Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1991/A19910228Elc005.shtml

Портативный ПК, используемый в системе генерации очень слабых электрических полей

Портативный ПК с батарейным питанием фирмы Compaq стал центральным компонентом системы, которая моделирует слабые подводные электрические поля, характеризуемые напряженностью, выражаемой нановольтами/метр. Система была использована в биологическом эксперименте, проводившемся доктором Тимоти Трикасом из Медицинской школы Вашингтонского университета (Сент-Луис, шт.Миссури) и Скоттом Майклом, аспирантом Университета шт. Небраска, с целью изучения поведения морских животных. В состав моделирующего устройства входят 12-разрядный умножающий ЦАП и развязывающий усилитель, причем оба прибора изготовлены фирмой Analog Devices (Норвуд, шт.Массачусетс). Все используемое оборудование заключено в водонепроницаемый пластмассовый кожух.

Трикас и Майкл использовали свой синтезатор электрических полей для получения информации относительно поведения мужских и женских особей 1 руглых скатов-хвостоколов, которые встречаются в мелководье у побережья Мексиканского залива. Ученые сначала записывали, а затем воспроизводили «биэлектрические призывы», генерируемые отдельными скатами. Эти призывы являются частью того, что, по убеждению исследователей, составляет основу шестого чувства, которым обладают акулы, скаты-хвостоколы, а также просто скаты (известные все вместе под названием Elasmobranchii) и которое позволяет им воспринимать кратковременные очень слабые электрические поля и откликаться на них.

Очень слабое электрическое поле, генерируемое скатами-хвостоколами, характеризуется средней напряженностью 500 нВ/м. Для сопоставления укажем, что средняя напряженность электрического поля Земли на уровне моря находится в пределах от 100 до 300 В/м и во время электрических бурь может увеличиваться до 10 000 В/м. Для имитации поля, генерируемого женской особью ската, нужно, чтобы требуемый сигнал низкого уровня точно воспроизводился в морской воде глубиной в несколько метров при сохранении сложной пространственной структуры этого электрического поля.

Ранее зарегистрированные призывы преобразуются в цифровую форму и записываются в НЖМД компьютера. Для их воспроизведения призывы вводятся в умножающий ЦАП, выход которого подается через усилитель электрической развязки на серебряные электроды (см. схему).

Чтобы составить лучшее представление о свойствах электрического поля, которое оказывает «стимулирующее воздействие» на мужские особи скатов-хвостоколов, меняли как амплитуду, так и частоту поля. Напряженность электрического поля изменялась с помощью умножающего ЦАП типа AD7845 фирмы Analog Devices, тогда как управление частотой производилось при помощи компьютера PC, выступающего в качестве главной системной машины. Это позволило исследователю изучать отклик ската-хвостокола как на сильные электрические поля (управление напряженностью поля), так и на высокоскоростные сигнальные воздействия (управление частотой).

Умножающий ЦАП имеет два переменных входа: цифровое слово, значение которого соответствует воспроизводимому отклику женской особи ската-хвостокола, поступающему от компьютера, и аналоговый эталон, определяющий величину выходного сигнала. Используя ЦАП, исследователи могли с высокой точностью управлять выходным током усилителя развязки, изменяя его в диапазоне от 4 до 8 мкА. Это в свою очередь позволяло получать вблизи электродов электрическое поле с напряженностью порядка нановольт/метр.

Секретом системы, однако, является усилитель развязки AD210. Он гальванически развязывал вход от выхода (изоляция развязки выдерживает напряжения величиной 2500 В) и входную мощность от выходной. Усилитель разрывает контуры заземления, а также цепи утечки, и позволяет всей системе работать от батарей главной системной машины. Однако важнее всего то, что усилитель развязки обеспечивает эффективное подавление синфазных помех, в некоторых случаях на 120 дБ. Эти помехи, если их не устранить, приводили бы к значительному искажению выходных сигналов усилителя, подаваемых на электроды [ED, 1991, No4, pp.29,32].

Фрэнк Гудинаф

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 64, No.03 (856), 1991г - пер. с англ. М.: Мир, 1991, стр.8

Electronics Design Vol.39 No.01 January 10, 1991 A Penton Publication

Electronics Design Vol.39 No.03 February 14, 1991 A Penton Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Компьютеры





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1991/A19910228Elc005.shtml