Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

ЦВМ находят все большее применение в разных сферах человеческой деятельности. Главные области их применения: научно-технические расчеты, которые основаны на математических методах; экономические расчеты (экономико-статистический анализ, планирование, исследование операций, демографическая статистика, материальный и бухгалтерский учет); информационносправочная служба (научно-техническая информация, диспетчерская, библиотечная служба и др.); автоматизация проектирования технических объектов; математическое моделирование в гуманитарных науках: биологии, геологии, медицине, социологии и др.; автоматическое управление технологическими процессами, сложными экспериментальными установками, а также транспортными средствами.

Цифровая индикаторная лампа

Цифровая индикаторная лампа – электровакуумный прибор, цифровой индикатор для визуального отображения информации, которая представлена в знаковой форме

в виде светящихся изображений цифр и других знаков. Применяется в основном в пультах управления, цифровых измерительных приборах, вычислительных устройствах. Самыми распространенными являются газоразрядные цифровые индикаторные лампы с несколькими катодами, изготовленными каждый в форме одного из воспроизводимых знаков, и анодом в виде сетки; лампа под давлением в несколько десятков мм рт. ст. заполнена неоном; иногда для повышения стабильности параметров цифровой индикаторной лампы в нее добавляют пары ртути. Для визуального отображения знаков в подобных цифровых индикаторных лампах служит катодный слой тлеющего разряда, который возникает между анодом и одним из катодов при напряжении, достаточном для зажигания данного разряда. Ток в цепи анода выставляется таким, чтобы свечение полностью охватывало поверхность катода. Управление работой цифровой индикаторной лампы, как правило, производят с помощью различных коммутирующих устройств – механических, электронных или электромеханических коммутаторов, реле, переключателей; электронные коммутаторы часто работают в сочетании с усилительными приборами. Изготовляемые промышленностью газоразрядные цифровые индикаторные лампы различаются по своим электрическим параметрам (напряжению зажигания, рабочему току), разрядностью воспроизводимых цифр и характером их нахождения относительно оси лампы (приборы с боковой или торцевой индикацией), по размерам, форме баллонов и т. д. Известны многоразрядные цифровые индикаторные лампы, у которых в одном баллоне конструктивно соединены несколько индикаторов с целью уменьшения размеров индикационных блоков. Цифровые индикаторные лампы характеризуются высокими долговечностью и надежностью (срок их службы может достигать 10⁴ ч), малой потребляемой мощностью (рабочий ток, как правило, при напряжении порядка 100 В не превышает нескольких миллиампер), весьма большой яркостью; они устойчивы к механическим и другим видам воздействиям. Главный недостаток газоразрядных цифровых индикаторных ламп – невозможность их прямого согласования с низковольтными приборами на интегральных схемах и транзисторах из-за довольно высоких значений напряжений, требующихся для управления цифровыми индикаторными лампами.

Кроме газоразрядных, существуют вакуумные цифровые индикаторные лампы, в которых для цифровой индикации применяют другие явления, в частности, катодолюминесценцию.

Читающий автомат

Читающий автомат – машина, которая автоматически распознает цифры текстового оригинала, знаки и буквы, преобразующая их в сигналы для кодирования на компьютере и превращения заложенной информации либо в оригинал-макет, напечатанный на принтере, либо в программу, которая управляет наборным автоматом. Читающие автоматы предназначены в основном для автоматического ввода информации в вычислительные машины или в иные системы автоматической обработки данных напрямую с листа, без ее предварительной записи на машинные носители информации, например, перфорационные карты.

Распознавание знаков в читающих автоматах основано на измерении коэффициента поглощения света отдельных очень маленьких, размером 0,1 мм² элементарных участков, площадок, на которые при считывании делится поле с изображением читаемого знака, и дальнейшем сравнении полученных результатов с подобными данными по образцовым, обобщенным изображениям знаков – эталонам. Как правило, абсолютного совпадения изображения с эталоном не требуется: сравнение обычно производят до тех пор, пока не будет достигнута наименьшая допустимая погрешность величина, характеризующая сходство изображения с эталоном. В результате сравнения образуется код, который соответствует номеру эталона, наименованию знака или его расположению в алфавите. Образующиеся коды на выходе читающих автоматов, как правило, реализуются в виде электрических сигналов.

Для измерения черноты используют либо системы сканирующего типа, подобные тем, что применяются в телевизионных передающих камерах, либо системы параллельной дискретизации, в которых при помощи компактных светочувствительных элементов одновременно замеряется чернота многих простейших участков изображения. По своему устройству подобная система напоминает сетчатку глаза.

В отличие от аппаратов факсимильной связи и телевизионной передающей камеры, читающие автоматы не только преобразуют в электрический сигнал видимое изображение, но и отбраковывает сигналы, которые соответствуют

посторонним изображениям, отделяют незначительные детали и извлекают самую существенную информацию о принадлежности считываемого изображения к конкретному классу знаков. Наиболее простые читающие автоматы предназначены для чтения стилизованных знаков, которым придали специальную форму, например, цифр почтовых индексов на открытках и конвертах. Более сложные читающие автоматы служат для распознавания шрифта простой пишущей машинки. Однако наличие в алфавите похожих по начертанию букв, а также низкое качество изображаемых знаков, напечатанных на машинке, при автоматическом распознавании машинописи усложняют получение высокой достоверности. Наиболее совершенны многошрифтовые читающие автоматы, предназначенные для чтения текстов, которые напечатаны различными машинописными или типографскими шрифтами. Подобные читающие автоматы имеют в своем составе: арифметико-логическое устройство, в котором определяющийся знак сравнивается с эталоном; оперативное запоминающее устройство, в нем хранятся эталоны одного или двух шрифтов; внешнее запоминающее устройство, предназначенное для хранения до нескольких десятков шрифтов; устройство программного управления работой автомата.

Многошрифтовые читающие автоматы по сложности могут быть сравнимы с универсальной ЦВМ средней мощности; скорость чтения у данного автомата с учетом затрат времени на копирование документа, поиск строк и т. п. достигает нескольких сотен знаков в секунду. К 1976 г. были сконструированы опытные образцы читающих автоматов, предназначенные для распознавания рукописных знаков, главным образом стилизованных цифр. В таких читающих автоматах вместо метода прямого сравнения с эталоном применяют различные методы анализа геометрической структуры изображения.

Читающие автоматы используют при обработке банковских чеков, накладных, различных счетов, заявок, нарядов, статистических отчетов и т. д.

Шоттки диод

Шоттки диод – полупроводниковый диод, диод с барьером Шоттки, сконструированный на базе контакта металл – полупроводник; получил свое название по имени немецкого ученого В. Шоттки, который в 1938—1939 гг. создал основы теории данных диодов. При производстве диода Шоттки на очищенную поверхность полупроводникового кристалла, изготовленного из Si, GaAs, реже Ge, методами вакуумного испарения, электролитического или химического осаждения либо катодного распыления наносят тончайший слой металла (Au, Al, Ag, Pt и др.). В диодах Шоттки (в приконтактной области полупроводника) так же, как и в диодах с электронно-дырочным переходом (в области такого перехода), появляется потенциальный барьер, перемена высоты которого под воздействием внешнего напряжения приводит к перемене тока, протекающего через прибор. Ток, протекающий через контакт металл – полупроводник, в отличие от тока, протекающего через электронно-дырочный переход, зависит только от основных носителей заряда.

Главные особенности диода Шоттки в сравнении с полупроводниковыми диодами других типов: шанс получать необходимую высоту потенциального барьера с помощью выбора конкретного металла; низкий уровень высокочастотных шумов; значительная нелинейность ВАХ при незначительных прямых смещениях; весьма малая инерционность; физическая совместимость с интегральными схемами; простота производства. Диоды Шоттки служат в основном СВЧ-диодами разного назначения (детекторными, лавинно-пролетными, смесительными, параметрическими, умножительными, импульсными); помимо этого, диоды Шоттки используют в качестве приемников излучения, тензодатчиков, детекторов ядерного излучения, модуляторов света; их применяют, в том числе, в солнечных батареях, выпрямителях тока ВЧ и т. д.

Электровакуумные приборы

Электровакуумные приборы – приборы для преобразования, усиления и генерации электромагнитной энергии, в которых рабочее пространство изолированно от воздуха и защищено от окружающей атмосферы жесткой газонепроницаемой оболочкой.

К электровакуумным приборам относятся газоразрядные электронные приборы, в которых поток электронов проходит в газе, вакуумные электронные приборы, в которых поток электронов проходит в вакууме, лампы накаливания.

Лампы накаливания – наиболее массовый вид электровакуумных приборов. Извлечение воздуха из баллона лампы позволяет предотвратить окисление нити накала кислородом. После удаления воздуха для уменьшения испарения раскаленной нити лампы накаливания некоторых типов заполняют инертным газом. Это дает возможность повысить рабочую температуру нити накала, чем повысить световую отдачу ламп без снижения срока их службы. Наличие инертного газа не влияет на преобразования подводимой к лампе электрической энергии в световую. Вакуумные электронные приборы изготавливают с таким расчетом, чтобы в рабочем режиме давление остаточных газов внутри баллона равнялось 10^{– 6}—10^{– 10} мм рт. ст.