Содержание
Самоделки на ne555
Электронные самоделки на таймере Что можно сделать на этой микросхеме. Артем Косицын Несколько простых самоделок по одной схеме. Основа-таймер
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- :: СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555 ::
- Радиолюбительские схемы на ИС типа 555
- Таймер с отложеным отключением на Ne555
- Схемы NE555
- микросхема ne555
- Микросхема 555: Собираем 5 гаджетов на базе микросхемы 555
- Таймер на микросхеме NE555 (включения и выключения). Реле времени своими руками на 555 микросхеме
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простейшее устройство на микросхеме NE555 для начинающих!
:: СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555 ::
В этой инструкции я покажу, как создать простой ШИМ регулятор широтно-импульсную модуляцию из чипа , таймера и некоторых других компонентов. Всё очень просто, и схема включения NE хорошо работает для контроля светодиодов, лампочек, сервомоторов или двигателей постоянного тока.
Широтно-импульсная модуляция ШИМ сигнала или источника питания включает в себя модуляцию его рабочего цикла, чтобы либо передавать информацию по каналу связи, либо управлять посылаемой мощностью. Самый простой способ генерации сигнала ШИМ требует только пилообразного или треугольного сигнала легко генерируемого с использованием простого осциллятора и компаратора. Когда значение опорного сигнала зеленый синусоидальной волны на рисунке 2 больше, чем сигнал модуляции синий , ШИМ сигнал пурпурный находится в высоком состоянии, в противном случае она находится в низком состоянии.
Но в моем ШИМ я не буду использовать компаратор. Три типа сигналов ШИМ синий : модуляция передней кромки верхняя строка , модуляция задней кромки средняя строка и пульсация в середине обе кромки модулируются, нижняя строка.
Зеленые линии — это пилообразные сигналы, используемые для генерации сигналов ШИМ с использованием метода пересечения. Питание: Шим может использоваться для уменьшения общего количества энергии, подаваемой на LOAD, без потерь, обычно возникающих при ограничении источника питания резистивным средством. Это связано с тем, что средняя подаваемая мощность пропорциональна циклу модуляции. При достаточно высокой скорости модуляции пассивные электронные фильтры могут использоваться для сглаживания последовательности импульсов и восстановления среднего аналогового сигнала.
Высокочастотные системы управления мощностью при помощи ШИМ легко реализуются с использованием полупроводниковых переключателей.
Основным преимуществом этой системы является то, что переключатели либо выключены и не имеют ток, либо включены и в идеале не имеют потерь напряжения вокруг них. Произведение тока и напряжение в любое заданное время определяет мощноость, рассеиваемую переключателем, таким образом в идеале , мощность вообще не рассеивается.
На самом деле, полупроводниковые переключатели не являются идеальными, но на них все же возможно построить контроллеры высокой эффективности. ШИМ также часто используется для управления подачи электроэнергии на другое устройство, например, при управлении скоростью электродвигателей, регулирования громкости аудиоусилителей класса D или регулировании яркости источников света и многих других приложений силовой электроники.
Например, световые диммеры для домашнего использования используют определенный тип управления ШИМ. Домашние световые диммеры обычно включают в себя электронные схемы, которые подавляют ток в определенных частях каждого цикла напряжения сети переменного тока.
Регулировка яркости света, испускаемого источником света, — это просто вопрос настройки напряжения или фазы в цикле переменного тока, в котором диммер начинает подавать электрический ток на источник света например, с помощью электронного переключателя, такого как симистор. В этом случае рабочий цикл ШИМ определяется частотой сетевого напряжения 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны. Эти довольно простые типы диммеров могут эффективно использоваться с инертными или относительно медленно реагирующими источниками света, такими как лампы накаливания, например, для которых дополнительная модуляция в подаваемой электрической энергии, вызванная диммером, вызывает лишь незначительные дополнительные колебания в испускаемый свет.
Однако некоторые другие источники света, такие как светодиоды, очень быстро включаются и выключаются и, по-видимому, мерцают, если они поставляются с низким напряжением. Воспроизводимые эффекты мерцания от таких источников быстрого реагирования могут быть уменьшены за счет увеличения частоты ШИМ.
Если флуктуации света достаточно быстры, зрительная система человека больше не может их фиксировать, и глаз воспринимает среднюю интенсивность времени без мерцания см. Порог слияния фликкера. Регулирование напряжения: ШИМ также используется в эффективных регуляторах напряжения. Путем переключения напряжения на нагрузку с соответствующим рабочим циклом выход будет приближать напряжение на желаемом уровне.
Шум переключения обычно фильтруется индуктором и конденсатором. Один метод измеряет выходное напряжение. Когда он ниже желаемого напряжения, он включает переключатель.
Когда выходное напряжение выше желаемого напряжения, оно отключает переключатель. Регуляторы частоты вращения вентиляторов для компьютеров обычно используют ШИМ, так как она намного эффективнее по сравнению с потенциометром. ШИМ иногда используется в синтезе звука, в частности в субтрактивном синтезе, поскольку она дает звуковой эффект, подобный хору или слегка расстроенным осцилляторам, которые играют вместе.
На самом деле PWM эквивалентна разности двух пилообразных волн. Отношение между высоким и низким уровнем обычно модулируется низкочастотным генератором или LFO. Популярным стал новый класс аудиоусилителей, основанный на принципе ШИМ. Исторически сложилось, что грубая форма ШИМ используется для воспроизведения цифрового звука PCM на динамике ПК, который способен воспроизводить только два уровня звука.
Тщательно определяя длительность импульсов и полагаясь на физические свойства фильтрации динамика ограниченный частотный отклик, самоиндуктивность и т. В более поздние времена был введен метод цифрового кодирования прямого потока Digital Stream, который использует обобщенную форму широтно-импульсной модуляции, называемую модуляцией плотности импульса, при достаточно высокой частоте дискретизации как правило, порядка МГц для покрытия всех акустических частот с достаточной точностью.
Этот метод используется в формате SACD, а воспроизведение кодированного аудиосигнала по существу аналогично методу, используемому в усилителях класса D. Динамик: Используя ШИМ, можно модулировать дугу плазму , и если она находится в диапазоне слуха, ее можно использовать в качестве динамика. Такой динамик используется в звуковой системе Hi-Fi в качестве высокочастотного динамика. Просто следуйте диаграмме и поместите все детали на макет. Проверьте дважды расположение каждого компонента перед тем, как включить устройство.
Если вы хотите эффективно управлять и контролировать яркость источника света или двигатель, вы можете поставить на его выход только силовой транзистор, но если вы хотите лишь управлять источником света или двигателем, тогда рекомендуется поставить ёмкий конденсатор, например, uf. Здесь есть два видео, на которых показано, как работает моя ШИМ. Ваш e-mail не будет опубликован. Please enable JavaScript to submit this form.
Игорь Самоделов. Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями. Скрыть комментарии Показать комментарии. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.
Радиолюбительские схемы на ИС типа 555
Очень простая — мало деталей, что не составит труда спаять все своими руками. При этом многим она будет полезна. Понадобится сама микросхема, два простых резистора, конденсатор на 3 микрофарада, неполярный конденсатор на 0,01 мкф, транзистор КТ, диод почти любой, одно реле. Напряжение питания устройства будет от 9 до 14 вольт. Купить радиодетали или готовое собранное реле времени можно в этом китайском магазине. Любой ее сможет осилить, при наличии необходимых деталей. Сборка на печатной макетной плате, что получится все компактно.
Описание, применение, отечественные аналоги и подробный datasheet по NE на русском. Три наиболее популярные схемы на таймере.
Таймер с отложеным отключением на Ne555
Электронные самоделки на таймере Что можно сделать на этой микросхеме. Самая простая схема фото реле. Простейшее устройство на микросхеме NE для начинающих! Собираем простое Реле Времени на NE, устройство полезное в быту. Макетная плата с AliExpress. Последние новости за сегодня Что еще ищут пользователи моя страница вконтакте игры для девочек танки онлайн игры для мальчиков онлайн радио слушать онлайн маши и медведь все серии подряд фильмы онлайн музыка бесплатно бесплатно слушать радио онлайн сбербанк онлайн личный кабинет личный кабинет мтс отслеживание почта россии гороскоп на сегодня алиэкспресс на русском поздравления с днем рождения. Ne схемы по фото везет такси устроится на работу мо домодедово константиново буду помнить H песню Pascalerbcom баня из клееного бруса с хозблоком рисунки с видами владивостока больниц в канищево рязань официальный сайт аниме вампирские возлюбленные Yandex работа поиск резюме булавка вк бурцев книги скачать виза для граждан россии в мексику Шымкент ресторан ася чайка.
Схемы NE555
Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие.
Эта микросхема в себе содержит порядка 20 транзисторов и предназначена для работы в двух режимах. Первый режим — таймер, это прямое предназначение микросхемы, второй режим — генератор прямоугольных импульсов.
микросхема ne555
Примером создания электронной схемы, небольшой, но достаточно полезной во многих случаях, является придумка еще в е годы микрочипа универсального таймера Что это, шедевр электронной схемотехники? Электронные интегральные схемы — такая отрасль нашей науки и техники, возможности которой еще далеко не исчерпаны. Видимо, это и есть ростки того самого искусственного интеллекта, о котором так много уже сказано. Причем, если наш природный интеллект строится на элементах — нейронах — которые можно назвать электронно-химическими, то созданные руками человека интегральные схемы в природе не встречаются.
Микросхема 555: Собираем 5 гаджетов на базе микросхемы 555
Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования. На таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов. В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов. NE является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда.
схемы на таймере книга регулятор регулятор оборотов регулятор NE NE таймер двигатель простая схема електронные самоделки.
Таймер на микросхеме NE555 (включения и выключения). Реле времени своими руками на 555 микросхеме
Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина!
Годовая подписка на Хакер. Микросхема появилась сорок лет назад и стала фактически первым таймером на широком рынке. С тех пор из-за бешеной популярности микросхемы ее начали выпускать почти все производители электронных компонентов, и несмотря на почтенный возраст, до сих пор выходит многомиллионными тиражами. В этом году прошел конкурс проектов contest. Заявки принимались в нескольких категориях: искусство, сложные проекты, минималистичные и полезные гаджеты. Среди нескольких сотен проектов была видеоигра, собранная на целой горсти ; контроллер для пинбола; электрогитара; устройство, не дающее спать соседям; замок, отпирающий дверь по секретному стуку и еще куча интересного.
By biakss , July 18, in Схемотехника для начинающих.
Наличие искусственного освещения во стократ облегчило жизнь людей. В темной комнате резко включается лампочка — как же режет глаза? Не правда ли? От таких перепадов неизбежно страдает зрение. Это все потому что человеческий глаз эволюцией не приспособлен так быстро перестраиваться к изменению уровня освещения. Ведь ему это не нужно было, пока не изобрели электричество. Поэтому когда резко включается или выключается свет: первое время ничего не видно.
Бегущий поворотник на схеме, nE и, cD , форум. Включается при подачи напряжения, имеет 2 прошивки: -бегущий столбик -бегущая точка Файлы. Активные темы Темы без ответов.
Акустический выключатель на Таймере 555
Для изготовления приспособления, которое позволит бесконтактно включать и выключать свет в комнате, потребуется не много компонентов и знания в области электротехники. Цепь в сети будет замыкаться от звука хлопка.
Иногда такое устройство называют хлопковым коммутатором. Его конструкция включает конденсаторный микрофон, который принимает сигнал. При этом цепь замыкается не только от хлопка в ладони, но и от любого источника шума, имеющего сходную по высоте звуковую волну. На вход устройства поступает сигнал в виде колебания, а на выходе образуется ток, питающий светодиод или лампу. Таким образом, звуковая энергия будет преобразована в электрическую.
Комплектующие
Пред тем как приступать к работам по изготовлению прибора, нужно подготовить все необходимые компоненты. Их список приведен ниже:
- Резисторы на 330 Ом, 470 Ом, 1 кОм, 4,7 кОм и 47 кОм;
- Конденсатор на 10 мкФ – 1 шт.;
- Конденсатор на 100 нФ – 2 шт.;
- Электрический конденсаторный микрофон – 1 шт.;
- Светодиод – 1 шт.;
- Таймер 555 – 1 шт.;
- Батареи на 9В.
Принцип работы
Схема работы устройства приведена на рисунке ниже. Из нее видно, что источник звука активирует датчик. Этот датчик преобразует входящие колебания воздуха, возникшие от хлопка ладоней, и проводит их обработку. Звук попадает на чувствительные элементы конденсаторного микрофона, после этого включается индикатор, и колебания переводятся в электрическую энергию. Появившийся в сети ток идет к светодиоду или лампе накаливания, а источник света, в свою очередь, загорается.
При повторном хлопке цепь размыкается, подача тока к светодиоду прекращается, а лампочка гаснет. Можно сделать так, что бы источник света потухал через несколько секунд в автоматическом режиме. Для этого в настройки конденсатора 100 мФ и таймера 555 вносят необходимые изменения. Благодаря этому усовершенствованию импульс, который станет размыкать цепь, будет образовываться спустя определенный промежуток времени. Для управления устройством можно использовать не только хлопок, но также и любой другой шум сходный по амплитуде звуковой волны с ударом в ладони. Поэтому «звуком выключателя» может стать шлепанье тапка об пол, удар газеты по столу или что-нибудь иное.
Электрическая схема прибора основана на работе транзисторов. К тому же конденсаторный микрофон имеет прямой вывод на один из них. В схеме отсутствует переключатель, поэтому при подсоединении к батарее устройство сразу переходит во включенное состояние. Изменения в режим работы прибора вносятся посредством реле.
Как только колебания звуковой волны нужной амплитуды достигают конденсаторного микрофона, то полученный сигнал усиливается на входе и передается на таймер 555. После этого импульс преобразуется в электрический ток, который подается на светодиод. Перед проведением тестирования нужно убедиться, что к усилителю подсоединен отрицательный выход микрофона.
Чувствительность принимающего элемента изменить нельзя, а микрофон по умолчанию действует на небольшом радиусе. Если при тестировании устройство не срабатывает, то следует заменить использованный транзистор на другой. Некоторые модели транзисторов могут не подойти для этой схемы. Заменять можно и другие детали устройства, так как это обеспечит много возможностей для различных его модификаций.
Преимущества
- Устройство легко использовать, включать и выключать лампу или светодиод можно с помощью хлопка в ладоши.
- Вместо светодиода на выходе можно установить вентилятор, радио или другой электрический прибор.
Недостатки
Конденсаторный микрофон имеет малый радиус приема сигнала. Этот параметр устанавливается по умолчанию и не может быть изменен.
Автор: Виталий Петрович, Украина, Лисичанск.
Создайте свой собственный гигантский чип таймера 555
В мире магии был Гудини, который первым изобрел трюки, которые исполняются до сих пор. И у сжатия данных есть Джейкоб Зив.
В 1977 году Зив, работая с Абрахамом Лемпелем, опубликовал эквивалент
Гудини о Magic : статья в IEEE Transactions on Information Theory под названием «Универсальный алгоритм последовательного сжатия данных». и год LZ77 не был первым алгоритмом сжатия без потерь, но он был первым, который мог творить чудеса за один шаг.
В следующем году два исследователя выпустили уточнение, LZ78. Этот алгоритм стал основой для программы сжатия Unix, использовавшейся в начале 80-х; WinZip и Gzip, родившиеся в начале 90-х; и форматы изображений GIF и TIFF. Без этих алгоритмов мы, скорее всего, рассылали бы большие файлы данных на дисках вместо того, чтобы отправлять их по Интернету одним щелчком мыши, покупали бы нашу музыку на компакт-дисках вместо потоковой передачи и просматривали бы ленты Facebook, в которых нет скачущих анимированных изображений.
Зив продолжал сотрудничать с другими исследователями по другим инновациям в области сжатия. Именно его полная работа, охватывающая более полувека, принесла ему
Почетная медаль IEEE 2021 г. «за фундаментальный вклад в теорию информации и технологии сжатия данных, а также за выдающееся лидерство в исследованиях».
Зив родился в 1931 году в семье иммигрантов из России в Тверии, городе, который тогда находился в Палестине, управляемой британцами, а теперь является частью Израиля. Электричество и гаджеты — и мало что еще — очаровывали его в детстве. Например, играя на скрипке, он придумал, как превратить свой пюпитр в лампу. Он также пытался построить передатчик Маркони из металлических частей фортепиано. Когда он подключил устройство, весь дом погрузился во тьму. Он так и не заставил этот передатчик работать.
Когда в 1948 году началась арабо-израильская война, Зив учился в средней школе. Призванный в Армию обороны Израиля, он некоторое время служил на передовой, пока группа матерей не провела организованные акции протеста, требуя, чтобы самых молодых солдат отправили в другое место. Переназначение Зива привело его в ВВС Израиля, где он выучился на специалиста по радарам. Когда война закончилась, он поступил в Технион — Израильский технологический институт, чтобы изучать электротехнику.
После получения степени магистра в 1955, Зив вернулся в оборонный мир, на этот раз присоединившись к Израильской исследовательской лаборатории национальной обороны (сейчас
Rafael Advanced Defense Systems) для разработки электронных компонентов для использования в ракетах и других военных системах. Проблема заключалась в том, вспоминает Зив, что ни один из инженеров в группе, включая его самого, не разбирался в электронике более чем на базовом уровне. Их электротехническое образование было больше сосредоточено на энергосистемах.
«У нас было около шести человек, и нам приходилось учить себя, — говорит он. — Мы выбирали книгу, а затем учились вместе, как религиозные евреи, изучающие еврейскую Библию. Этого было недостаточно».
Цель группы состояла в том, чтобы построить систему телеметрии, используя транзисторы вместо электронных ламп. Им нужны были не только знания, но и детали. Зив связался с Bell Telephone Laboratories и запросил бесплатный образец своего транзистора; компания отправила 100.
«Это покрыло наши потребности на несколько месяцев, — говорит он. — Я отдаю должное тому, что первым в Израиле сделал что-то серьезное с транзистором».
В 1959 году Зив был выбран в качестве одного из немногих исследователей из израильской оборонной лаборатории для обучения за границей. Эта программа, по его словам, изменила эволюцию науки в Израиле. Его организаторы не направляли отобранных молодых инженеров и ученых в определенные области. Вместо этого они позволили им продолжить любое обучение в аспирантуре в любой западной стране.
«В то время для запуска компьютерной программы приходилось использовать перфокарты, а я их ненавидел. Вот почему я не стал заниматься настоящей информатикой.»
Зив планировал продолжить работу в области связи, но его больше не интересовало только оборудование. Недавно он прочитал
Теория информации (Prentice-Hall, 1953), одна из первых книг Стэнфорда Голдмана на эту тему, и он решил сосредоточить свое внимание на теории информации. И где еще можно изучать теорию информации, как не в Массачусетском технологическом институте, где начинал Клод Шеннон, пионер в этой области?
Зив прибыл в Кембридж, штат Массачусетс, в 1960 году. Его докторская степень. исследование включало метод определения того, как кодировать и декодировать сообщения, отправляемые по зашумленному каналу, сводя к минимуму вероятность и ошибку и в то же время сохраняя простоту декодирования.
«Теория информации прекрасна, — говорит он. — Она говорит вам, что является лучшим, чего вы можете достичь, и [она] говорит вам, как приблизить результат. наилучший возможный результат».
Зив противопоставляет эту уверенность неопределенности алгоритма глубокого обучения. Может быть ясно, что алгоритм работает, но никто не знает, является ли он наилучшим возможным результатом.
Во время работы в Массачусетском технологическом институте Зив подрабатывал у американского оборонного подрядчика.
Melpar, где он работал над программным обеспечением для исправления ошибок. Он нашел эту работу менее красивой. «В то время для запуска компьютерной программы приходилось использовать перфокарты, — вспоминает он. — И я их ненавидел. Вот почему я не занимался настоящими компьютерными науками».
Вернувшись в лабораторию оборонных исследований после двух лет в США, Зив возглавил отдел связи. Затем в 1970 году вместе с несколькими другими сотрудниками он поступил на факультет Техниона.
Там он познакомился с Авраамом Лемпелем. Они обсудили попытки улучшить сжатие данных без потерь.
В то время передовым методом сжатия данных без потерь было кодирование Хаффмана. Этот подход начинается с поиска последовательностей битов в файле данных и последующей их сортировки по частоте появления. Затем кодировщик строит словарь, в котором наиболее распространенные последовательности представлены наименьшим количеством битов. Та же идея лежит в основе азбуки Морзе: наиболее часто встречающаяся в английском языке буква e представлена одной точкой, в то время как более редкие буквы имеют более сложные комбинации точек и тире.
Кодирование Хаффмана, хотя и используется сегодня в формате сжатия MPEG-2 и формате JPEG без потерь, имеет свои недостатки. Требуется два прохода через файл данных: один для вычисления статистических характеристик файла, а второй для кодирования данных. А хранение словаря вместе с закодированными данными увеличивает размер сжатого файла.
Зив и Лемпель задались вопросом, смогут ли они разработать алгоритм сжатия данных без потерь, который будет работать с любыми данными, не требует предварительной обработки и обеспечит наилучшее сжатие этих данных, цель, определяемая чем-то, известным как энтропия Шеннона. Было неясно, возможна ли вообще их цель. Они решили выяснить.
Зив говорит, что он и Лемпель были «идеальной парой» для решения этого вопроса. «Я знал все о теории информации и статистике, а Абрахам хорошо разбирался в булевой алгебре и информатике».
Им пришла в голову идея, чтобы алгоритм искал уникальные последовательности битов одновременно со сжатием данных, используя указатели для ссылки на ранее просмотренные последовательности. Этот подход требует только одного прохода через файл, поэтому он быстрее, чем кодирование Хаффмана.
Зив объясняет это так: «Вы просматриваете входящие биты, чтобы найти самый длинный участок битов, для которого есть совпадение в прошлом. Предположим, что первый входящий бит равен 1. Теперь, поскольку у вас есть только один бит, вы никогда не видели его в прошлом, поэтому у вас нет другого выбора, кроме как передать его как есть».
«Но затем вы получаете еще один бит, — продолжает он. — Скажем, это тоже 1. Итак, вы вводите в свой словарь 1-1. Допустим, следующий бит — 0. Итак, в вашем словаре теперь есть 1-1, а также 1-0″.
Вот тут-то и появляется указатель. В следующий раз, когда поток битов будет включать 1-1 или 1-0, программа не будет передавать эти биты. Вместо этого он отправляет указатель на место, где эта последовательность впервые появилась, вместе с длиной совпадающей последовательности. Количество битов, необходимых для этого указателя, очень мало.
«Теория информации прекрасна. Он говорит вам, что является лучшим, чего вы можете достичь, и (оно) говорит вам, как приблизить результат».0003
«В основном это то, что они делали при публикации
TV Guide , — говорит Зив. — Они запускали синопсис каждой программы по одному разу. Если программа появлялась более одного раза, они не публиковали синопсис повторно. Они просто говорили: вернитесь к странице x ».
Декодирование таким способом еще проще, потому что декодеру не нужно идентифицировать уникальные последовательности. Вместо этого он находит расположение последовательностей, следуя указателям, а затем заменяет каждый указатель копией соответствующей последовательности.
Алгоритм сделал все, что намеревались сделать Зив и Лемпель, — он доказал, что универсально оптимальное сжатие без потерь без предварительной обработки возможно.
«В то время, когда они опубликовали свою работу, тот факт, что алгоритм был четким и элегантным, а также его легко реализовать при низкой вычислительной сложности, почти не имел значения», — говорит Цахи Вайсман, профессор электротехники в Стэнфордском университете, специализирующийся на теории информации. «Это было больше о теоретическом результате».
В конце концов, однако, исследователи признали практическое значение алгоритма, говорит Вайсман. «Сам алгоритм стал действительно полезным, когда наши технологии начали работать с файлами большего размера, чем 100 000 или даже миллион символов».
«Их история — это история о силе фундаментальных теоретических исследований, — добавляет Вайсман. — Вы можете установить теоретические результаты о том, что должно быть достижимо, и десятилетия спустя человечество извлечет пользу из реализации алгоритмов, основанных на этих результатах».
Зив и Лемпель продолжали работать над технологией, пытаясь приблизиться к энтропии для небольших файлов данных. Эта работа привела к LZ78. Зив говорит, что LZ78 кажется похожим на LZ77, но на самом деле сильно отличается, потому что предвосхищает следующий бит. «Допустим, первый бит равен 1, поэтому вы вводите в словарь два кода, 1-1 и 1-0, — объясняет он. Эти две последовательности можно представить как первые ветви дерева».
«Когда приходит второй бит, — говорит Зив, — если он равен 1, вы отправляете указатель на первый код, 1-1, а если он равен 0, вы указываете на другой код, 1-0. расширить словарь, добавив еще две возможности к выбранной ветви дерева. Если вы делаете это неоднократно, последовательности, которые появляются чаще, будут увеличивать длину ветвей».
«Оказывается, — говорит он, — это было не только оптимальным [подходом], но и настолько простым, что сразу стало полезным».
Джейкоб Зив (слева) и Абрахам Лемпель опубликовали алгоритмы сжатия данных без потерь в 1977 и 1978 годах, оба в IEEE Transactions on Information Theory. Эти методы стали известны как LZ77 и LZ78 и используются до сих пор. Фото: Джейкоб Зив/Technion
Пока Зив и Лемпель работали над LZ78, они оба находились в творческом отпуске в Технионе и работали в американских компаниях. Они знали, что их разработка будет коммерчески полезной, и хотели ее запатентовать.
«Я работал в Bell Labs, — вспоминает Зив, — и поэтому подумал, что патент должен принадлежать им. Но они сказали, что невозможно получить патент, если это не аппаратное обеспечение, и они не были заинтересованы в попытках». (Верховный суд США не открывал двери для прямой патентной защиты программного обеспечения до 1980-х годов.)
Однако работодатель Лемпеля, Sperry Rand Corp., был готов попробовать. Компания обошла ограничения на патенты на программное обеспечение, создав аппаратное обеспечение, реализующее алгоритм, и запатентовав это устройство. Сперри Рэнд последовал за этим первым патентом с версией, адаптированной исследователем Терри Уэлчем, которая называется алгоритмом LZW. Именно вариант LZW получил наибольшее распространение.
Зив сожалеет, что не смог напрямую запатентовать LZ78, но, по его словам, «нам нравился тот факт, что [LZW] был очень популярен. Это сделало нас знаменитыми, и нам также понравились исследования, к которым они нас привели».
Одна из последующих концепций стала называться сложностью Лемпеля-Зива, мерой количества уникальных подстрок, содержащихся в последовательности битов. Чем меньше уникальных подстрок, тем сильнее можно сжать последовательность.
Эта мера позже стала использоваться для проверки безопасности шифровальных кодов; если код действительно случайный, его нельзя сжать. Сложность Лемпеля-Зива также использовалась для анализа электроэнцефалограмм — записей электрической активности мозга — для
определения глубины наркоза, для диагностики депрессии и для других целей. Исследователи даже применили его для анализа поп-лирики, чтобы определить тенденции повторяемости.
За свою карьеру Зив опубликовал около 100 рецензируемых статей. В то время как статьи 1977 и 1978 годов являются самыми известными, у теоретиков информации, пришедших после Зива, есть свои фавориты.
Для Шломо Шамая, выдающегося профессора Техниона, именно статья 1976 года представила
Алгоритм Винера-Зива, способ определения пределов использования дополнительной информации, доступной декодеру, но не кодеру. Эта проблема возникает, например, в видеоприложениях, которые используют тот факт, что декодер уже расшифровал предыдущий кадр, и поэтому его можно использовать в качестве дополнительной информации для кодирования следующего.
Для Винсента Пура, профессора электротехники Принстонского университета, это статья 1969 года, описывающая
граница Зива-Закаи, способ узнать, получает ли процессор сигналов наиболее точную возможную информацию из данного сигнала.
Зив также вдохновил ряд ведущих экспертов по сжатию данных на курсах, которые он вел в Технионе до 1985 года. Вайсман, бывший студент, говорит, что Зив «глубоко увлечен математической красотой сжатия как способа количественного измерения информации. Пройдя курс у него в 1999 сыграл большую роль в том, чтобы поставить меня на путь моих собственных исследований».
Он был не единственным, кто был так вдохновлен. «Я прошел курс по теории информации у Зива в 1979 году, в начале учебы в магистратуре, — говорит Шамай. — Прошло более 40 лет, а я до сих пор помню этот курс. Мне захотелось взглянуть на эти проблемы, провести исследование и получить докторскую степень».
В последние годы глаукома лишила Зива большей части зрения. Он говорит, что статья, опубликованная в IEEE Transactions on Information Theory в январе этого года он последний. Ему 89.
«Я начал писать статью два с половиной года назад, когда у меня еще было достаточно зрения, чтобы пользоваться компьютером, — говорит он. — В конце концов, Юваль Кассуто, младший преподаватель Техниона, завершил проект». В работе рассматриваются ситуации, в которых требуется быстрая передача больших информационных файлов в удаленные базы данных.
Как объясняет Зив, такая необходимость может возникнуть, когда врач хочет сравнить образец ДНК пациента с предыдущими образцами того же пациента, чтобы определить, была ли мутация, или с библиотекой ДНК, чтобы определить, была ли у пациента генетическое заболевание. Или исследователь, изучающий новый вирус, может захотеть сравнить последовательность его ДНК с базой данных ДНК известных вирусов.
«Проблема в том, что количество информации в образце ДНК огромно, — говорит Зив, — слишком много, чтобы сегодня по сети можно было отправить его за считанные часы или даже, иногда, за дни. Если вы, скажем, пытаетесь для выявления вирусов, которые очень быстро меняются во времени, это может быть слишком долго».
Подход, который он и Кассуто описывают, включает использование известных последовательностей, которые обычно появляются в базе данных, чтобы помочь сжать новые данные, без предварительной проверки на конкретное соответствие между новыми данными и известными последовательностями.
«Я очень надеюсь, что это исследование может быть использовано в будущем», — говорит Зив. Судя по его послужному списку, Cassuto-Ziv — или, возможно, CZ21 — добавит к его наследию.
Эта статья появилась в печатном выпуске за май 2021 года под названием «Создатель сжатия». С кодом › On By TheMagicSmokeIn Integrated Electronics ИС таймера 555 — одна из тех вечнозеленых и универсальных ИС, которые находят место во всех обычных приложениях электроники. Что оно делает? Он генерирует прямоугольную волну, используемую в приложениях синхронизации и во многих других областях. В основном он имеет три режима работы – моностабильный, абстабильный, бистабильный. Каждый из этих режимов может быть реализован с использованием очень небольшого количества дополнительных компонентов. Здесь я покажу, как вы можете сделать свою собственную версию таймера 555, используя только вентили И-НЕ, операционные усилители, транзистор и несколько резисторов! Теперь вы можете подумать, какова цель создания этого, когда вы можете купить микросхему по очень низкой цене. Ответ заключается в том, что вы лучше изучаете электронику, понимаете, как на самом деле работает ИС, и повышаете свою уверенность в построении электронных схем. Давайте сначала взглянем на упрощенную принципиальную схему нашего собственного таймера 555. Обратите внимание, что я создал конфигурацию делителя напряжения, используя три резистора 4,7 кОм. Фактическая ИС использует 5 кОм (отсюда и ее название), но 4,7 кОм были легко доступны для меня. Эта сеть создает два уровня напряжения Vcc/3 и (2*Vcc)/3 . Затем в качестве компараторов здесь используются два операционных усилителя. Уровни напряжения подключаются к отдельным входам операционных усилителей. Выводы Trigger и Threshold подключаются к другим входам двух компараторов и служат той же цели, что и исходная ИС. Под операционными усилителями находятся два логических элемента И-НЕ, которые сопряжены для формирования защелки SR. Выход компаратора 1 Устанавливает защелку, а выход компаратора 2 Сбрасывает защелку. Выход защелки Q является выходом для всей нашей схемы. Дополненный выход Q’ управляет транзистором с биполярным переходом npn через резистор 220 Ом. Этот транзистор используется для разрядки времязадающего конденсатора, а его коллектор представляет собой вывод разрядки, аналогичный фактической микросхеме. Выводы сброса и управляющего напряжения, присутствующие в микросхеме 555, здесь проигнорированы только ради упрощения схемы. Теперь построим саму схему. Мы будем использовать Quad NAND Gate IC 74LS00 с двумя входами и LM358, который поставляется в виде пакета с двумя операционными усилителями. Здесь нашим биполярным транзистором будет транзистор 2N2222A. По этой схеме реализован неустойчивый мультивибратор с использованием двух резисторов по 6,8 кОм (взятых произвольно) и конденсатора на 60 нФ. 9(-9)) Измерив выходной сигнал (желтая кривая) и напряжение конденсатора (зеленая кривая) с помощью цифрового USB-осциллографа, мы видим, что частота составляет 1,157 кГц, а коэффициент заполнения — 64,6 %, что довольно точно соответствует теоретическим значениям. Создание собственной микросхемы таймера 555 – Электроника с TheMagicSmoke
= 1,176 кГц
Рабочий цикл
= (R1 + R2) * 100 / (R1 + 2*R2)
= (2 * Р * 100) / (3 * Р)
= 66,7 %