Jego główną funkcją jest postrzeganie informacji i tworzenie odpowiednich reakcji. W tym przypadku informacja może pochodzić zarówno ze środowiska, jak iz samego organizmu.

Ogólna budowa analizatora. Sama koncepcja „analizatora” pojawiła się w nauce dzięki słynnemu naukowcowi I. Pawłowowi. To on jako pierwszy zidentyfikował je jako odrębny układ narządów i zidentyfikował wspólną strukturę.

Mimo całej różnorodności budowa analizatora jest z reguły dość typowa. Składa się z części odbiorczej, części przewodzącej i części centralnej.

  • Receptor lub część peryferyjna analizatora jest receptorem przystosowanym do odbioru i pierwotnego przetwarzania pewnych informacji. Na przykład reaguje na zawijanie uszu fala dźwiękowa, oczy - na światło, receptory skóry - na nacisk. W receptorach informacja o oddziaływaniu bodźca przetwarzana jest na nerwowy impuls elektryczny.
  • Części przewodnika - sekcje analizatora, które są ścieżkami nerwowymi i zakończeniami, które prowadzą do struktur podkorowych mózgu. Przykładem jest nerw wzrokowy, a także nerw słuchowy.
  • Centralną częścią analizatora jest obszar kory mózgowej, na który rzutowane są odebrane informacje. Tutaj, w istocie szarej, przeprowadzane jest ostateczne przetwarzanie informacji i wybór najwłaściwszej reakcji na bodziec. Na przykład, jeśli przyciśniesz palec do czegoś gorącego, wówczas termoreceptory skóry przekażą sygnał do mózgu, skąd nadejdzie polecenie cofnięcia ręki.

Analizatory ludzkie i ich klasyfikacja. W fizjologii zwyczajowo dzieli się wszystkie analizatory na zewnętrzne i wewnętrzne. Zewnętrzne analizatory osoby reagują na te bodźce, które pochodzą ze środowiska zewnętrznego. Rozważmy je bardziej szczegółowo.

  • analizator wizualny. Część receptorowa tej struktury jest reprezentowana przez oczy. Ludzkie oko składa się z trzech błon - białkowej, krążeniowej i nerwowej. Ilość światła wpadającego do siatkówki jest regulowana przez źrenicę, która może się rozszerzać i kurczyć. Wiązka światła załamuje się na rogówce, soczewce i tym samym obraz trafia na siatkówkę, która zawiera wiele receptorów nerwowych – pręcików i czopków. Dzięki reakcjom chemicznym powstaje tu impuls elektryczny, który następuje i jest rzutowany w płatach potylicznych kory mózgowej.
  • analizator słuchu. Receptorem jest tutaj ucho. Jego zewnętrzna część zbiera dźwięk, środkowa to ścieżka jego przejścia. Drgania przemieszczają się przez sekcje analizatora, aż do zwinięcia. Tutaj wibracje powodują ruch otolitów, które tworzą impuls nerwowy. Sygnał biegnie wzdłuż nerwu słuchowego do płatów skroniowych mózgu.
  • Analizator węchowy. Wewnętrzna skorupa nosa pokryta jest tzw. nabłonkiem węchowym, którego struktury reagują na cząsteczki zapachowe, tworząc impulsy nerwowe.
  • Analizatory smaku człowieka. Są reprezentowane przez kubki smakowe - nagromadzenie wrażliwych receptorów chemicznych, które reagują na określone
  • Dotykowe, bólu, analizatory temperatury człowieka- reprezentowane przez odpowiednie receptory zlokalizowane w różnych warstwach skóry.

Jeśli mówimy o wewnętrznych analizatorach osoby, to są to struktury, które reagują na zmiany w ciele. Na przykład w tkance mięśniowej istnieją określone receptory, które reagują na ciśnienie i inne wskaźniki, które zmieniają się w ciele.

Innym uderzającym przykładem jest taki, który reaguje na położenie całego ciała i jego części względem przestrzeni.

Warto zauważyć, że analizatory ludzkie mają swoje własne cechy, a efektywność ich pracy zależy od wieku, a czasem także od płci. Na przykład kobiety rozróżniają więcej odcieni i aromatów niż mężczyźni. Więcej mają przedstawiciele silnej połowy

Schemat blokowy analizatora typu szeregowego pokazano na ryc. 2.23.

Ryż. 2.23. Schemat strukturalny analizatora typu szeregowego

Sygnał wejściowy wchodzisz wchodzi do urządzenia wejściowego 1 analizator, w którym jest wzmacniany przez wzmacniacz lub tłumiony przez tłumik do Pożądana wartość i idzie do miksera 2 . Mikser mnoży sygnał wejściowy i sygnał lokalnego oscylatora 6 , którego częstotliwość zmienia się liniowo za pomocą modulatora 7 . Na wyjściu miksera umieszczono rezonator 3 , który wybiera sygnały sumy lub różnicy częstotliwości lokalnego oscylatora i sygnału wejściowego.

na ryc. 2.24 przedstawia schemat blokowy analizatora, który różni się od schematu blokowego pokazanego na ryc. 2.23, obecność detektora częstotliwości, który przekształca częstotliwość lokalnego oscylatora na napięcie stałe.

Ryż. 2.24. Schemat budowy analizatora z detektorem częstotliwości:

1 - urządzenie wejściowe, 2 - mikser, 3 - rezonator, 4 - detektor,

5 - wzmacniacz szerokopasmowy, 6 - oscylator lokalny, 7 - modulator, 8 - wzmacniacz odchylania poziomego, 9 - wskaźnik, 10 - detektor częstotliwości

Zmniejsza to wymagania dla lokalnego oscylatora w zakresie stabilności częstotliwości i liniowości charakterystyki modulacji. W tym schemacie dokładność odczytu częstotliwości jest określona przez stabilność współczynnika transmisji detektora częstotliwości i liniowość jego charakterystyki w zakresie częstotliwości przestrajalnego oscylatora lokalnego.

W analizatorach do tłumienia zakłóceń wg kanał lustrzany użyj podwójnej konwersji częstotliwości. Ta interferencja może wystąpić z powodu faktu, że rezonator nie będzie w stanie rozróżnić dwóch sygnałów, jeśli warunek

W obwodzie analizatora z podwójną konwersją częstotliwości (ryc. 2.25) sygnał po wejściu urządzenia wejściowego wchodzi do miksera 11 . Jest również zasilany napięciem z ręcznie przestrajanego lokalnego oscylatora 12 . Między mikserami 1 I 2 Włączony wzmacniacz IF 11 .

Ryż. 2.25. Schemat strukturalny analizatora z dwoma oscylatorami lokalnymi:

1 - urządzenie wejściowe; 2 - drugi mikser; 3 - rezonator; 4 - detektor; 5 – wzmacniacz szerokopasmowy; 6 - drugi lokalny oscylator; 7 - modulator; 8 – wzmacniacz odchylenia poziomego; 9 - wskaźnik; 10 - pierwszy mikser; 11 - wzmacniacz częstotliwości pośredniej; 12 - pierwszy lokalny oscylator


Aby stłumić zakłócenia w kanale lustrzanym, wybiera się częstotliwość pośrednią większą niż górna częstotliwość widma sygnału. Zastosowanie dwóch lokalnych oscylatorów pozwala skalibrować ekran oscyloskopu pod względem częstotliwości, ponieważ gdy zmienia się częstotliwość pierwszego lokalnego oscylatora, oznaczenie skali nie zmienia się. W przypadku korzystania z pojedynczego oscylatora lokalnego zmiana jego zakresu częstotliwości powoduje zmianę skalowania częstotliwości. Analizatory widma wykorzystują detektory szczytowe lub RMS, a czasem szeregowe połączenie detektorów RMS i szczytowych. Aby poprawić dokładność analizatorów, zamiast lampy elektronopromieniowej stosuje się urządzenia rejestrujące. Aby uzyskać wartości amplitud widma w skali logarytmicznej (w dB), przed urządzeniem rejestrującym włączany jest konwerter liniowo-logarytmiczny.

Schemat blokowy analizatora widma typu równoległego pokazano na ryc. 2.26.

Ryż. 2.26. Schemat strukturalny analizatora typu równoległego

Badany sygnał za urządzeniem wejściowym 1 idzie do P rezonatory 2i,…,2n. Napięcie z rezonatorów po przejściu przez detektor 3 utrwalone przez urządzenie rejestrujące 4 . W automatycznej wersji analizatora równoległego zamiast przełącznika instalowany jest przełącznik. Synchronicznie z przełączaniem kanałów zmienia się skan urządzenia nagrywającego. Oprócz rozważanych szeregowych i równoległych analizatorów widma istnieją połączone, których jeden z możliwych schematów pokazano na ryc. 2.27.

Ryż. 2.27. Schemat strukturalny automatycznego analizatora typu równoległego

W tym obwodzie analizowany sygnał znajduje się za urządzeniem wejściowym 1 wchodzi do miksera 2 . Mieszane z lokalnym napięciem oscylatora 7 analizowany jest sygnał częstotliwości pośredniej i rezonatory 3i,…,3n. Napięcie wyjściowe z rezonatorów przechodzi przez przełącznik 4 i detektor 5 do urządzenia nagrywającego 6 . Urządzenie skanujące tego ostatniego jest zsynchronizowane z działaniem przełącznika i modulatora 8 , który zmienia częstotliwość lokalnego oscylatora zgodnie z pewnym prawem. Analizatory łączone pozwalają na wykorzystanie szybkości pracy równoległej i prostoty schematu analizatorów szeregowych.

Rozważ schemat blokowy analizatora bez rezonatorów (ryc. 2.28), który implementuje wyrażenie (2.26). Badany sygnał za urządzeniem wejściowym 7 , idzie do dwóch mnożników 3 , w jednym z nich jest pomnożony przez sinωt, aw drugim przez cosωt. Napięcia sinus-cosinus są generowane przez generator 2 . Z wyjścia mnożników napięcia podawane są do integratorów 4 , na wyjściu którego po pewnym czasie t Otrzymujemy napięcia proporcjonalne do składowych sinusoidalnych i cosinusoidalnych widma.

Ryż. 2.28. Schemat budowy analizatora bez rezonatorów

, (2.43)

. (2.44)

Przy idealności wszystkich urządzeń w obwodzie mamy idealny analizator o nieskończonej rozdzielczości (w t И → ∞). Załóżmy, że integrator jest zastąpiony filtrem RC o stałej czasowej τ = RC. Wzmocnienie filtra

. (2.46)

Niech sygnał wejściowy

, (2.47)

następnie napięcie na wyjściu mnożników

Jeżeli przyjmiemy ω ≈ ω r, to na wyjściu filtru RC suma napięć częstotliwościowych (ω + ω r) będzie znacznie mniejsza niż różnica napięć częstotliwościowych. Dlatego można tak napisać

, (2.50)

. (2.51)

Po podniesieniu do kwadratu, zsumowaniu i wyjęciu pierwiastka otrzymujemy

. (2.52)

To wyrażenie jest podobne do wyrażenia dla prostego obwodu oscylacyjnego. Jako takie generatory stosowane są generatory LC, generatory RC i generatory relaksacyjne. Na generatory relaksacji można uzyskać dobrą liniowość charakterystyki modulacji.

Ryż. 2.29. Schemat strukturalny generatora przemiatania

z informacją zwrotną

Aby uzyskać przebieg sinusoidalny, na ich wyjściu umieszczany jest filtr dolnoprzepustowy.

W odpowiedzi częstotliwościowej generatory te nie są powszechne ze względu na trudność uzyskania szerokiego przemiatania częstotliwości przy sinusoidalnym napięciu wyjściowym. Rozważ sposoby poprawy liniowości charakterystyki modulacji IAFC.

Innym sposobem jest wykorzystanie negatywnych informacji zwrotnych. Jako łącze informacja zwrotna zastosowano detektor częstotliwości czarnych dziur. Ponieważ o charakterystyce tego obwodu decyduje głównie sprzężenie zwrotne, na detektor częstotliwości nakładane są surowe wymagania: musi on charakteryzować się wysoką stabilnością i dobrą liniowością w zakresie przemiatania częstotliwości.

Oprócz rozważanych metod, w celu poprawy liniowości charakterystyki modulacji, stosuje się korekcję napięcia modulującego za pomocą elementów nieliniowych.

Aby uzyskać etykiety częstotliwości na ekranie wskaźnika, stosuje się metodę uderzeń zerowych lub metodę zatrzymania częstotliwości. Schemat IAFC, skonstruowany metodą zerowych uderzeń, pokazano na ryc. 2.30.

Ryż. 2.30. Schemat strukturalny generatora etykiet

DO Parametry wejściowe instrument obejmuje: czułość; przepustowość łącza; zakres dynamiczny; impedancja wejściowa.

Błąd odpowiedzi częstotliwościowej w amplitudzie jest określony przez nierównomierność napięcia wyjściowego w paśmie wahań, nierównomierność odpowiedzi częstotliwościowej oraz nieliniowość detektora i wzmacniacza odchylenia pionowego, błąd odczytu amplitudy. Nierównomierność napięcia wyjściowego jest szacowana za pomocą wyrażenia

, (2.53)

gdzie U max i U min to maksimum i minimalna wartość napięcie wyjściowe w paśmie wahań.

Nierówność własna Pasmo przenoszenia Pasmo przenoszenia w paśmie wahań jest określane na podstawie obrazu na ekranie wskaźnika napięcia wyjściowego urządzenia, mierzonego przez własny detektor i obliczane według wzoru

, (2.54)

gdzie l max i l min to maksymalne i minimalne odchylenia wiązki w paśmie wahań.

Błąd odpowiedzi częstotliwościowej odpowiedzi częstotliwościowej jest określony przez błąd węzła znaku i nieliniowość skali częstotliwości, którą można określić za pomocą wzoru

, (2.55)

gdzie ∆ F max to maksymalne odchylenie częstotliwości od liniowego prawa jej zmiany; f B – f N pasma wysokiego i niskiego swingu.

Badając szerokość pasma urządzeń rezonansowych, wygodnie jest mieć na ekranie trzy znaki: środkowy odpowiada częstotliwość rezonansowa, a dwie skrajne oznaczają przepustowość urządzenia. Aby uzyskać te znaki, potrzebujesz generatora LFO niskiej częstotliwości, który moduluje amplitudę generatora kalibracyjnego. Metoda zatrzymania częstotliwości polega na tym, że napięcie modulujące nie ma piłokształtnego, ale schodkowy kształt piłokształtny (ryc. 2.31).

Ryc.2.31. Wykres napięcia krokowego liniowego

W odpowiednim momencie 1 , przestań zmieniać częstotliwość, na ekranie pojawi się jasna kropka i w tym momencie trwa pomiar częstotliwości. Aby uzyskać wysoką dokładność, stosuje się cyfrowy licznik częstotliwości. Zmieniając moment zatrzymania, można zmierzyć częstotliwość dowolnego punktu odpowiedzi częstotliwościowej.

Analizatory człowieka - rodzaje, charakterystyka, funkcje

Analizatory człowieka pomagają w pozyskiwaniu i przetwarzaniu informacji, które narządy zmysłów otrzymują ze środowiska lub środowiska wewnętrznego.

Jak człowiek postrzega otaczający go świat - napływające informacje, zapachy, kolory, smaki? Wszystko to zapewniają ludzkie analizatory, które są rozmieszczone w całym ciele. Występują w różnych typach i mają różne właściwości. Pomimo różnic w budowie pełnią jedną wspólną funkcję - postrzegania i przetwarzania informacji, które następnie są przekazywane osobie w zrozumiałej dla niej formie.

Analizatory to tylko urządzenia, za pomocą których człowiek postrzega otaczający go świat. Działają bez świadomego udziału osoby, czasem podlegają jego kontroli. W zależności od otrzymanych informacji osoba rozumie, co widzi, je, pachnie, w jakim środowisku się znajduje itp.

Analizatory ludzkie

Analizatory ludzkie nazywane są formacjami nerwowymi, które zapewniają odbiór i przetwarzanie informacji otrzymanych ze środowiska wewnętrznego lub świata zewnętrznego. Wraz z pełniącymi określone funkcje tworzą układ sensoryczny. Informacja odbierana jest przez zakończenia nerwowe znajdujące się w narządach zmysłów, następnie przechodzi przez układ nerwowy bezpośrednio do mózgu, gdzie jest przetwarzana.

Analizatory ludzkie dzielą się na:

  1. Zewnętrzny - wizualny, dotykowy, węchowy, dźwiękowy, smakowy.
  2. Wewnętrzny - postrzegaj informacje o stanie narządów wewnętrznych.

Analizator podzielony jest na trzy sekcje:

  1. Postrzeganie - narząd zmysłu, receptor, który postrzega informacje.
  2. Pośrednie - prowadzenie informacji dalej wzdłuż nerwów do mózgu.
  3. Centralny - komórki nerwowe w korze mózgowej, w których przetwarzane są otrzymane informacje.

Dział obwodowy (postrzegający) jest reprezentowany przez narządy zmysłów, wolne zakończenia nerwowe, receptory, które postrzegają określony rodzaj energii. Tłumaczą irytację na impuls nerwowy. W strefie korowej (centralnej) impuls jest przetwarzany na odczucie zrozumiałe dla osoby. To pozwala mu szybko i adekwatnie reagować na zmiany zachodzące w otoczeniu.

Jeśli wszystkie analizatory osoby działają na 100%, to odpowiednio i na czas odbiera wszystkie przychodzące informacje. Problemy pojawiają się jednak, gdy pogarsza się podatność analizatorów, traci się też przewodzenie impulsów wzdłuż włókien nerwowych. Strona serwisu pomocy psychologicznej wskazuje, jak ważne jest monitorowanie swoich zmysłów i ich stanu, ponieważ wpływa to na podatność człowieka i jego pełne zrozumienie tego, co dzieje się w otaczającym go świecie iw jego ciele.

Jeśli analizatory są uszkodzone lub nie działają, osoba ma problemy. Na przykład osoba, która nie odczuwa bólu, może nie zauważyć, że została ciężko ranna, ukąszona przez jadowitego owada itp. Brak natychmiastowej reakcji może doprowadzić do śmierci.

Rodzaje analizatorów ludzkich

Ludzkie ciało jest pełne analizatorów, które są odpowiedzialne za otrzymywanie tych lub innych informacji. Dlatego ludzkie analizatory sensoryczne dzielą się na typy. Zależy to od charakteru doznań, wrażliwości receptorów, celu, szybkości, charakteru bodźca itp.

Analizatory zewnętrzne mają na celu postrzeganie wszystkiego, co dzieje się w świecie zewnętrznym (poza ciałem). Każda osoba subiektywnie postrzega to, co jest w świecie zewnętrznym. Tak więc osoby ze daltonizmem nie mogą wiedzieć, że nie potrafią odróżnić pewnych kolorów, dopóki inne osoby nie powiedzą im, że kolor określonego przedmiotu jest inny.

Analizatory zewnętrzne dzielą się na następujące typy:

  1. Wizualny.
  2. Smak.
  3. Słuchowy.
  4. Węchowy.
  5. Dotykowy.
  6. Temperatura.

Wewnętrzne analizatory są zaangażowane w utrzymanie zdrowego stanu organizmu wewnątrz. Kiedy zmienia się stan określonego narządu, osoba rozumie to poprzez odpowiednie nieprzyjemne odczucia. Każdego dnia człowiek doświadcza doznań zgodnych z naturalnymi potrzebami organizmu: głodu, pragnienia, zmęczenia itp. Skłania to człowieka do wykonania określonej czynności, która pozwala ciału na zachowanie równowagi. W zdrowym stanie osoba zwykle nic nie czuje.

Oddzielnie wyróżnia się analizatory kinestetyczne (motoryczne) i aparat przedsionkowy, które odpowiadają za położenie ciała w przestrzeni i jego ruch.

Receptory bólu są zaangażowane w powiadamianie osoby, że w ciele lub na ciele zaszły określone zmiany. Tak więc osoba czuje, że została zraniona lub uderzona.

Awaria analizatora prowadzi do zmniejszenia podatności otaczającego świata lub stan wewnętrzny. Zwykle pojawiają się problemy z zewnętrznymi analizatorami. Jednak naruszenie aparatu przedsionkowego lub uszkodzenie receptorów bólu powoduje również pewne trudności w percepcji.

Charakterystyka ludzkich analizatorów

Podstawową cechą ludzkich analizatorów jest ich czułość. Istnieją wysokie i niskie progi czułości. Każda osoba ma swoją. Zwykły nacisk na rękę może powodować ból u jednej osoby i lekkie mrowienie u innej, w zależności całkowicie od progu wrażliwości.

Czułość jest absolutna i zróżnicowana. Próg bezwzględny wskazuje minimalną siłę podrażnienia odczuwaną przez organizm. Zróżnicowany próg pomaga w rozpoznawaniu minimalnych różnic między bodźcami.

Okres utajony to okres czasu od początku ekspozycji na bodziec do pojawienia się pierwszych wrażeń.

Analizator wizualny zajmuje się postrzeganiem otaczającego świata w formie figuratywnej. Te analizatory to oczy, w których zmienia się rozmiar źrenicy, soczewki, co pozwala widzieć obiekty w dowolnym świetle i odległości. Ważnymi cechami tego analizatora są:

  1. Zmiana soczewki, która pozwala widzieć obiekty zarówno z bliska, jak iz daleka.
  2. Adaptacja światła - przyzwyczajenie się do oświetlenia oka (trwa 2-10 sekund).
  3. Ostrość to separacja obiektów w przestrzeni.
  4. Bezwładność to efekt stroboskopowy, który tworzy iluzję ciągłego ruchu.

Zaburzenie analizatora wizualnego prowadzi do różnych chorób:

  • Ślepota barw to niezdolność do postrzegania kolorów czerwonego i zielonego, czasem żółtego i fioletowego.
  • Daltonizm to postrzeganie świata w szarości.
  • Hemeralopia to niezdolność widzenia o zmierzchu.

Analizator dotykowy charakteryzuje się punktami, które odbierają różne efekty otaczającego świata: ból, ciepło, zimno, wstrząsy itp. Główna cecha jest skóra otoczenie zewnętrzne. Jeśli substancja drażniąca stale wpływa na skórę, analizator zmniejsza na nią własną wrażliwość, to znaczy przyzwyczaja się do niej.

Analizatorem węchowym jest nos, który pokryty jest włoskami pełniącymi funkcję ochronną. W chorobach układu oddechowego można prześledzić odporność na zapachy, które dostają się do nosa.

Analizator smaku jest reprezentowany przez komórki nerwowe znajdujące się na języku, które postrzegają smaki: słony, słodki, gorzki i kwaśny. Odnotowano również ich połączenie. Każda osoba ma swoją własną podatność na określone gusta. Dlatego wszyscy ludzie mają różne gusta, które mogą różnić się nawet o 20%.

Funkcje ludzkich analizatorów

Główną funkcją ludzkich analizatorów jest odbieranie bodźców i informacji, przekazywanie ich do mózgu, tak aby powstały określone doznania skłaniające do odpowiednich działań. Funkcją jest komunikowanie się, aby osoba automatycznie lub świadomie decydowała, co dalej robić lub jak rozwiązać powstały problem.

Każdy analizator ma swoją własną funkcję. Razem wszystkie analizatory tworzą ogólne wyobrażenie o tym, co dzieje się w świecie zewnętrznym lub wewnątrz ciała.

Analizator wizualny pomaga dostrzec do 90% wszystkich informacji o otaczającym świecie. Przekazywana jest za pomocą obrazów, które pomagają szybko orientować się we wszystkich dźwiękach, zapachach i innych bodźcach.

Analizatory dotykowe pełnią funkcję obronną i ochronną. Różne ciała obce dostają się na skórę. Ich różne działanie na skórę sprawia, że ​​osoba szybko pozbywa się tego, co może zaszkodzić integralności. Skóra reguluje również temperaturę ciała, alarmując środowisko, w którym się człowiek znajduje.

Narządy węchu wyczuwają zapachy, a włosy pełnią funkcję ochronną, usuwając z powietrza ciała obce. Ponadto osoba postrzega przez nos środowisko zapachem, kontrolując, gdzie się udać.

Analizatory smaku pomagają w rozpoznawaniu smaków różnych przedmiotów, które dostają się do ust. Jeśli coś smakuje jadalnie, osoba je. Jeśli coś nie pasuje do kubków smakowych, osoba wypluwa to.

O właściwej pozycji ciała decydują mięśnie, które wysyłają sygnały i napinają się podczas ruchu.

Zadaniem analizatora bólu jest ochrona organizmu przed bodźcami bólowymi. Tutaj osoba odruchowo lub świadomie zaczyna się bronić. Na przykład odciągnięcie ręki od gorącego czajnika jest reakcją odruchową.

Analizatory słuchowe pełnią dwie funkcje: percepcję dźwięków, które mogą powiadamiać o niebezpieczeństwie oraz regulację równowagi ciała w przestrzeni. Choroby narządów słuchu mogą prowadzić do naruszenia aparatu przedsionkowego lub zniekształcenia dźwięków.

Każdy organ jest skierowany na postrzeganie określonej energii. Jeśli wszystkie receptory, narządy i zakończenia nerwowe są zdrowe, wówczas człowiek jednocześnie postrzega siebie i otaczający go świat w całej okazałości.

Prognoza

Jeśli dana osoba utraci funkcjonalność swoich analizatorów, wówczas prognozy dotyczące jej życia w pewnym stopniu się pogarszają. Istnieje potrzeba przywrócenia ich funkcjonalności lub wymiany w celu uzupełnienia braków. Jeśli człowiek traci wzrok, to musi postrzegać świat innymi zmysłami, a inni ludzie lub pies przewodnik stają się „jego oczami”.

Lekarze zwracają uwagę na konieczność dbania o higienę i profilaktykę wszystkich zmysłów. Na przykład musisz czyścić uszy, nie jeść tego, co nie jest uważane za jedzenie, chronić się przed narażeniem na chemikalia itp. W świecie zewnętrznym istnieje wiele czynników drażniących, które mogą zaszkodzić ciału. Człowiek musi nauczyć się żyć w taki sposób, aby nie uszkodzić swoich analizatorów sensorycznych.

Skutkiem utraty zdrowia, gdy wewnętrzne analizatory sygnalizują ból, który wskazuje na stan chorobowy danego narządu, może być śmierć. Tym samym wydajność wszystkich ludzkich analizatorów pomaga w ratowaniu życia. Uszkodzenie zmysłów lub ignorowanie ich sygnałów może znacząco wpłynąć na długość życia.

Na przykład uszkodzenie do 30-50% skóry może doprowadzić do śmierci osoby. Uszkodzenie słuchu nie doprowadzi do śmierci, jednak obniży jakość życia, gdy człowiek nie będzie mógł w pełni doświadczyć całego świata.

Konieczne jest monitorowanie niektórych analizatorów, okresowe sprawdzanie ich działania i przeprowadzanie konserwacji zapobiegawczej. Istnieją pewne środki, które pomagają w utrzymaniu wzroku, słuchu, wrażliwości dotykowej. Wiele zależy też od genów, które przekazywane są dzieciom od rodziców. To oni określają, jak ostra będzie czułość analizatorów, a także ich próg percepcji.

Analizator harmonicznych jest wysoce selektywnym urządzeniem, które może mierzyć amplitudę i częstotliwość jednej składowej harmonicznej w obecności wszystkich innych.


Ryż. 10.2.

Ze względu na rozwiązania obwodów analizatory harmonicznych dzielą się na analizatory z obwodami selektywnymi i heterodynowe (Rys. 10.2 Rys. 10.2). W zasięgu niskie częstotliwości obwody selektywne wykonane są w postaci filtrów wąskopasmowych, w wykorzystywanym przez nie zakresie wysokich częstotliwości obwody oscylacyjne, na kuchence mikrofalowej - rezonatory wnękowe.

W analizie równoległej badany sygnał za urządzeniem wejściowym jest podawany jednocześnie do n kanałów składających się z filtrów wąskopasmowych dostrojonych do częstotliwości podstawowej i jej harmonicznych (Rys. 10.3 Rys. 10.3). Napięcia odpowiednich składowych harmonicznych po wykryciu kwadratowym przez urządzenie przełączające spadają na wskaźnik, który rejestruje bezwzględne lub względne wartości napięcia harmonicznych. Przy niewielkiej liczbie kanałów (na przykład 3 lub 5) przełącznik nie jest konieczny, można użyć wymaganej liczby wskaźników.


Ryż. 10.3.

Analizatory harmoniczne są używane głównie do badania składowych harmonicznych sygnałów niesinusoidalnych o niskiej częstotliwości.

Analizatory widma

Analizator widma to panoramiczne urządzenie, za pomocą którego można obserwować widmo badanego sygnału na ekranie kineskopu. Najpopularniejszy schemat strukturalny widmo pokazano na ryc. 10.4 ryc. 10.4. Badany sygnał okresowy o złożonym kształcie wchodzi przez urządzenie wejściowe do miksera, do którego przykładane jest napięcie generatora częstotliwości przemiatania. Liniowa zmiana częstotliwości w czasie jest wytwarzana przez zmianę napięcia generatora przemiatania. W konsekwencji poziome odchylenie wiązki elektronów jest proporcjonalne do odchylenia częstotliwości od średniej, a oś pozioma jest osią częstotliwości. Na wyjściu miksera generowane są napięcia o częstotliwości kombinowanej. Składowe, których częstotliwość leży w paśmie przepustowym wzmacniacza częstotliwości pośredniej, są wzmacniane i po wykryciu w detektorze kwadratowym i wzmocnieniu we wzmacniaczu wideo wchodzą na płytki odchylające pionowo kineskop. Zatem pionowe odchylenie wiązki jest proporcjonalne do mocy pewnego wąskiego pasma widma badanego sygnału (od do ), spełniając równość

(10.7)

Niektóre analizatory widma wykorzystują wzmacniacze logarytmiczne, które umożliwiają obserwację składowych widma o dużym stosunku amplitud (100:1 lub 1000:1). W takich analizatorach tryb logarytmiczny można zmienić na liniowy.


Ryż. 10.4.

Kalibrator przeznaczony jest do tworzenia znaczników częstotliwości na ekranie tuby.

Główną wadą analizatorów o przedstawionym działaniu jest długi czas trwania analizy.

Zakres przemiatania częstotliwości lokalnego oscylatora jest określony przez szerokość badanego widma. Aby zmierzyć główne lub trzy boczne listki, zakres wychylenia musi być równy . (rys. 10.5 rys. 10.5)

Przemiatanie częstotliwości określa liczbę przemiatań LO na sekundę. Minimalną wartość okresu przemiatania charakteryzuje czas analizy sekwencyjnej T seq. Przy analizie widma okresowych sygnałów impulsowych, okres przemiatania T razy jest powiązany z okresem powtarzania sygnału T zależnością: , gdzie m jest liczbą linie widmowe obserwowane na ekranie lampy.

Częstotliwość pośrednia analizatora widma powinna być taka, aby przy minimalnym czasie trwania badanego impulsu? obraz widma uzyskany przez kanał lustrzany nie został nałożony na spektrogram kanału głównego (Rys. 10.5 Rys. 10.5).


Ryż. 10,5.

Pomiar THD

Zniekształcenie nieliniowe sygnału harmonicznego to zmiana jego kształtu wynikająca z przejścia sygnału przez urządzenie zawierające element nieliniowy. Zniekształcony sygnał można przedstawić jako sumę składowej stałej, pierwszej harmonicznej o częstotliwości f oraz wyższych harmonicznych do częstotliwości .

Miarą nieliniowego zniekształcenia sygnału harmonicznego jest współczynnik harmoniczny, który charakteryzuje różnicę w kształcie danego sygnału okresowego od harmonicznego.

(10.8)

gdzie A i jest amplitudą i-tej harmonicznej sygnału.

Zniekształcenia nieliniowe są mierzone dwiema metodami: harmoniczną i kombinacyjną. W metodzie harmonicznej na wejście badanego urządzenia podawany jest jeden sygnał harmoniczny, w metodzie kombinowanej podawane są dwa (lub trzy) sygnały o różnych częstotliwościach. Istnieje metoda statystyczna, w której sygnał wejściowy jest podawany na wejście.

Pomiar zniekształceń nieliniowych metodą harmoniczną przeprowadza się za pomocą przyrządu - miernika zniekształceń nieliniowych. Urządzenie wejściowe jest zaprojektowane tak, aby dopasować impedancję wyjściową badanego obiektu do impedancji wejściowej miernika zniekształceń nieliniowych. Wzmacniacz szerokopasmowy zapewnia wzmocnienie sygnału do wartości dogodnej do odczytu i dalszych obliczeń. Przepustowość łącza Wzmacniacz obejmuje zakres częstotliwości od dolnej częstotliwości roboczej do pięciokrotności górnej częstotliwości, przy której mierzone są zniekształcenia harmoniczne.

Zakres częstotliwości roboczej jest ustawiany przez przełączanie rezystorów R, płynne strojenie odbywa się za pomocą podwójnego bloku zmiennych kondensatorów.

Wyjście oscyloskopowe służy do obserwacji przebiegu lub jego wyższych harmonicznych. Przeznaczony do pracy w zakresie niskich (częstotliwości audio).

W praktyce stosuje się proste urządzenia wykorzystujące metodę sekwencyjnej analizy spektralnej. Takie urządzenia obejmują panoramiczne odbiorniki radiowe, urządzenia wyszukujące do wykrywania i pomiaru częstotliwości sygnałów, analizatory widma, mierniki charakterystyki amplitudy i fazy itp.

Podstawowa zasada działania tego typu urządzenia polega na tym, że w mikserze 2 za pomocą oscylatora lokalnego 8 z przestrajalną częstotliwością następuje przekształcenie częstotliwości sygnału, następnie sygnał jest analizowany na częstotliwości pośredniej przez układ wyborczy 3. Po wykryciu i dodatkowego filtrowania (4, 5), sygnał podawany jest do specjalnego bloku decyzyjnego 6, który decyduje o obecności sygnału na wejściu urządzenia. Jednocześnie sygnał można obserwować na ekranie wskaźnika 7. Prawo zmiany częstotliwości lokalnego oscylatora może być dowolne. Ponadto należy zauważyć, że wyszukiwanie nieliniowe może być właściwe tylko przy nierównomiernym rozkładzie częstotliwości sygnału w zakresie wyszukiwania. Dodatkowo wyszukiwanie może odbywać się w formie pojedynczej operacji wykonywanej w zadanym czasie lub w formie wielokrotnie powtarzających się cykli.

Ogólny schemat blokowy urządzenia do sekwencyjnej analizy widmowej pokazano na rysunku 7.

Schemat strukturalny sekwencyjnego urządzenia do analizy widmowej

1- Urządzenie wejściowe; 2- Mikser; 3- System wyborczy;

4- Detektor amplitudy; 5- Filtr dolnoprzepustowy; 6- Decydujący blok;

7- Wskaźnik; Lokalny oscylator 8-FM.

W przypadku wyszukiwarek dwuetapowych algorytm wyszukiwania jest zwykle dobierany w taki sposób, że przekroczenie progu na pierwszym etapie detekcji powoduje zatrzymanie wyszukiwania na czas t podczas którego odbywa się analiza w drugim etapie detekcji. Decyzję o obecności lub braku sygnału w danym punkcie zasięgu podejmuje trafnie drugi stopień detekcji po czasie t. Jeśli w punkcie zatrzymania nie ma sygnału, wyszukiwanie lub jest kontynuowane po czasie t w tym samym kierunku lub zresetuj do stan początkowy. Wykrycie sygnału może nastąpić zarówno przy pierwszym skanowaniu zakresu poszukiwań, jak i po losowej liczbie skanów. Ponieważ czas T, równy odstępowi między początkiem poszukiwań a momentem zatrzymania się urządzenia wyszukującego w miejscu sygnału, jest zmienną losową, powstaje pytanie o znalezienie prawa dystrybucji, matematycznego oczekiwania i dyspersji tej zmiennej losowej. W problemie znalezienia prawa dystrybucji dla czasu wyszukiwania zarysowane są dwa podejścia. Pierwsza to bezpośrednia analiza rzeczywistego, ciągłego systemu. Drugie podejście polega na podziale całego zakresu na skończoną liczbę komórek i zastąpieniu ciągłego wyszukiwania procedurą dyskretną.

21. Cyfrowy analizator widma: schemat blokowy, zasada działania.

Analizatory widma można podzielić metodą analizy:

z analizą sekwencyjną, równoczesną lub mieszaną; zgodnie ze schematem: jednokanałowy, wielokanałowy; według rodzaju wskaźnika lub urządzenia rejestrującego: oscyloskop z rejestratorem; według zakresu częstotliwości: niska częstotliwość, wysoka częstotliwość, ultra-wysoka częstotliwość, szeroki zakres.

Analizatory widma - są wykonywane zgodnie z uogólnionym schematem typu urządzenie wejściowe - konwerter - urządzenie wskazujące lub rejestrujące. Konkretne schematy i projekty urządzeń przeprowadzających analizę poprzez filtrowanie są różnorodne, ale głównym węzłem jest system wąskopasmowy, który wybiera składowe widmowe lub części widma.

Nowoczesny cyfrowy analizator widma to jakościowo nowy typ sprzętu, w którym za pomocą zestawu programów komputerowych modelowane są specyficzne funkcje wielu urządzeń: aby zmienić charakter działania, wystarczy wywołać odpowiedni program przetwarzający bez przebudowy urządzeń . Pakiet oprogramowania cyfrowego analizatora widma umożliwia połączenie praktycznie wszystkich funkcji wymaganych do kompleksowego badania różnych sygnałów i procesów w jednym instrumencie. Zasada działania cyfrowego analizatora widma opiera się na procedurach obliczeniowych służących do wyznaczania parametrów i charakterystyk różnych procesów.

Badane sygnały podawane są jednym (A) lub dwoma (A, B) kanałami do odpowiednich wzmacniaczy o zmiennym wzmocnieniu, które doprowadzają różne poziomy sygnałów wejściowych (od 0,01 do 10 V) do wartości niezbędnej do normalnej pracy kolejnych ścieżki. Sygnały są następnie przesyłane do filtra dolnoprzepustowego, który wybiera pasmo częstotliwości do analizy.

Badacz może włączać i wyłączać filtry. Z wyjścia którego wysyłane są sygnały do ​​przetwornika ADC, gdzie są przetwarzane na równoległy 10-bitowy kod binarny. Może pracować jako jeden i oba kanały jednocześnie. W tym drugim przypadku próbki sygnału przepuszczane są równolegle przez oba kanały, co umożliwia przechowywanie w kodzie cyfrowym informacji o zależnościach fazowych sygnałów niezbędnych do pomiaru wzajemnych charakterystyk. Częstotliwość próbkowania jest ustawiana przez wbudowany oscylator kwarcowy i może być zmieniana przez badacza w zakresie 0,2 - 100 kHz. Częstotliwość ta określa skalę odniesienia analizatora widma sygnału w dziedzinie czasu i częstotliwości.

Tory sygnałowe od wejść wzmacniacza do wyjścia ADC posiadają skalibrowane wartości współczynników transmisji w całym zakresie częstotliwości i poziomów napięć. Informacje o wartości współczynnika transmisji oraz częstotliwości próbkowania ADC wprowadzane są do urządzenia obliczeniowego (mikroprocesora) i uwzględniane przy formułowaniu końcowego wyniku badań. Mikroprocesor pracuje zgodnie z programem zapisanym w jego pamięci. Program składa się z szeregu podprogramów, które organizują jedną lub drugą operację obliczeniową (obliczanie widma lub funkcji korelacji, określanie charakterystyk probabilistycznych, budowa histogramu itp.). Wyniki obliczeń wyświetlane są na wskaźniku lub urządzeniu rejestrującym, które może służyć jako cyfrowy magnetofon, dysk twardy, oscyloskop lub rejestrator. Dwa ostatnie są połączone przez przetwornik cyfrowo-analogowy. Wszystkim wynikom towarzyszy współczynnik skali umożliwiający przekształcenie ich w jednostki fizyczne.

Ryc.4. Schemat blokowy cyfrowego analizatora widma.

Podczas analizy sygnałów prezentowanych w postaci cyfrowej dane wprowadzane są bezpośrednio do urządzenia obliczeniowego za pomocą cyfrowego urządzenia wprowadzającego dane z klawiatury centrali w kodzie dziesiętnym.

Podstawowe tryby pracy cyfrowego analizatora widma; filtrowanie spektralne, cyfrowe, analiza statystyczna i korelacyjna; pomiar widma mocy, wzajemne widmo dwóch sygnałów.