  • требуют технического обслуживания раз в 4 — 4,5 месяца;
  • есть трехцветное индикаторное окно: зеленый — все в порядке, белый — добавьте воды, черный — пора подзарядиться;
  • максимальное напряжение 14,4 В;
  • на 50 — 60% дешевле кальциевого аналога.

Плюсы устройств Sb/Ca

Несмотря на то, что аккумуляторы этого типа обслуживать нужно, его рекомендуют новичкам. Особенно тем, кто живет в Сибири, ездит только по городу. Эти АКБ лучше переносят пуск в сильный мороз, а доливать дистиллированную воду все равно когда-нибудь придется научиться. К тому же покупка такого устройства действительно сэкономит деньги: стоит он всего на 10 — 15% дороже качественного сурьмянистого, а служит в 2 — 3 раза дольше. Прибавьте к этому меньший размер при большей мощности: с использованием технологии DSP в аккумуляторах толщина решеток снизилась в 2 — 3 раза, а количество их на столько же выросло. Площадь соприкосновения пасты с электролитом выросла в десятки раз.

Как обслуживать гибридный АКБ

Несмотря на устойчивость к низким температурам и варварскому обращению, следить за гибридным устройством все же надо. Если живете в городе, зимой ездите на работу и домой, возьмите за правило: раз в неделю отправляйтесь к родственникам, живущим подальше, или в крупный торговый центр на окраине. Так АКБ успеет зарядиться во время поездки.

Проверяйте уровень электролита в банках, хотя бы по индикаторному окну. Летом — раз в месяц, при стабильной сильной жаре — раз в 2 недели. Современные авто выдают большие токи, во время жары нет холодных пусков, запасы у батареи остаются неизрасходованными. При напряжении в 14,4 В электролит закипает (это нормально), но если оно повышается, долго держится на высоких значениях, он будет кипеть и кипеть. А вода — испаряться. Если надо — долейте дистиллированной воды. Нормально измерить плотность в гибриде не получится. Кальциевая пластина быстро осаждает кислоту вниз, на дне раствор будет плотнее, чем вверху.

Купите автоматическое зарядное устройство, или с ручными настройками. При необходимости (черный цвет индикаторного окна) — подзарядите батарею. Неплохо проводить процедуру хотя бы раз в 4 месяца. Для частичной подпитки используйте ток в 2А, для полной — 1/10 часть от паспортной емкости. То есть, если емкость 60 А/ч, то подзаряжайте на 6 А. Заканчивайте зарядку, когда при напряжении в 13,8 — 14,4 Вольта сила тока упадет до 0,3 — 0,5 ампер. Можно контролировать зарядку по процессу закипания: как только пузырьки стали появляться постоянно, прекращайте процесс.

 

 

Технология DSP

В мире высоких технологий универсальная разработка Double Side Pasting использовалась для напыления на детали электроники, а в автомобильной сфере с её помощью изготавливают катоды к аккумуляторам. Технология DSP позволяет использовать АКБ в условиях экстремального климата и не требует особого ухода.

Аккумуляторные пластины представляют собой прочно обрамлённую сетку с мелкими ячейками, заполненную смесью из оксидов свинца с добавками для увеличения срока эксплуатации. Количество жилок в сетке зависят от силы тока на старте, а их сечение от назначения пластины: на аноде жилки толще, чем на катоде.

Электроды бывают трёх видов:

  • Коробчатый;
  • Панцирный;
  • Намазной.

В коробчатом пластина состоит из двух литых решёток с втёртой в них пастой, которые соединены друг с другом лицом к лицу. Внешние стороны решёток закрыты тонкими свинцовыми пластинами с перфорацией. В панцирном виде литая решетка с пастой закрывается изолирующим материалом, а в намазном внешний изолирующий слой отсутствует. Для изготовления катодов не используется панцирный вид. Чем тоньше пластина с пастой, тем больше их помещается в коробке аккумулятора, а значит и производительность батареи в готовом виде будет выше.
Технология Double Side Pasting помогает зафиксировать пасту внутри ячеек решетки и заключается в том что паста с помощью спецоборудования быстро втирается сразу с двух сторон зафиксированной решетки.

Плюсы такого метода:

  • Увеличивается площадь контакта электрода с электролитом;
  • Увеличивается морозостойкость и сила тока аккумулятора при старте в холодное время года без потери емкости;
  • Снижается чувствительности батареи к циклическим нагрузкам;
  • Толщина решеток позволяет изготовить небольшой по габаритам АКБ при большей мощности
  • С такими свойствами стало возможным производство гибридных аккумуляторов с сурьмянистыми катодами и кальциевыми анодами с добавками из серебра.

Если при отливке свинцовые пластины не прошли легирование, то срок их службы будет недолговечным за счёт мягкости и легкоплавкости материала. При легировании в свинец добавляется 0,1 — 0,5% иных металлов и микроэлементов, в результате чего свинцовые изделия становятся прочнее и устойчивее к воздействию низких температур и агрессивных веществ.


Аккумуляторы с применением технологии — DSP

Аккумуляторы с подбором. Все виды батарей в сети Автоаккумуляторы — Полезные и интересные статьи об аккумуляторах в Екатеринбурге

akk2 Технологии АКБ.

При описании преимуществ АКБ (аккумуляторная батарея) мы часто слышим  такие выражения:  «кальциевая технология», «гибридная технология» и другие.  В этой статье вы сможете познакомиться с  некоторыми технологиями производства АКБ. И в зависимости от потребностей и особенностей эксплуатации вашего автомобиля сможете сами решить,  какая технологий является преимуществом именно в вашем случае.

Все рассмотренные технологии ниже связаны с тем или иным легирующим компонентом, который добавляют в свинец для достижения определенных свойств.

Сурьмянистая технология (Pb /Sb).

Эта технология считается одной из первых. При производстве АКБ сурьму начали добавлять в свинцовый сплав  для усиления прочности, так как при сильных вибрациях нелегированный свинцовый сплав разрушался.

Технология легирование свинца сурьмой усилила прочность этого сплава, что позволило в принципе применять АКБ в автомобилях.

Имея низкую стоимость и относительную стойкость к глубоким разрядам,  эта технология обладает рядом недостатков:

-процесс электролиза,  при котором вода «распадается» на водород и кислород, который начинает негативно влиять на положительные пластины, окисляя их. Что значительно уменьшает срок службы АКБ.

— Помимо этого при электролизе образуется гремучий газ (образуется при смешивании выделяемых из воды кислорода и водорода). Такой газ взрывоопасен и вреден для человека.

— эксплуатация сурьмянистой АКБ требует от автолюбителя и своевременного обслуживания. Связано это с тем, что вода постоянно испаряется, поэтому приходится следить за уровнем электролита и добавлять дистиллированную воду. При этом АКБ разряжается и требует периодического замера уровня заряда.

— АКБ с быстрым саморазрядом требуют при хранении периодической подзарядки, а при эксплуатации в автомобиле негативно на заряде будут сказываться «простои» автомобиля. Также есть ограничения по дополнительному оборудованию в авто, потребляющим энергию.

Такая технология является уже устаревшей,  и в ассортименте наших магазинов таких батарей давно нет. 

Малосурьмянистая технология.

Технология сурьмянистого производства АКБ имела настолько много минусов, что заставило разработчиков принять решение о снижении содержания сурьмы в свинцовом сплаве.  Так появилась малосурьмянистая технология, при которой в свинцовом сплаве снизили содержание сурьмы до 2%, а решение изначально важной задачи укреплении структуры сплава достигли добавлением других компонентов.

По сравнению с АКБ сурьмянистой технологии АКБ  малосурьмянистой технологии стали более стойкими к саморазряду, более безопасными и менее требовательны к обслуживанию.

В наших магазинах, например, батарея Тюмень (Tyumen Battery) 3СТ-215 относится к малосурьмянистой технологии производства АКБ. 

Кальциевая технология Ca/Ca

Несмотря на снижение содержания легирующего элемента сурьмы до 2% основные минусы,  в виде необходимости постоянного обслуживания АКБ, все же оставались. На смену этой технологии пришла кальциевая технология, при которой пластины стали изготавливать из свинцово-кальциевого сплава.  Такие АКБ полностью решили проблемы сурьмянистой технологии в вопросе обслуживания, так как стали абсолютно  необслуживаемые. Прочный кальциевый сплав исключает проблемы связанные с большим расходом воды. Благодаря низкому саморазряду хранить АКБ без подзарядки стало возможным достаточно долгий период более  года в условии невысоких температур.

Кроме того заметно улучшились и конструкционные характеристики: пластины стали тоньше, решетку стало возможно изготавливать из цельного листа проката, а не отливать.

Итак, преимущества:

1)      Низкий саморазряд.

2)      Уменьшение массы АКБ.

3)      Уменьшение испарений воды, необслуживаемые АКБ.

4)      Устойчивость к перезарядам.

 Но есть и минусы у этой технологии. АКБ кальциевой технологии не переносят глубокие разряды. Здесь следует понимать,  что при глубоком разряде такой АКБ может значительно уменьшить свою ёмкость.  

И еще один, не менее важный недостаток. Достигнув прочного свинцового сплава легированием кальция,  мы отнесли к достоинствам его тонкие пластины и уменьшение веса АКБ. Действительно, при такой технологии свинца стало требоваться меньше, так как свинец в этом сплаве стал работать эффективнее. Но именно из-за малого количества свинца в пластинах и тонкости пластин работать этим конструкционным  элементам  приходится более чем активно.  Основную нагрузку берут на себя положительные пластины. 

У таких производителей как Титан (Titan), Тубор (Tubor),  Banner  положительные пластины  литые, что очень положительно сказывается  на срок службы батареи  (5-6 лет).

 

В наших магазинах можно встретить кальциевые батареи таких брендов как  Furukawa BatteryTopla и прочие.  

Ca/Ca + Silver

Это усовершенствованная кальциевая технология,  при которой пластины электрода дополнительно легируются серебром. При этой технологии,  также из плюсов  1) малая масса,   габариты батареи  при достаточно большой емкости, 2) низкая степень саморазряда, 3)еще лучше, чем кальциевая батарея, переносит циклы разряда-заряда, 4)и также практически  не требуют обслуживания.

Технология хоть и смягчает недостатки кальциевой технологии, но полностью их не исключает.

В наших магазинах АКБ кальциевой технологии+ серебро  представлены широкой линейкой: это и Тюменский медведь (Ca/Ca Silver),  и Титан (Titan Euro Silver, Titan Arctic Silver, Titan Asia Silver), Atlas  и другие. 

 

Гибридная технология Sb/Ca.

Учитывая недостатки и достоинства сурьмянистой и кальциевой технологий, производители решили частично использовать каждую технологию при производстве АКБ, взяв плюсы от одной и другой технологий, отсюда и название –гибридная.

Гибридной технологией называют свинцово-кальциевую технологию с добавлением сурьмы.

Технология заключается в том, что решетку положительного электрода изготавливают из мало сурьмянистого свинцового сплава (см. выше сурьма до 2%), а решетку отрицательного электрода изготавливают из свинцово кальциевого сплава.  Положительная решетка в несколько раз толще, чем при кальциевой технологии,  а значит, имеет достаточный запас свинца, что значительно повышает износостойкость. Эти пластины отливаются, а не «вырезаются» из прокатного листа, как мы ранее уже упоминали об этом. Благодаря такому исполнению положительного электрода срок службы АКБ гибридной технологии значительно увеличивается.

Также АКБ достаточное время может находиться без дополнительной зарядки. Аккумулятор гибридной технологии перестал быть таким чувствительным к глубоким разрядам. Он остается необслуживаемым. Но если есть необходимость, то автолюбитель может и долить воды. Свинца при данной технологии в батарее стало больше (примерно на  30%) , чем в кальциевой, это, безусловно, сказывается на цене, но увеличенный срок службы, неприхотливость в обслуживании и  эксплуатации делает эту цену,  безусловно, оправданной.

Итак, достоинства:

1) Увеличенное число циклов заряд-разряд.

2) Кальциевая пластина уменьшает выкипание.

3) Увеличенный срок службы АКБ.

В наших магазинах АКБ гибридной технологии  представлены такими брендами как:   Tyumen Battery (г. Тюмень), Tyumen BatBear (г. Тюмень) и другие.

В следующей статье рассмотрим следующий шаг эволюции производства аккумуляторов – аккумуляторы типа AGM, гелевые батареи и все возможные модификации Heavy duty, Heavy Duty Extra.

Что такое DSP процессор в мультимедийных системах INCAR


Звук с процессором DSP, который впечатляет в новой линейке DTA

Новая платформа DTA аппаратов INCAR с процессором DSP (Цифровой Сигнальный Процессор). Сегодня пользователю предлагаются передовые технологии цифровой обработки и воспроизведения звука в современных мультимедийных комплексах.

DSP — процессор — передовые технологии цифровой обработки и воспроизведения звука в современных мультимедийных комплексах INCAR.

Настраивайте звук с большой точностью и высокой детализации звукового звена.

Мы создали эти системы для самых популярных автомобилей, продаваемых в России. Найди свой автомобиль.

Smart Bass

Тонкая настройка баса. По сути, басовый параметрический эквалайзер. Выберите центральную частоту и коэффициент её усиления. Добавьте баса там, где это необходимо. Функция «Гармоника» автоматически восстанавливает гармоники низких частот, потерянные при сжатии аудиофайлов. Вы поймете это, сравнив звучание DTA магнитолы с обычным автомобильным ресивером, на заводских («нулевых») аудио настройках.

Временные задержки

Одна из важнейших опций процессора, позволяющая настроить звуковую сцену таким образом, чтобы слушатель ощущал себя находящимся в центре зоны стереоэффекта. Для простоты настройки предусмотрены следующие варианты расположения: Водитель, Все, Пассажир, Задний левый пассажир и Задний правый пассажир. Сядьте на водительское место, выберите опцию «Водитель» и вы ощутите всю полноту звука, идентичную той, что мы получаем при прослушивании высококлассных аудиосистем дома. Также, Вы можете самостоятельно определить позицию слушателя, указав на схеме салона автомобиля его расположение или выставить значения временных задержек вручную. Для удобства настройки, задержки переведены в сантиметры (вдобавок к миллисекундам).

30-полосный графический эквалайзер

Чем шире диапазон настроек эквалайзера, тем точнее настройки частотной характеристики системы. Прежде, пользователи довольствовались всего двумя настройками темброблока: Bass и Treble (Бас и Высокие). Встроенный в DSP эквалайзер, позволяет управлять звучанием системы в зависимости от ваших потребностей и предпочтений. Настройка осуществляется уменьшением или увеличением громкости каждой из тридцати частотных полос (эквалайзер располагается на трех экранах устройства). Если Вы не хотите вникать в детали, то можете воспользоваться одним из имеющихся режимов предустановок: Рок, Поп, Джаз, Классика, Плоский или Пользователь. В режиме «Пользователь» можно сохранить индивидуальную схему настроек эквалайзера.

Loudness

Функция тонкомпенсации использовалась еще на кассетных магнитолах. С тех пор, она, сохранила свое предназначение — позволяет изменить коэффициент усиления высоких и низких частот на нужном вам уровне, сохраняя линейность АЧХ. Функция придает звучанию объем и насыщенность. Полезна для тех, кто любит слушать музыку на не большой громкости.

Фильтры

Важнейшая опция для построения качественной аудиосистемы. Используя встроенный активный кроссовер, есть возможность сконфигурировать каждую отдельно взятую пару каналов (Фронт – Тыл), выделив свойственный лишь ей конкретный диапазон частот (твитер, среднечастотник, мидбас). Преимущества такой схемы – отсутствие пассивных кроссоверов (они не используются, а значит улучшается гибкость настроек системы). Линейный (RCA) выход сабвуфера – нерегулируемый, по уровню громкости и частоте среза.
Перечисленные выше возможности, помогут пользователю добиться более качественного, мощного, неискаженного сигнала на выходе. А значит, получать безграничное удовольствие от звучания любимой музыки!

Технологии производства аккумуляторов — свинцово-кислотные АКБ, AGM или гелевые Gel.

Все автомобильные аккумуляторы являются основным автономным источником электрического тока, вырабатывают электроэнергию благодаря происходящим внутри корпуса химическим реакциям, способны заряжаться и накапливать электричество для запуска двигателя и питания электрических устройств при работающем или неработающем двигателе автомобиля.

Однако в современной автоиндустрии существует несколько технологий работы аккумуляторных батарей, зарядки и выработки электричества, которые необходимо учитывать при выборе АКБ для собственного авто.

Типовые свинцово-кислотные аккумуляторы

«Классические» свинцово-кислотные аккумуляторы (технология WET) появились еще в конце XIX-го века и представляли собой пакеты свинцовых решетчатых пластин с пастой двуокиси свинца, установленные в прочном корпусе, куда заливался электролит на основе воды и серной кислоты.

При подключении нагрузки на АКБ, пластины и электролит замыкают цепь, а возникающая химическая реакция (губчатый свинец и окись преобразуются в сульфат свинца, а плотность электролита падает) вызывает направленный электрический ток, и батарея начинает разряжаться. При зарядке аккумулятора, электролит увеличивает плотность, а масса свинцовых пластин растет.

Такие 12-вольтовые аккумуляторы используются и сегодня. Они недороги, практичны, устойчивы к средним перезарядам, эксплуатируются до 5-ти лет, могут быть обслуживаемыми и необслуживаемыми. Однако, владельцам такой АКБ обычно необходимо постоянно следить за уровнем и плотностью электролита, а конструкция не очень надежна (замыкания осыпающихся пластин, перезаряд чреват взрывом, клеммы окисляются при выкипании электролита и т.п.). Кроме того, испарение электролита опасно для человека.

В 70-х годах ХХ-го века были созданы необслуживаемые аккумуляторы (токовыводы на основе свинцово-кальциевого сплава + олово), не требующие частого долива воды и имеющие вдвое больший срок эксплуатации. В начале 80-х годов появились также гибридные АКБ с токовыводами из сплава сурьмы, кадмия, свинца и кальция, а в начале XXI столетия появились батареи с токовыводами из многокомпонентных сплавов с добавками серебра. Главное их преимущество: очень медленный разряд и минимальный расход воды, что сделало аккумуляторных полностью необслуживаемыми.

Современные технологии АКБ

Современный мировой рынок аккумуляторных автомобильных батарей предлагает несколько видов АКБ с разными технологиями работы:

  • SLA (VRSA) – герметизированные обслуживаемые и необслуживаемые батареи со свинцово-кислотным наполнением и регулируемым клапаном давления (возникает при перезарядке). Комплектуются сурьмянистыми и кальциевыми токовыводами.
  • Аккумуляторы по технологии EFB — разновидность кислотно-свинцовых батарей, в которых на положительный токовывод нанесен тонкий слой гигроскопичного синтетического волокна, защищающий катод от осыпания.
  • Аккумуляторы по технологии AGM – разновидности свинцово-кислотные АКБ, в которых пластины из чистого свинца располагаются очень плотно и перемежаются сепараторами из микроскопического поглощающего стекловолокна, залитыми электролитом.
  • Гелевые аккумуляторы – свинцово-кислотные необслуживаемые АКБ, в которых электролит имеет желеобразное состояние, так как в электролит добавлена двуокись кремния.

Устройство свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов
Технология EFB для АКБ
Благодаря тому, что пластины всегда находятся во влажном состоянии, аккумулятор:
— быстро заряжается;
— имеет повышенную плотность активной массы;
— поддерживает низкое сопротивление;
— создает высокий пусковой ток.

Такая АКБ служит долго, надежно и выдерживает большое количество перезарядок. Технология считается «промежуточной» между классическими WET-аккумуляторами и новейшими AGM-батареями.

Устройство автомобильных аккумуляторов AGMТехнология AGM 

Absorptive Glass Mat (AGM) — самая современная технология аккумуляторных автомобильных свинцово-кислотных батарей необслуживаемого типа. Благодаря особому составу волокна, электролит не растекается и не испаряется, формируя плотную адсорбированную массу.

Преимущества такой технологии:

— высокий пусковой ток (до 1000 А) при невысоком сопротивлении;

— инертность пластин к сильным вибрациям;

— отсутствие газовыделения и испарения электролита;

— устойчивость к глубокой разрядке;

— устойчивость к морозам;

-быстрая зарядка.

АКБ на основе AGM универсален и может монтироваться на корпусе авто в любом положении (в том числе, горизонтальном), практически не требуют обслуживания. При нарушении целостности корпуса аккумулятора, электролит не вытекает и не создает пожароопасных ситуаций, что делает батарею на 100% безопасной для здоровья. Срок службы такой аккумуляторной батареи – не менее 8-10-ми лет (190-850 циклов зарядки)

Технология AGM считается намного более продвинутой, чем классическая технология WET и существенно лучше, чем EFB. Однако, при эксплуатации AGM-аккумулятора, следует помнить, что он не любит слишком высокого напряжения при зарядке (не более 15 V), сверхнизких температур (электролит замерзает при -50С) и требует постоянного контроля заряда с помощью реле-регулятора.

Руководство новичка по цифровой обработке сигналов (DSP) | Ресурсы

Что такое DSP?

Цифровые сигнальные процессоры (DSP, Digital Signal Processors) принимают на вход предварительно оцифрованные физические сигналы, например, звук, видеоизображение, показания температуры, давления и положения, и производят над ними математические манипуляции. Внутренняя структура цифровых сигнальных процессоров специально разрабатывается таким образом, чтобы они могли очень быстро выполнять такие математические функции, как “сложение”, “вычитание”, “умножение” и “деление”.

Сигналы необходимо обработать так, чтобы информация, которую они содержат, могла быть отображена графически, проанализирована или преобразована в полезный сигнал иного типа. В реальном мире обнаружение сигналов, соответствующих физическим явлениям, таким как звук, свет, температура или давление, и манипуляции ими осуществляется аналоговыми компонентами. Затем, аналого-цифровой преобразователь берет реальный сигнал и преобразовывает его в цифровой формат в виде последовательности нулей и единиц. На данном этапе в процесс вступает цифровой сигнальный процессор, который осуществляет сбор оцифрованной информации и ее обработку. Далее он выдает оцифрованную информацию обратно в реальный мир для дальнейшего использования. Выдача информации осуществляется одним из двух способов – в цифровом или в аналоговом формате. Во втором случае оцифрованный сигнал пропускается через цифро-аналоговый преобразователь. Все эти действия выполняются на очень высокой скорости.

Для иллюстрации этой концепции рассмотрим приведенную ниже блок-схему, на которой показано, как цифровой сигнальный процессор используется в составе MP3 аудиоплеера. В фазе записи аналоговый звуковой сигнал поступает в систему от приемника или иного источника. Этот аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой сигнал при помощи аналого-цифрового преобразователя и передается в цифровой сигнальный процессор. Цифровой сигнальный процессор выполняет кодирование в формат MP3 и сохраняет файл в память. В фазе воспроизведения файл извлекается из памяти, декодируется цифровым сигнальным процессором и преобразовывается при помощи цифро-аналогового преобразователя обратно в аналоговый сигнал, который может быть воспроизведен в акустической системе. В более сложном примере цифровой сигнальный процессор может выполнять дополнительные функции, например, регулировку громкости, частотную компенсацию и обеспечение интерфейса пользователя.

Информация, формируемая цифровым сигнальным процессором, может быть использована компьютером, например, для управления системами безопасности, телефонами, домашними кинотеатрами или сжатием видеоизображений. Сигналы могут подвергаться сжатию (компрессии) для более быстрой и эффективной передачи из одного места в другое (например, в системах телеконференций для передачи речи и видеоизображений по телефонным линиям). Сигналы также могут подвергаться дополнительной обработке для повышения их качества или предоставления информации, которая изначально недоступна для восприятия человеком (например, в задачах эхокомпенсации в мобильных телефонах или компьютерного улучшения качества изображений). Физические сигналы могут обрабатываться и в аналоговой форме, однако цифровая обработка обеспечивает повышенное качество и быстродействие.

Поскольку цифровой сигнальный процессор является программируемым, он может быть использован в самых разнообразных задачах. При создании проекта вы можете написать собственное программное обеспечение или использовать программное обеспечение, обеспечиваемое компанией Analog Devices или сторонними компаниями.

Более подробную информацию о преимуществах применения цифровых сигнальных процессоров при обработке сигналов реального мира вы можете найти, прочитав первую часть статьи Цифровая обработка сигналов 101 – Вводный курс в проектирование систем цифровой обработки сигналов, которая называется “Зачем нужен цифровой сигнальный процессор?”

Что такое платформа DSP и как это работает? – BYYD

Мы решили еще раз осветить тему мобильного DSP и объяснить, почему этот вид рекламы вы должны включить в свою маркетинговую стратегию 2019 года.

Оглядываясь назад на 2009 год, когда программатик использовали единицы, — расходы на DSP платформы в 2018 году кажутся невероятными. По последним данным они составили $47 млрд. А по оценкам eMarketer, к 2020 году программатик займет 86,2% всей цифровой рекламы и ускорит эволюцию цифрового маркетинга.

 

DSP-платформы: преимущества

 

Demand-Side Platform (DSP) — основной продукт программатик-рекламы. Платформы, где медийные покупатели и рекламные агентства покупают места в мобильном вебе или приложениям по ставкам.

К счастью для рекламодателей, платформы с аукционами отменяют необходимость ручной работы и автоматизируют рекламный процесс. Учитывая, что цены и ставки остаются под контролем платформы, можно сделать процесс действительно выгодным.

Точный таргетинг на аудиторию — еще одна особенность, которая делает DSP-платформы привлекательными в глазах медийных покупателей. Большинство платформ используют точные данные о пользователях, полученные в результате аналитики приложений, и это позволяет настроить таргетинг по 10 и больше позициям.

Что такое платформа DSP и как это работает?

Пример работы платформы BYYD

 

Что такое мобильный DSP?

 

Это платформы, которые сосредоточены исключительно на мобильной рекламе. Мобильные DSP-файлы распаковывают доступ к местам размещения рекламных объявлений на сайтах или в приложениях. Технология гарантирует то, что объявления будут адаптированы под мобильные форматы экранов. А учитывая количество времени, которое проводят пользователи в своих телефонах, мобильные DSP платформы повышают шансы рекламодателя быть замеченным в нужный момент.

 

Почему медиабайеры используют DSP?

 

1. Это экономит бюджет

 

В то время как большинство рекламных сетей продолжают взимать плату за тысячи показов, платформы DSP позволяют купить показы на платформах с качественной аудиторией, поэтому байеры не переплачивают за пустой трафик.

 

2. Есть доступ к источникам трафика по всему миру

 

Программные платформы продают инвентарь, который поступает напрямую от поставщиков. Последние, в свою очередь, работают с рекламными площадками, сайтами и мобильными приложениями. В результате после регистрации рекламодатель получает доступ к качественным источникам трафика по всему миру.

 

3. Возможность точного таргетинга

 

DSP улучшают свои функциональные возможности с помощью данных пользователей, чтобы помочь покупателям медийной сети ориентироваться на определенные аудитории и привлекать потенциальных клиентов с помощью персонализированных сообщений.

 

4. Возможность анализа и статистики

 

Реклама DSP поддается анализу прямо на платформах. Это позволяет улучшать результаты и не тратить бюджет впустую.

Пример работы платформы DSP компании BYYD

Пример работы платформы BYYD

 

5. Прозрачность покупок

 

Недавняя инициатива IAB — борьба против теневых игроков отрасли. Большинство DSP отслеживают некачественные предложения и борются с рисками.

 

Как работает DSP-платформа?

 

Рекламодатели используют DSP, чтобы получать информацию о пользователях мобильных сайтов или приложений и оценить, относится ли пользователь к их целевой аудитории. В зависимости от результата, рекламодатели покупают показы в режиме реального времени и могут управлять своими кампаниями, устанавливая стоимость ставки.

Как только ставка определена, DSP анализирует все текущие кампании рекламодателей и находит самую подходящую для пользователя. DSP от имени участников торгов делает ставку против других участников аукциона, и самая высокая получает право разместить рекламное объявление на странице мобильного сайта или в приложении.

Как работает DSP-платформа?

Пример платформы BYYD

 

Хотя процесс кажется сложным, процесс занимает не больше нескольких секунд.

Проверить эффективность DSP-платформ для вашего бизнеса легко — вы можете зарегистрироваться прямо сейчас.

 

Что такое DSP? — SoundGuys

What is a DSP chip xdevs

Несмотря на то, что он существует уже несколько десятилетий, аудиоиндустрия начинает применять DSP в качестве следующей важной функции в аудиопродуктах. Apple AirPods Pro, Sony 360 Reality Audio и даже динамики Amazon Echo — все начинают добавлять DSP в свое оборудование, так что же это такое? И, кроме того, что изменится в потребительском восприятии звука?

Что такое DSP?

DSP означает цифровой сигнальный процессор, что говорит само за себя.Эта технология используется в наушниках, смартфонах, интеллектуальных динамиках, студийном аудиооборудовании, автомобильных развлекательных системах и многом другом. На самом деле это краеугольный камень современной аудиопродукции.

Вы, вероятно, знакомы с идеей процессора из ЦП компьютера, который разработан как многоцелевой процессор. DSP — это процессор, предназначенный для обработки цифровых сигналов, таких как аудио. Они предназначены для выполнения математических функций, таких как сложение и вычитание, на высокой скорости с минимальным потреблением энергии.

Если устройство обрабатывает звук, почти гарантировано, что у него есть встроенный DSP.

Чипы

DSP бывают разных размеров, цен и характеристик. Масштабирование до многоканальных процессоров в автомобилях и профессионального студийного оборудования, вплоть до крошечных микросхем с низким энергопотреблением для интеллектуального распознавания голоса. Они используются для ускорения выполнения алгоритмов, связанных со звуком, при меньшем потреблении энергии, чем обычный процессор.

Например, в вашем смартфоне есть DSP для декодирования файлов MP3, усиления басов вашей музыки, выполнения математических расчетов для активного шумоподавления и распознавания вашего голоса, когда вы говорите «Эй, Google!».Блоки DSP также находятся внутри беспроводных наушников для преобразования кодеков Bluetooth обратно в аналоговые сигналы и динамики домашнего кинотеатра для декодирования потоков данных в объемное звучание. Если он обрабатывает звук, в нем почти наверняка есть DSP.

Как DSP навсегда изменит вашу музыку

ЦСП

важны, потому что они являются неотъемлемой частью современного аудиооборудования, от наушников до ЦАП, автомобильных динамиков и профессионального оборудования. Высококачественный DSP предоставит вам вычислительную мощность для высококачественных эффектов, от эквалайзеров на устройстве до распознавания голоса, активного шумоподавления и возможностей объемного звука.Премиальные DSP также требуют очень мало энергии, что продлевает время автономной работы ваших устройств для более длительного прослушивания.

Однако возможности DSP не являются тем, что вы найдете во многих, если таковые имеются, спецификациях. В наушниках DSP объединены с возможностями чипа Bluetooth, в то время как другие устройства часто предоставляют возможности ADC, DAC и управления динамиками вместе с DSP на одном чипе. Вместо того, чтобы искать спецификации обработки, возможности DSP проявляются в других возможностях продукта, подобных упомянутым выше.

A picture of the Apple AirPods Pro in a man

AirPods Pro от Apple используют DSP для настройки характеристик наушников в соответствии с размером вашего уха.

Например, Apple AirPods Pro использует разновидность DSP для измерения ушного канала, а затем регулирует производительность наушников для оптимизации качества звука. Кроме того, Sony 360 Reality Audio должна отображать ваше ухо и настраивать его сигнал, чтобы добиться своего волшебства.

Даже заядлые ботаники-аудиофилы, такие как наши сотрудники, используют блоки DSP стороннего производителя для таких вещей, как правильная работа полочных колонок, наушников и даже калибровка систем виртуального объемного звучания, включенных в такие продукты, как Sennheiser Ambeo Soundbar.Используя блок DSP с подходящим микрофоном, вы можете измерить выходной сигнал вашего звукового оборудования в любой среде и автоматически скорректировать выходной сигнал, чтобы он звучал так, как вы хотите.

A photo of a soundcard installed in a PCI slot inside a dusty computer tower.

По сути, используя современный DSP, вам больше не нужно надеяться, что ваше аудиооборудование будет звучать хорошо, вы можете принудительно установить его в любое время , заставив электронику компенсировать недостатки на лету. Это большой отход от прошлого, так как раньше использование DSP-боксов было прерогативой только любителей или одержимых.Уже нет.

Чем DSP отличается от CPU?

Это технический момент, так что пристегнитесь. Чтобы быстро охватить основы, любой процессор построен на нескольких основных принципах. А именно: декодеры, которые преобразуют код в операции, которые сообщают процессору, что делать, регистры и память для хранения операций и данных, а также исполнительные блоки для обработки математики и перемещения данных. Это так называемая архитектура процессора.

Используя современный DSP, вам больше не нужно надеяться, что ваше аудиооборудование будет звучать хорошо, вы можете заставить его в любое время сделать это, заставив электронику компенсировать недостатки

Ключевым моментом, который необходимо понять, является то, что вы можете создать исполнительный модуль для выполнения одной или нескольких из широкого диапазона математических операций.То, для чего вы собираетесь создавать эти устройства, зависит от желаемого варианта использования и бюджета мощности. Простая упаковка всех возможных вариантов была бы чрезвычайно расточительной с точки зрения размера и энергопотребления. Обычные центральные процессоры включают в себя исполнительные блоки для таких основных вещей, как сложение, вычитание, умножение и деление, но не ускоряют более редкие и сложные аппаратные операции.

Вкратце, DSP оптимизирован для наиболее распространенных задач, используемых в рабочих нагрузках цифровой обработки сигналов. Список включает математику с плавающей запятой, операцию по модулю, арифметику с насыщением, операции умножения с накоплением (MAC) и слитного умножения с добавлением (FMA).Эти функции часто требуются в фильтрах, преобразованиях Фурье, кодировании кодеков и других алгоритмах DSP. Процессоры цифровых сигналов обычно создаются для параллельного выполнения ряда этих операций (суперскалярная архитектура) для более быстрой обработки с более низкими тактовыми частотами, чем у типичного ЦП.

A photo of a soundcard installed in a PCI slot inside a dusty computer tower.

developer.Qualcomm Внутри смартфонов вы найдете компоненты ЦП, ЦСП и ГП, расположенные рядом, каждый из которых используется для решения определенных задач. DSP обрабатывает звук, например, распаковывает музыку или активирует голосового помощника.

DSP также используют высокооптимизированные системы памяти. Поскольку аудиосэмплы зависят от времени, они поступают в DSP и выходят из него с использованием циклических буферов или буферов типа «первым пришел — первым вышел» (FIFO). Архитектура памяти DSP оптимизирована для этого строго упорядоченного потока данных, в отличие от процессоров, которые используют повторно назначаемые блоки памяти, где конкретное расположение регистра часто менее важно. В этом смысле архитектуры DSP представляют собой упорядоченный конвейер, в то время как процессоры часто работают гораздо более неупорядоченно. Таким образом, DSP также в значительной степени полагаются на прямой доступ к памяти (DMA), который перемещает данные в буферы и из них через регулярные промежутки времени без затрат времени на обработку.Вы также не часто найдете это используемым в процессорах общего назначения.

В целом, ЦСП оптимизированы в двух ключевых областях по сравнению с ЦП общего назначения. Они ускоряют обычные математические операции DSP в аппаратном обеспечении и имеют особую архитектуру памяти, предназначенную для потоков данных в реальном времени. Конечный результат — более быстрая и эффективная обработка звука и некоторых других типов данных.

Почему стоит обратить внимание

В 2020 году гораздо больше крупных компаний начнут осознавать преобразующую силу правильно используемого DSP.От точного создания 3D-звука до автоматической оптимизации музыки и включения следующего поколения аудиокодеков Bluetooth — усиление разработок в области DSP кардинальным образом изменит то, как мы слушаем.

Хотя это может быть медленным процессом, и большинству людей потребуется пара лет, чтобы увидеть эти улучшения, никогда не было более захватывающего времени, чтобы увидеть, куда пойдет личное аудио.

.

Цифровая обработка сигналов 101 Вводный курс по проектированию систем DSP: Часть 1

Много слыша о технологии цифровой обработки сигналов (DSP), вы, возможно, хотели узнать, что можно сделать с помощью DSP, выяснить, почему DSP предпочтительнее аналоговая схема для многих типов операций и узнайте, как научиться достаточно, чтобы разработать свою собственную систему DSP. Эта статья, первая из серии, дает возможность сделать существенный первый шаг к поиску ответов на ваши вопросы.Эта серия представляет собой введение в темы DSP с точки зрения разработчиков аналоговых систем, которым нужны дополнительные инструменты для обработки аналоговых сигналов. Дизайнеры, читающие эту серию, могут узнать о возможностях DSP для работы с аналоговыми сигналами и о том, где найти дополнительные источники информации и помощи.

Что такое [a] DSP? Вкратце, DSP — это процессоры или микрокомпьютеры, оборудование, программное обеспечение и наборы команд которых оптимизированы для приложений высокоскоростной обработки чисел, необходимых для обработки цифровых данных, представляющих аналоговые сигналы в реальном времени.Что делает DSP, очень просто. Например, работая в качестве цифрового фильтра, DSP принимает цифровые значения на основе выборок сигнала, вычисляет результаты функции фильтра, работающей с этими значениями, и предоставляет цифровые значения, которые представляют выходной сигнал фильтра; он также может предоставлять сигналы управления системой на основе свойств этих значений. Высокоскоростное арифметическое и логическое оборудование DSP запрограммировано на быстрое выполнение алгоритмов, моделирующих преобразование фильтра.

Комбинация арифметических операторов элементов дизайна, обработки памяти, набора команд, параллелизма и адресации данных, которые обеспечивают эту возможность, составляет ключевое отличие DSP от других типов процессоров.Понимание взаимосвязи между сигналами реального времени и скоростью вычислений DSP дает некоторое представление о том, насколько особенной является эта комбинация. Сигнал в реальном времени поступает на DSP в виде последовательности отдельных отсчетов от аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Чтобы выполнять фильтрацию в реальном времени, DSP должен завершить все вычисления и операции, необходимые для обработки каждой выборки (обычно обновляя процесс, включающий множество предыдущих выборок), прежде чем поступит следующая выборка. Чтобы выполнить фильтрацию высокого порядка реальных сигналов, имеющих значительную частотную составляющую, требуются действительно быстрые процессоры.

Зачем нужен DSP?

Чтобы получить представление о типах вычислений, которые выполняет DSP, и о том, как аналоговая схема сравнивается с системой DSP, можно сравнить две системы с точки зрения функции фильтрации. В привычном аналоговом фильтре используются резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, усилители. Он может быть дешевым и простым в сборке, но сложным в калибровке, модификации и обслуживании, который экспоненциально возрастает с порядком фильтрации. Во многих случаях проще проектировать, модифицировать фильтры и полагаться на них с помощью DSP, поскольку функция фильтрации в DSP является программной, гибкой и повторяемой.Кроме того, для создания гибко настраиваемых фильтров с ответом более высокого порядка требуются только модификации программного обеспечения без дополнительных аппаратных средств, в отличие от чисто аналоговых схем. Идеальный полосовой фильтр с частотной характеристикой, показанной на рисунке 1, имел бы следующие характеристики:

  • полностью плоский отклик в полосе пропускания с нулевым сдвигом фазы
  • бесконечное затухание в полосе задерживания.
    Полезные дополнения:
  • Настройка полосы пропускания и контроль ширины
  • Контроль спада полосы задерживания.

Как показано на рисунке 1, аналоговый подход с использованием фильтров второго порядка потребует довольно много ступенчатых секций с высокой добротностью; можно представить себе сложность настройки и регулировки.

Рисунок 1. Идеальный полосовой фильтр и приближения второго порядка.

При использовании программного обеспечения DSP существует два основных подхода к проектированию фильтров: конечная импульсная характеристика (FIR) и бесконечная импульсная характеристика (IIR). Временная характеристика КИХ-фильтра на импульс представляет собой прямую взвешенную сумму настоящего и конечного числа предыдущих входных отсчетов.При отсутствии обратной связи его реакция на данный образец заканчивается, когда образец достигает «конца линии» (рис. 2). Частотная характеристика КИХ-фильтра не имеет полюсов, только нули. БИХ-фильтр, для сравнения, называется бесконечным, потому что это рекурсивная функция: его выход представляет собой взвешенную сумму входов и выходов. Поскольку он рекурсивен, его ответ может продолжаться бесконечно. Частотная характеристика БИХ-фильтра имеет как полюса, так и нули.

Рисунок 2. Уравнения фильтра и представление линии задержки.

x s — входные выборки, y s — выходные выборки, a s — веса входных выборок и b s — веса выходных выборок. n — текущее время выборки, а M и N — количество запрограммированных выборок (порядок фильтра ). Обратите внимание, что арифметические операции, указанные для обоих типов, представляют собой просто суммы и произведения в потенциально большом количестве. Фактически, умножение и сложение характерно для многих алгоритмов DSP, которые представляют математические операции большой сложности и сложности.

Аппроксимация идеального фильтра заключается в применении передаточной функции с соответствующими коэффициентами и достаточно высоким порядком, или числом отводов (учитывая последовательность входных отсчетов как линию задержки с отводами).На рис. 3 показан отклик КИХ-фильтра с 90 отводами в сравнении с чебышевскими фильтрами с резкой отсечкой различных порядков. Пример с 90 нажатиями показывает, насколько фильтр может приблизиться к идеальному фильтру. В системе DSP программирование КИХ-фильтра с 90 отводами, подобного показанному на рисунке 3, не является сложной задачей. Для сравнения, было бы нерентабельно пытаться приближения такого уровня с чисто аналоговой схемой. Еще один важный момент в пользу использования DSP для приближения идеального фильтра — долговременная стабильность.С FIR (или IIR, имеющим достаточное разрешение, чтобы избежать нарастания ошибок усечения), программируемый DSP обеспечивает один и тот же отклик раз за разом. Характеристики чисто аналогового фильтра высокого порядка становятся менее стабильными со временем.

Рис. 3. Отклик КИХ-фильтра с 90 отводами в сравнении с характеристиками фильтров Чебышева с резкой отсечкой.

Теория и практика математического преобразования являются основным требованием для создания приложений DSP и понимания их ограничений. В этой серии статей рассматриваются несколько примеров анализа и обработки сигналов для ознакомления с концепциями DSP.В серии также приведены ссылки на тексты для дальнейшего изучения и определены программные инструменты, упрощающие разработку программного обеспечения для обработки сигналов.

Выборка реальных сигналов

Реальные явления представляют собой аналог постоянно меняющихся уровней энергии физических процессов, таких как звук, свет, тепло, электричество, магнетизм. Преобразователь преобразует эти уровни в управляемые сигналы электрического напряжения и тока, а АЦП выбирает и преобразует эти сигналы в цифровые для обработки.Скорость преобразования или частота дискретизации АЦП критически важна при цифровой обработке реальных сигналов.

Эта частота дискретизации определяется объемом информации о сигнале, который необходим для адекватной обработки сигналов для данного приложения. Чтобы АЦП мог предоставить достаточно отсчетов для точного описания реального сигнала, частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше самой высокочастотной составляющей аналогового сигнала. Например, для точного описания аудиосигнала, содержащего частоты до 20 кГц, АЦП должен дискретизировать сигнал с частотой минимум 40 кГц.Поскольку поступающие сигналы могут легко содержать составляющие частоты выше 20 кГц (включая шум), их необходимо удалить перед дискретизацией, пропустив сигнал через фильтр нижних частот перед АЦП. Этот фильтр, известный как сглаживающий фильтр , предназначен для удаления частот выше 20 кГц, которые могут повредить преобразованный сигнал.

Однако фильтр сглаживания имеет конечный спад частоты, поэтому для переходной полосы фильтра должна быть предусмотрена дополнительная полоса пропускания.Например, при полосе пропускания входного сигнала 20 кГц можно разрешить от 2 до 4 кГц дополнительной полосы пропускания.

Рисунок 4. Идеальный отклик сглаживающего фильтра.

На рисунке 4 показан фильтр, необходимый для подавления любых сигналов с частотами выше половины частоты дискретизации 48 кГц. Подавление означает ослабление до менее чем 1/2 младшего значащего бита (LSB) разрешения АЦП. Одним из способов достижения такого уровня подавления без сложного аналогового фильтра является использование преобразователя с передискретизацией , такого как сигма-дельта АЦП.Обычно он получает выборки с низким разрешением (например, 1 бит) на мегагерцовых частотах, намного быстрее, чем удвоенная составляющая самой высокой частоты, что значительно снижает требования к аналоговому фильтру перед преобразователем. Внутренний цифровой фильтр (DSP в действии!) Восстанавливает необходимое разрешение и АЧХ. Для многих приложений преобразователи передискретизации сокращают усилия и затраты на проектирование системы.

Обработка сигналов реального мира

Частота дискретизации АЦП зависит от ширины полосы дискретизируемого аналогового сигнала.Эта частота дискретизации устанавливает скорость, с которой образцы доступны для обработки. После того, как требования к полосе пропускания системы определяют частоту дискретизации аналого-цифрового преобразователя, разработчик может приступить к изучению требований к скорости процессора DSP.

Скорость обработки при требуемой частоте дискретизации зависит от сложности алгоритма. Как правило, DSP должен завершить все операции, относящиеся к первой выборке, до получения второй выборки. Время между выборками — это бюджет времени, в течение которого DSP выполняет все задачи обработки.Для аудио примера частота дискретизации 48 кГц соответствует интервалу дискретизации 20,833 мкс. На рисунке 5 показаны аналоговый сигнал и частота дискретизации цифрового сигнала.

Рисунок 5. Последовательность отбора проб и время обработки.

Затем рассмотрим соотношение между скоростью DSP и сложностью алгоритма (программное обеспечение, содержащее преобразование или другой набор числовых операций). Сложные алгоритмы требуют большего количества задач обработки. Поскольку время между выборками фиксировано, более высокая сложность требует более быстрой обработки.Например, предположим, что алгоритм требует выполнения 50 операций обработки между выборками. Используя частоту дискретизации 48 кГц в предыдущем примере (интервал дискретизации 20,833 мкс), можно вычислить минимальную требуемую скорость процессора DSP в миллионах операций в секунду (MOPS) следующим образом:

Таким образом, если для операций по реализации алгоритма доступно все время между выборками, требуется процессор с уровнем производительности 2,4 MOPS. Обратите внимание, что два общих рейтинга для DSP, основанные на операциях в секунду (MOPS) и инструкциях в секунду (MIPS), не совпадают.Процессор с рейтингом 10 MIPS, который может выполнять 8 операций на инструкцию, в основном имеет такую ​​же производительность, что и более быстрый процессор с рейтингом 40 MIPS, который может выполнять только 2 операции на инструкцию.

Выборка различных сигналов реального мира

Существует два основных способа сбора данных: по одной выборке за раз или по одному кадру за раз (непрерывная обработка или пакетная обработка). Системы на основе выборки, такие как цифровой фильтр, собирают данные по одной выборке за раз. Как показано на Рисунке 6, при каждом такте часов в систему поступает образец, а обработанный образец выводится.Форма выходного сигнала развивается непрерывно.

Рисунок 6. Пример непрерывной обработки образцов в цифровом фильтре.

Системы на основе кадров, такие как анализатор спектра, который определяет частотные компоненты изменяющейся во времени формы сигнала, получают кадр (или блок выборок). Обработка выполняется для всего кадра данных и приводит к кадру преобразованных данных, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7. Пример пакетной обработки блока данных.

Для частоты дискретизации звука 48 кГц процессор, работающий с кадром из 1024 отсчетов, имеет интервал сбора кадров 21.33 мс (т. Е. 1024 x 20,833 мкс = 21,33 мс). Здесь у DSP есть 21,33 мс для выполнения всех необходимых задач обработки для этого кадра данных. Если система обрабатывает сигналы в реальном времени, она не должна терять никаких данных; поэтому, пока DSP обрабатывает первый кадр, он также должен получать второй кадр. Сбор данных — это одна из областей, где в игру вступают особые архитектурные особенности DSP: бесшовному сбору данных способствуют гибкие возможности процессора по адресации данных в сочетании с его каналами прямого доступа к памяти (DMA).

Ответ на сигналы реального мира

Нельзя предполагать, что все время между выборками доступно для выполнения инструкций обработки. На самом деле, необходимо предусмотреть время, чтобы процессор реагировал на внешние устройства, контролируя входящие и исходящие потоки данных. Обычно внешнее устройство (например, АЦП) сигнализирует процессору о прерывании. Время реакции DSP на это прерывание или задержка прерывания напрямую влияет на то, сколько времени остается на фактическую обработку сигнала.

Задержка прерывания (задержка ответа) зависит от нескольких факторов; наиболее доминирующей является конвейерная обработка команд в архитектуре DSP. Конвейер команд состоит из количества циклов команд, которые происходят между моментом получения прерывания и временем возобновления выполнения программы. Большее количество конвейерных уровней в DSP приводит к увеличению задержки прерывания. Например, если процессор имеет время цикла 20 нс и требует 10 циклов для ответа на прерывание, пройдет 200 нс, прежде чем он выполнит какие-либо инструкции обработки сигнала.

Когда данные собираются по одной выборке за раз, эти 200 нс накладных расходов не повредят, если DSP завершит обработку каждой выборки до прибытия следующей. Однако, когда данные собираются по выборке при обработке кадра за раз, прерванная система тратит циклы команд процессора напрасно. Например, система с временем отклика на прерывание 200 нс, выполняющая алгоритм на основе кадров, такой как БПФ, с размером кадра 1024 отсчета, потребует 204,8 мкс служебных данных. Это составляет более 10 000 командных циклов, потраченных впустую на задержку производительного времени, когда DSP мог выполнять обработку сигналов.Таких потерь легко избежать в DSP, имеющих такие архитектурные особенности, как DMA и двойной доступ к памяти; они позволяют DSP получать и хранить данные, не прерывая работу процессора.

Разработка системы DSP

Обсудив роль процессора, АЦП, фильтра сглаживания и временные отношения между этими компонентами, пришло время взглянуть на полную систему DSP. На рисунке 8 показаны стандартные блоки типичной системы DSP, которые можно использовать для сбора данных и управления.

Рисунок 8. Сборка элементов системы DSP.

Обратите внимание, как мало компонентов составляет систему DSP, потому что большая часть функций системы обеспечивается программируемым DSP. Конвертеры направляют данные в DSP и из него; синхронизация АЦП контролируется точной тактовой частотой дискретизации. Чтобы упростить конструкцию системы, многие доступные сегодня преобразователи сочетают в себе некоторые или все из следующего: аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, тактовый генератор и фильтры для сглаживания и сглаживания изображений.Тактовый генератор в этих типах компонентов ввода / вывода отдельно управляется внешним кристаллом. Вот некоторые важные моменты, касающиеся потока данных в такой системе DSP:

Аналоговый вход: Аналоговый сигнал соответствующим образом ограничен полосой пропускания с помощью фильтра сглаживания и подается на вход АЦП. В выбранное время выборки преобразователь прерывает работу процессора DSP и предоставляет доступ к цифровой выборке. Выбор между последовательным и параллельным интерфейсом между АЦП и DSP зависит от объема данных, компромиссов сложности конструкции, места, мощности и цены.

Цифровая обработка сигналов: Входящие данные обрабатываются программным обеспечением алгоритма DSP. Когда процессор завершает необходимые вычисления, он отправляет результат в ЦАП. Поскольку обработка сигналов является программируемой, имеется значительная гибкость в обработке данных и улучшении производительности системы с помощью дополнительных настроек программирования.

Аналоговый выход: ЦАП преобразует выходной сигнал DSP в желаемый аналоговый выход при следующей тактовой частоте дискретизации.Выходной сигнал преобразователя сглаживается низкочастотным фильтром , препятствующим формированию изображения, (также называемым фильтром реконструкции) для получения восстановленного аналогового сигнала.

Хост-интерфейс: Дополнительный хост-интерфейс позволяет DSP взаимодействовать с внешними системами, отправляя и получая данные и управляющую информацию.

Обзор

и предварительный просмотр

Целью этой статьи было предоставить обзор основных концепций проектирования DSP и объяснить некоторые причины, по которым DSP лучше подходит для этой аналоговой схемы для некоторых приложений.В этой статье представлены следующие проблемы:

  • Обзор DSP
  • Работа DSP в реальном времени
  • Реальные сигналы
  • Частота дискретизации и фильтрация сглаживания
  • Бюджет времени алгоритма DSP
  • Сбор данных на основе выборки и на основе кадра

Поскольку эти вопросы связаны с множеством ценных уровней детализации, которые мы не смогли должным образом описать в этой краткой статье, вам следует подумать о прочтении текста Ричарда Хиггинса «Цифровая обработка сигналов в СБИС » (см. Ссылки ниже).В этом тексте содержится полный обзор теории DSP, проблем с реализацией и практического применения (с устройствами, доступными на момент публикации), а также упражнения и примеры. В разделе «Справочная информация» ниже также содержатся другие источники, которые дополнительно разъясняют проблемы этой статьи. Чтобы подготовиться к следующим статьям этой серии, вы можете получить бесплатные копии Руководства пользователя семейства ADSP-2100 * и Руководства пользователя ADSP-2106x SHARC *. Эти тексты предоставляют информацию о фиксированных и плавающих функциях Analog Devices. точечные архитектуры DSP — основная тема этих статей.Следующая статья будет охватывать следующую территорию:

  • Математический обзор обработки сигналов: Он представит математические вычисления для функций преобразования (частотная область) и функций свертки (временная область), которые появляются на протяжении всего ряда. Хотя математическая обработка обязательно неполная (без выводов), будет достаточно деталей для рассмотрения того, как программировать операции.
  • Архитектура DSP: В статье обсуждается природа и функционирование арифметико-логического блока (ALU), умножения-накопителя (MAC), устройства сдвига цилиндров и шин памяти DSP, а также описываются числовые операции, поддерживающие функции DSP.
  • Концепции программирования DSP: Обсуждение программирования объединит теорию и практику (математику и архитектуру). Наконец, в качестве примера будут изложены основные параметры для проекта разработки последовательного ЦОС.

Ссылки

Хиггинс, Р. Дж. Цифровая обработка сигналов в СБИС , Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл, 1990. Основы DSP. Включает обширную библиографию.Доступно для покупки в ADI.

Мар, А., изд. Приложения цифровой обработки сигналов с использованием семейства ADSP-2100 Том 1 , Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл, 1992. Доступно для покупки в ADI.

Мар, А., Бабст, Дж., Ред. Приложения цифровой обработки сигналов с использованием семейства ADSP-2100 Том 2 , Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1994. Доступно для покупки в ADI.

Дирборн, Г., изд. Приложения для цифровой обработки сигналов с использованием семейства ADSP-21000 Том 1 , Норвуд, Массачусетс: Analog Devices, Inc., 1994. Доступен для покупки в ADI.

* Мар, А., Ремпель, Х., ред. Руководство пользователя семейства ADSP-2100 , Норвуд, Массачусетс: Analog Devices, Inc., 1995. Бесплатно.

Мар, А., Ремпель, Х., ред. Руководство пользователя семейства ADSP-21020 , Норвуд, Массачусетс: Analog Devices, Inc., 1995. Бесплатно.

* Ремпель, Х., изд. ADSP-21060/62 Руководство пользователя SHARC , Норвуд, Массачусетс: Analog Devices, Inc., 1995. Бесплатно.

.Информация о суперконденсаторах

— Battery University

Узнайте, как суперконденсатор может улучшить аккумулятор.

Суперконденсатор, также известный как ультраконденсатор или двухслойный конденсатор, отличается от обычного конденсатора очень высокой емкостью. Конденсатор накапливает энергию за счет статического заряда, в отличие от электрохимической реакции. Применение разности напряжений на положительной и отрицательной обкладках заряжает конденсатор.Это похоже на накопление электрического заряда при ходьбе по ковру. Прикосновение к объекту высвобождает энергию через палец.

Существует три типа конденсаторов, самый простой из которых — электростатический конденсатор с сухим сепаратором. Этот классический конденсатор имеет очень низкую емкость и в основном используется для настройки радиочастот и фильтрации. Размер варьируется от нескольких пикофарад (пФ) до низких микрофарад (мкФ).

Электролитический конденсатор обеспечивает более высокую емкость, чем электростатический конденсатор, и рассчитан на микрофарады (мкФ), что в миллион раз больше, чем пикофарад.Эти конденсаторы используют влажный сепаратор и используются для фильтрации, буферизации и передачи сигналов. Подобно батарее, у электростатической емкости есть положительный и отрицательный стороны, которые необходимо учитывать.

Третий тип — это суперконденсатор , измеренный в фарадах, что в тысячи раз выше, чем у электролитического конденсатора. Суперконденсатор используется для накопления энергии, подвергаясь частым циклам зарядки и разрядки при высоком токе и короткой продолжительности.

Фарад — единица измерения емкости, названная в честь английского физика Майкла Фарадея (1791–1867).Один фарад сохраняет один кулон электрического заряда при приложении одного вольта. Один микрофарад в миллион раз меньше фарада, а один пикофарад снова в миллион раз меньше микрофарада.

Инженеры General Electric впервые экспериментировали с ранней версией суперконденсатора в 1957 году, но коммерческих приложений не было. В 1966 году Standard Oil вновь открыла эффект двухслойного конденсатора случайно, работая над экспериментальными конструкциями топливных элементов.Двойной слой значительно улучшил способность накапливать энергию. Компания не стала коммерциализировать изобретение и передала его по лицензии NEC, которая в 1978 году представила технологию как «суперконденсатор» для резервного копирования памяти компьютера. Только в 1990-х годах достижения в области материалов и методов производства привели к повышению производительности и снижению затрат.

Суперконденсатор эволюционировал и перешел в аккумуляторную технологию за счет использования специальных электродов и электролита. В то время как базовый электрохимический двухслойный конденсатор (EDLC) зависит от электростатического воздействия, асимметричный электрохимический двухслойный конденсатор (AEDLC) использует электроды, подобные батареям, для получения более высокой плотности энергии, но это имеет более короткий срок службы и другие проблемы, которые разделяются с аккумулятор.Графеновые электроды обещают усовершенствовать суперконденсаторы и батареи, но до таких разработок еще 15 лет.

Было опробовано несколько типов электродов, и наиболее распространенные в настоящее время системы построены на электрохимическом двухслойном конденсаторе на основе углерода, с органическим электролитом и простом в производстве.

Все конденсаторы имеют ограничения по напряжению. В то время как электростатический конденсатор можно сделать так, чтобы он выдерживал высокое напряжение, суперконденсатор ограничен 2,5–2.7В. Возможны напряжения 2,8 В и выше, но с сокращенным сроком службы. Чтобы получить более высокие напряжения, несколько суперконденсаторов подключаются последовательно. Последовательное соединение снижает общую емкость и увеличивает внутреннее сопротивление. Для цепочек из более чем трех конденсаторов требуется балансировка напряжения, чтобы предотвратить перенапряжение любой ячейки. Литий-ионные батареи имеют аналогичную схему защиты.

Удельная энергия суперконденсатора колеблется от 1 Втч / кг до 30 Втч / кг, что в 10–50 раз меньше, чем у литий-ионных.Кривая разряда — еще один недостаток. В то время как электрохимическая батарея обеспечивает стабильное напряжение в используемом диапазоне мощности, напряжение суперконденсатора уменьшается в линейном масштабе, сокращая спектр полезной мощности. (См. BU-501: Основы разрядки.)

Возьмите источник питания 6 В, который может разрядиться до 4,5 В до отключения оборудования. К тому времени, когда суперконденсатор достигает этого порога напряжения, линейный разряд дает только 44% энергии; остальные 56% зарезервированы.Дополнительный преобразователь постоянного тока в постоянный помогает восстановить энергию, находящуюся в диапазоне низкого напряжения, но это увеличивает затраты и приводит к потерям. Для сравнения, батарея с плоской кривой разряда обеспечивает от 90 до 95 процентов своего запаса энергии до достижения порога напряжения.

На рисунках 1 и 2 показаны вольт-амперные характеристики при заряде и разряде суперконденсатора. При зарядке напряжение линейно увеличивается, а ток по умолчанию падает, когда конденсатор полон, без необходимости в схеме обнаружения полного заряда.Это верно для источника постоянного тока и предельного напряжения, подходящего для номинального напряжения конденсатора; превышение напряжения может повредить конденсатор.

Рис. 1: Профиль заряда суперконденсатора.
Напряжение увеличивается линейно во время заряда постоянным током. Когда конденсатор заполнен, ток по умолчанию падает.
Источник: PPM Power

.

Почему нельзя хранить переменный ток в батареях вместо постоянного тока?

Почему переменный ток не может храниться в батареях, как постоянный ток?

Мы не можем хранить переменный ток в батареях , потому что переменный ток меняет свою полярность до 50 (при частоте = 50 Гц) или 60 (при частоте = 60 Гц) раз в секунду. Следовательно, клеммы аккумулятора продолжают меняться, т.е. положительный (+ ve) становится отрицательным (-Ve) и наоборот, но аккумулятор не может менять клеммы с той же скоростью, поэтому мы не можем хранить переменный ток в аккумуляторах.

Кроме того, когда мы подключаем аккумулятор к источнику переменного тока , он будет заряжаться во время положительного полупериода и разряжаться во время отрицательного полупериода, потому что положительный (+ ve) полупериод отменяет отрицательный (-Ve) полупериод, так что среднее напряжение или ток в полном цикле равно нулю . Таким образом, нет возможности хранить переменный ток в батареях.

Полезно знать: среднее напряжение x средний ток ≠ средняя мощность. Why We Cant Store AC in Batteries instead of DC Why We Cant Store AC in Batteries instead of DC

Вы также можете прочитать:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *