Чтобы оставлять комментарии нужно авторизоваться.
Авторизация пользователя

Регистрация нового пользователя
Дневник сайта, комментарии
 
Главная книга сайта Форнит: «Мировоззрение». Другие книги:
«Познай себя», «Основы адаптологии», «Вне привычного» и Лекторий МВАП.
 
Короткий адрес страницы: fornit.ru/5870

Привет, !

Оригинальное сообщение от Constryctor 2011-05-10 12:45:22

Идея. Программирование аналоговых устройств (ПАУ).

Итак, существуют монтажные радиоплаты. Я сейчас не имею ввиду цифровой уровень, а имею ввиду, прежде всего, -- физический, аналоговый уровень, построенный на радиоэлементах  (резисторах, конденсаторах, транзисторах)

Плата

 Идея основана на том, что имея на плате достаточно большой и упорядоченный набор  радиоэлементов  можно запрограммировать любую их схему, просто нанося с помощью плоттеров  проводку. Т.е. на первом рисунке видно, что есть резисторы выстроенные по определенной схеме. Допустим, пока они не контактируют ни с чем, а на обратной стороне платы есть только их выводы. На специальной основе можно вытравить схему соединений, проводку. Назовем эту схему стыкующимся листом.  

Стыкующийся лист -- это специальный лист, который контактирует с выводами радиоэлементов на обратной стороне схемы и с помощью него реализуются все типы соединений подобно тому, как компьютер исполнял программы записанные на перфокарте. Стыкующийся лист, который задается с помощью ПК, можно будет построить с помощью специального плоттера. 

Схема, которая будет реализована на стыкующемся листе,  будет строиться по принципиальной схеме, которую пользователь создаст на компьютере.

Итак, это будет система, компонентами которой являются:

1. Большой набор всевозможных радиоэлементов расположенных на плате имеющих выводы снизу платы для соединения со...

2. Стыковочным листом, который реализует схему заданную пользователем с помощью...

3.  Программы радиомоделирования.

Схема 

 Здесь есть разделение, аналогичное разделению программирования. Есть языки программирования высокого уровня(логический уровень), а есть уровень реализации команд с помощью электрических сигналов (физические уровень).

 

 Итак, пользователь строит принципиальную схему (логический уровень) с помощью компьютерной программы радиомоделирования, а программа радиомоделирования сама решает, как все реализовать на физическом уровне не отвлекая юзера, сама решает, каким образом сделать проводку, подобно тому, как в компьютерной игре достаточно лишь щелкнуть на боевую единицу и на конечную точку, а компьютер сам выводит оптимальный путь. Итак, основная идея в том, чтоб юзер как можно меньше работал на уровне физическом (грубо говоря, думал, куда какой резистор поставить) и больше -- на логическом, принципиальном уровне.

 

Возможные проблемы:

1. Как создать стыкующийся лист.

2. Проблема перехлестов.

3. Ограниченное количество радиоэлементов. 

4. Программа не должна допускать коротких замыканий, перегораний радиоэлементов ввиду слишком высокого напряжения. 

Представляете, появится целое научно-техническое направление -- программирование радиоустройств. С развитием этого направления универсальную плату можно будет запрограммировать как радиоприемник, как будильник и как светомузыку. 

Стыкующийся лист подобен перфокарте для первых компьютеров. На нем записана схема.

Эту систему можно будет развивать включая в неё новые элементы, широкое использование регулируемых соединений. 

 

Еще...

Дальнейшая реализация этой идеи -- выводы от радиоэлементов сконцентрированы в одном месте плотностью -- 3000 выводов на квадратный дециметр. Для того, чтоб реализовать схему нужно будет вставить специальный картридж в разъем в котором соединения уже реализованы по стандартным схемам. А все регулируемые радиодетали регулируются не физически, а с помощью компьютера. 

Итак, что на выходе. Первоначально на выходе будут лишь простые приборы, например -- цветомузыка или простейший радиоприемник. Развивать можно до бесконечности.

 

 


Комментарии:
nan
личный сайт
личная фото-галерея


2011-05-10 14:05:37

В возможных проблемах не указана самая главная: абсурд общей Идеи :) У меня даже силько ужатый любительский набор резисторов занимал несколько самодельных стеллажей: как по номиналам, так и по иаким важным свойствм как мощность и температурный коэффициент. У конденсаторов - еще более дикое разнообразие. Дроссели и трансформаторы вообще правтически нереально наделать впрок. Короче - полная фэнтази :) Кроме того, а не хрена мне куча не задействвоаанных элементов, которые останутся на такой макетнице?


Palarm
личная фото-галерея


2011-05-10 14:17:40

Вродже давно уже придумали матерые программы для проектирования топологии электронных схем, их расчета, например P-Cad. Так уже давно работают.


Другое дело - радио-ркужки. Вот там действительно будет полезным для более глубокого усвоения не на компе рисовать схемы  - а руками их собирать из каких то наборов. Но и это уже давно придумали - радиокубики.


Constryctor
личная фото-галерея


2011-05-10 14:22:24

>>У меня даже силько ужатый любительский набор резисторов занимал несколько самодельных стеллажей: как по номиналам, так и по иаким важным свойствм как мощность и температурный коэффициент.


Первые компьютеры занимали отдельное помещение. Я и не говорю, что это будет просто и миниатюрно. Лишних деталей будет очень много, ну а дальше -- пойдет миниатюризация. Чтоб хоть как-то сократить количество деталей надо использовать больше регулируемых.


Может быть я попробую сделать простейшую модель.


Вродже давно уже придумали укчи матерых программ для проектирования топологии электронных схем, их расчета, например P-Cad. Так уже давно работают. 


Я знаю. Нужно чтоб эти программы создавали лист с контактами с помощью специального плоттера, нанося проводящий слой на этот лист и выбивая контакты. Можно привести аналогию с перфокартами, но она будет не совсем точной.


Ну представь, есть огромное количество выводов радиодеталей (десяток тысяч), соединяя их по схеме ты получаешь определенный выход, который подаешь на на конкретное устройство: динамик, диод, мотор.


Constryctor
личная фото-галерея


2011-05-10 14:46:35

Вот странно, почему цифровую технику автоматизировали, а аналоговую -- нет.


Представляете, если бы мы сейчас паяли цифровые схемы и подразделяли - вот это устройство для умножения двух чисел, а это устройство для деления чисел, для вывода цифровой фотографии на экран, для хранения в памяти десяти цифр итд. Но вся цифровая техника сейчас программируема и в тех сферах, где можно -- вытеснила аналоговую. Так почему аналоговую всерьез ни кто не хочет программировать?


Кроме того, а не хрена мне куча не задействвоаанных элементов, которые останутся на такой макетнице? 


У меня на компе есть больше ста гигов незадействованой долговременной памяти, 1 Гб -- памяти оперативной. 95% свободного процессорного времени...


 


Итак, если будет энтузиазм, то я в ближайшее время представлю фотоотчет о простейшей реализации этого принципа. В течении месяца постараюсь сделать прибор  2 в 1 и "переделываться" он будет налету -- с помощью простейших перфолистов.


Простейший программируемый аналоговый компьютер, хотя, скорее, калькулятор :)


nan
личный сайт
личная фото-галерея


2011-05-10 17:46:14

>>а дальше -- пойдет миниатюризация... почему аналоговую всерьез ни кто не хочет программировать?... У меня на компе есть больше ста гигов незадействованой долговременной памяти, 1 Гб -- памяти оперативной. 95% свободного процессорного времени...


Constryctor, ты когда-нибудь занимался практической схемотехникой? Сам что-то разрабатывал более-менее сложное и не тривиальное? Судя по тому, что ты говоришь, ты очень слабо представляешь специфику...


Constryctor
личная фото-галерея


2011-05-10 18:00:47

>>Constryctor, ты когда-нибудь занимался практической схемотехникой? Сам что-то разрабатывал более-менее сложное и не тривиальное?


Сложное -- нет. На уровне любителя -- да. Я и не хочу делать сверхсложнух устройств по этой схеме. На первый раз -- простейшее устройство 2 в 1. Может я загнул насчет перспектив (аналоговый компьютер, аналоговое программирование), но что-то простое сделать можно будет.


Когда надумаю делать -- опишу в статье с фотоотчетом. Некоторые идеи уже есть.


Palarm
личная фото-галерея


2011-05-10 19:03:09

Я знаю. Нужно чтоб эти программы создавали лист с контактами с помощью специального плоттера, нанося проводящий слой на этот лист и выбивая контакты. Можно привести аналогию с перфокартами, но она будет не совсем точной.


И это тоже есть :) Програма создает рисунок проводок, затем на спец. плоттере на спец. кальке делают негатив, потом на спец. агрегате травят по нему платы. У нас такая фигня есть - правда не помню точно, как весь этот комплекс называется. Платы сейчас делают многослойными, и паять такие можно только на спец. автоматах.


Слушай, тебе для начала нужно прогуглить достижения НТП в этой области - чтоб не было потом обидно за напрасно потраченное время.


Constryctor
личная фото-галерея


2011-05-10 19:33:35

>>плоттере на спец. кальке делают негатив, потом на спец. агрегате травят по нему платы.Я эту идею как раз с этих плат и развиваю.


Дело в том, что эти платы задаются "раз и навсегда". По строго заданной схеме. А я хочу, чтоб пользователь мог сам задавать любую схему просто переставляя "перфокарту" (стыковочный лист на котором реализуются все соединения). И чтоб он мог сам это делать.


Например, на плате будет 500 базовых элементов, а пользователь может по любой заданной схеме их соединить. Не факт, что будет использована хотябы треть. Конечно, домашний кинотеатр не получится из такого скудного набора.


Все для этого есть:


*печатные платы с контактами


*программы радиопроектирования


Только невозможно соединять по заданной  схеме сразу, а приходится мучиться с паяльником.


Я еще раз повторяю идею: это будет аналоговый программируемый прибор. Принцииальная схема задается пользователем исходя из целей и имеющихся элементов. Многие элементы должны регулироваться. Сверхсложных приборов не получится, зато получится этакое программируемое аналоговое устройство "Электроника".


Я сравниваю программирование аналоговых устройств (ПАУ)* с Бейсиком, а работу с паяльником сравниваю с работой на физичесом уровне. Пусть набор команд будет скуден (набор доступных деталей), зато будет язык ПАУ (программирования аналоговых устройств). Когда будет сделана первая модель можно будет усложнить.


Если есть системы программирования радиоустройств в реальном времени, то я рад буду ознакомиться.


Может быть явление фотопроводимости можно будет использовать для формирование принципиальной схемы. Не суть, как именно будет все соединяться, главное чтоб надежно.


Вот, например, плата:


плата


А теперь представь, что элементов здесь в 20 раз больше и на разный вкус и пользователь сможет сам создавать, редактировать и стирать соединения. Реально будет задействовано не очень радиодеталей.


Еще один момент: а почему схема должна  быть статичной? Было бы круто, еслиб схема менялась в зависимости от условий. Но не знаю, как это можно реализовать.


Типа


If voltage>30V then SW(441-120)


Читается: если напряжение больше 30 вольт, то 441 соединение соединить со 120 м. Напряжение должно будет считываться в обычный компьютер и  он должен будет произвести соединение. Самое главное -- понять, как программно управлять контактами. Допустим, 500 контактов надо будет программно соединить с другими, чтоб получилась схема. Плюс, куча траблов, как выводить все на конечные устройства (динамики, лампы)


 


*Может слово "аналоговый" не совсем корректно, но оно здесь используется, скорее, как противовес понятию "цифровой".


minski
личная фото-галерея


2011-05-10 22:33:48

В музыкальном софте много цифровых примочек, имитирующих работу аналоговых устройств, некоторые софтины даже позволяют заменять виртуальные "лампы", тип трансформатора, узлы усилителя и т.д., чтобы покреативить со звуком.


Бредим дальше. Аналоговый прибор стоит очень дорого. Мало того, в домашние студии, где места мало, много такого барахла не поставишь. Если же реализовать такую идею, когда в одном корпусе путем замены платы с перемычками можно поменять тип прибора и звук - вполне возможно, завоевало бы рынок. Идея очень прикольная.


nan
личный сайт
личная фото-галерея


2011-05-10 22:38:30

К сожалению, идея просто - на уровне игрушки для детей типа Юный Элетронщик. Принципиально более того ей ничто не светит, это скажет люой, кто не по наслышке и не на низко-любительском уровне занимается схемотехникой.


minski
личная фото-галерея


2011-05-10 22:53:23

Жаль, я вот недавно как раз думал, что прикольно было бы, если бы можно использовать гитарный комбарь как ламповый микрофонный предусилитель :) Что-то типа МФУ -сканер-копир-принтер, самая дорогая элементная база - общая, а остальные блоки заменяются. Действительно, я бы впечатлился, по крайней мере, пиар такому продукту можно было бы устроить солидный. Покупая наш гитарный комбарь, который играет двумя-тремя принципиально разными звуками, вы одновременно имеете для вашей домашней студии лаповые компрессор-преамп-эквалайзер и финальный стереоулучшайзер. Народ бы стонал, наверное.


minski
личная фото-галерея


2011-05-10 23:06:15

Constryctor, если тебе интересно, можешь порыть описание Focusrite Liquid Channel, они пытались, насколько я понимаю, реализовать такое цифро-аналоговое МФУ, ну и, соответственно, прибор вошел в какую-то двадцатку музыкальных устройств, оказавших наибольшее влияние на муз.индустрию за ее историю.


Constryctor
личная фото-галерея


2011-05-11 07:37:44

>>Принципиально более того ей ничто не светит, это скажет люой, кто не по наслышке и не на низко-любительском уровне занимается схемотехникой.


Один из первых популярных языков программирования был Бейсик. Тоже для начинающих. Я и не собираюсь претендовать на многое на первых порах. Получится или нет, не знаю. А недостающие радиодетали можно будет соединить с "перфокартой".


Я очень люблю устройства многофункциональные. База одна, а "примочек" много. Цифровое МФУ уже есть, нужно создать простейшее аналоговое.


>>Что-то типа МФУ -сканер-копир-принтер, самая дорогая элементная база - общая, а остальные блоки заменяются. 


Изучу на досуге.


Самая главная проблема в том, что обычные устройства оптимизированы, а устройство универсальное оптимизировать будет сложно.


 


nan
личный сайт
личная фото-галерея


2011-05-11 08:25:20

minski, насколько сильна эта увлеченность именно ламповыми устройствами? Современная схемотехника даже для выходных мощных каскадов обеспечивает ни в чем не худшее характеристики и качество, а уж в слаботочных цепях - и подавно. Полевики имею ту же ламповую характеристику, оптимизация обратных связей, постоянной времени передачи фронтов дают идеальную характеристику и являются во всем предпочтительнее ламп.


Вообще Попытки оценивать качество на слух, сколько я такое не наблюдал, обычно не корректны методологически, т.е. далаются как попало и с предвзятым настроем. А вот стоит попытаться оценить два источника, не подозревая о том, лампа там или нет и все, знатоки сливают керосин и лажаются.


Думаю, что все это, как буквально в любой отрасли производства, есть учет производителем аудитории "для понтов" :)


Constryctor
личная фото-галерея


2011-05-11 09:03:56

>>Вообще Попытки оценивать качество на слух, сколько я такое не наблюдал, обычно не корректны методологически, т.е. далаются как попало и с предвзятым настроем. А вот стоит попытаться оценить два источника, не подозревая о том, лампа там или нет и все, знатоки сливают керосин и лажаются.


Я думаю, это какое-то базовое свойство нашего ума.


Когда я в первый раз ел гематогенный шоколад, я ничего не подозревал, а сейчас отношусь к нему ну очень предвзято. Мне  всегда казалось, что в нем какое-то противное лекарство "под прикрытием" шоколада.


minski
личная фото-галерея


2011-05-11 11:00:28

Золотые слова :) Но ничего никому не докажешь, первый вопрос: что на входе, лампа стоит? ОООООО! А какая? Не, чувак, это лажа, вот надо бы эту воткнуть, совсем по другому звучит. Что, весь на лампах? ОООООО!  И т.д. и т.д. 


Поэтому среди электромузыкантов волшебное слово "лампа" будет иметь большое значение при выборе. В дешевом приборе окошко с видом на лампу выводят на переднюю панель. Доходит до того, что лампу включают в схему как украшающий элемент  (я не специалист, боюсь переврать, но, в частности, вроде так реализован, например, дешевый преамп ART TUBE AMP, слышал, что там лампа торчит для красоты).


Слепым тестированием я не занимался, поэтому не могу рассказать ничего. Знаю, что лампа в правильной схеме ценится именно за гармонические искажения и нелинейные характеристики, не за идеальность усиления сигнала.


Что касается дорогих аналоговых устройств, как ламповых, так и нет, с другими определяющими элементами - трансформаторами, оптоэлектроникой, то они являются ПРЕДМЕТАМИ КУЛЬТА,  цены на брэнды зашкаливают и предвидится только рост. Так что вопрос, тут поднятый, на самом деле маркетинговый. На такие цацы не исключен БААЛЬШОЙ спрос.


minski
личная фото-галерея


2011-05-11 11:00:36

Золотые слова :) Но ничего никому не докажешь, первый вопрос: что на входе, лампа стоит? ОООООО! А какая? Не, чувак, это лажа, вот надо бы эту воткнуть, совсем по другому звучит. Что, весь на лампах? ОООООО!  И т.д. и т.д. 


Поэтому среди электромузыкантов волшебное слово "лампа" будет иметь большое значение при выборе. В дешевом приборе окошко с видом на лампу выводят на переднюю панель. Доходит до того, что лампу включают в схему как украшающий элемент  (я не специалист, боюсь переврать, но, в частности, вроде так реализован, например, дешевый преамп ART TUBE AMP, слышал, что там лампа торчит для красоты).


Слепым тестированием я не занимался, поэтому не могу рассказать ничего. Знаю, что лампа в правильной схеме ценится именно за гармонические искажения и нелинейные характеристики, не за идеальность усиления сигнала.


Что касается дорогих аналоговых устройств, как ламповых, так и нет, с другими определяющими элементами - трансформаторами, оптоэлектроникой, то они являются ПРЕДМЕТАМИ КУЛЬТА,  цены на брэнды зашкаливают и предвидится только рост. Так что вопрос, тут поднятый, на самом деле маркетинговый. На такие цацы не исключен БААЛЬШОЙ спрос.


nan
личный сайт
личная фото-галерея


2011-05-11 11:09:17

>> Знаю, что лампа в правильной схеме ценится именно за гармонические искажения и нелинейные характеристики, не за идеальность усиления сигнала.


Идеальность передаточной характеристики в звукоаппаратуре это и есть отсуствие нелинейных искажений и отсутствие динамических искажений даже при сложной нагрузке (потому как выходной импеданс практически - ноль) при передаче фронтов в диапазоне от 10 гц до 100 кц.


minski
личная фото-галерея


2011-05-11 11:51:53

Так я про это и пишу :) Лампу ценят именно НЕ за идеальность, а за вносимую ей грязь.


nan
личный сайт
личная фото-галерея


2011-05-11 12:39:28

ну, грязь-то вносить - как раз проще всего, нафига нужна лампа, если в идеальный уселок запросто можно ввести режим любой неидеальности :)


Нелинейные искажения замыливают звук, в пределе делая его как через подушку после консервной банки :)


minski
личная фото-галерея


2011-05-11 15:53:10

В дозированном варианте, имеется в виду. Слаборазогнанная лампа добавляет верхние обертона, просветляя звук. Громче сигнал - больше гармоник, таким образом максимально обогащаются гармониками атаки (это то же, что и фронта, я правильно понимаю?), увеличивая "читаемость" в миксе, например, ударных, без подъема их громкости.


В электронном звуке последних лет - мода на грязноватое, сатурированное, насыщенное звучание. Тенденция "меньше инсрументов (партий) - больше каждый отдельный звук". Отсюда так много софтовых имитаций работы ламп. Высший софтовый понт сейчас - это сымитировать аналоговый тракт, т.е. не только работу ламп, но и транзисторов, трансформаторов, очень много такого сейчас пишется - значит, есть спрос.


nan
личный сайт
личная фото-галерея


2011-05-11 16:44:26

Вообще все нелинейные искажения порождают только высшие гармоники. И это запросто можно проделывать в идеальном усилителе, если вводить регулируемые нелинейности.


>>Громче сигнал - больше гармоник


А это - проще всего :)  Короче, все делается производителями чтобы по максимуму выжать потребителя, используя всекие понтовые приколы и выдавая простое за сложное...


Palarm
личная фото-галерея


2011-05-11 16:49:59

Сейчас все фишки сокрыты в понтах, так как большая часть реальных потребностей давно реализована.


minski
личная фото-галерея


2011-05-12 00:38:16

Согласен. Для музыки это не имеет определяющего значения. Хотя хороший инструмент - это очень важно.


Finarfin


2011-05-18 16:33:48

Всё уже давным-давно придумано до нас


System-On-a-Chip


Ох уж эти изобретатели велосипедов....


>f voltage>30V then SW(441-120)
Читается: если напряжение больше 30 вольт, то 441 соединение соединить со 120 м.


Компаратор и аналоговый ключ с этим прекрасно справляются (если быстродейтсвие не нужно, а высокая мощность или радстойкость важна – то реле)


Классическая схема с аналоговой частью и микропроцессором/плис всё это уже умеет, а на SOC всё это еще круче и гибче.


Finarfin


2011-06-06 18:26:17

Из журнала Электронные компоненты №1 / 2011:



ПСнК имеют три основных преимущества....


...


– Программируемость аналоговых функций. Возможность интеграции аналоговых компонентов таких как усилители, фильтры, АЦП, преобразователи сигналов и др.


 


Примером инструмента разработки, который выполняет конфигурирование аналоговых блоков для программируемой платформы, является PSoC Creator компании Cypress Semiconductor. PSoC Creator поддерживает устройства с архитектурой PsoC 3 и PSoC 5 с ARM - процессором с помощью интерфейса ввода описания схемы, который позволяет пользователю конфигурировать выбранные компоненты с помощью редактора параметров.



У нас пока до внедрения дело не доходит, платформа еще не доросла. Для военных и космически применений может быть еще лет 100 не дорастёт. Там нужна радстойкость, повышенная надежность и расширенный температурный диапазон – лишь малая часть компонентов имеет версии для таких применений.



Чтобы оставлять комментарии нужно авторизоваться.
Яндекс.Метрика