В данной дипломной работе проектируется укв передатчик для судовой Радиостанции. Основные технические параметры передатчиков соответствуют гост 22580-84



страница3/5
Дата31.07.2016
Размер0.76 Mb.
ТипРеферат
1   2   3   4   5

6. Синтезатор частот

  • В качестве синтезатора частот выберем цифровой синтезатор частот [стр. 193,2].



  • Рис.5. Структурная схема цифрового синтезатора частоты.

  • ИФАП- импульсная фазовая автоподстройка „

  • ПГ-перестраиваемый по частоте автогенератор

  • ДПКД-делитель с переменным коэффициентом деления

  • ИФД-импульсно- фазовый дискриминатор

  • ФНЧ-фильтр нижних частот

  • Д-делитель

  • ЭГ-эталонный генератор

  • В цифровом синтезаторе частоты используются элементы цифровой схемотехники. По существу он представляет собой систему импульсной фазовой автоподстройки (ФАП) с импульсно- фазовым дискриминатором (ИФД). В высокочастотном тракте которого находится делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД). На правый вход ИФД поступает преобразованное в импульсы колебание от эталонного генератора и делителя частоты с коэффициентом деления 400, с высокостабильной частотой квантования Рс=25кГц.

  • А коэффициент деления Кд будет изменяться в пределах:



  • В качестве эталонного генератора выберем генератор типа «Сонет-М» [стр.282,3].















  • Таблица 1 – Характеристики опорного генератора «Сонет-М»

    1. Частота, МГц

    1. Нестабильноcт

    2. частоты

    1. Температ

    2. ура окружаю

    3. щей среды, С

    1. ивыхВ

    1. Напряжение

    2. источника

    3. питания,В

    1. Энергопетреб- ление, Вт

    1. Масса, кг

    1. Обьем, л

    1. кратковре- менная

    1. су точная

    1. 10

    1. 10-10

    1. 2*10-6

    1. -10…+50

    1. 0.25

    1. 12 ±1.2

    1. 0.7/0.3

    1. 0.05

    1. 0.005

  • По заданию шаг сетки частот у нас равен. Тогда коэффициент деления Ki будет равен:



  • А коэффициент деления Кд будет изменяться в пределах:



  • Параметры типового кварцевого ОГ: частота-= 10МГц; относительная нестабильность частоты- кратковременная: Ю"10, суточная: 2x10"6; температура окружающей среды- (- 10-^+55)4 напряжение питания- 12В; выходное напряжение-; потребляемая мощность- 0,ЗВм; масса - 25г; объем-0,025л.

  • Для построения нашего цифрового синтезатора частот применим быстродействующую микросхему КФ1015ПЛЗ. Их выпускают в пластмассовом 16-выводном миниатюрном корпусе 4308.16-1. Масса прибора- не более 0.3 г.

  • В состав микросхемы входят (см.рис.6) генератор образцовой частоты делитель образцовой частоты, усилитель- формирователь входных ВЧ- импульсов, тракт двоичного делителя частоты с программируемым коэффициентом деления, состоящий из двухмодульного предварительного делителя частоты на 31 и 32, пятиразрядного счетчика управления предделителем, двенадцати старших разрядов программируемого делителя и логического блока управления, частотно-фазовый детектор и двадцатиразрядные приемный в буферный регистры.

  • http://www.rlocman.ru/i/image/2009/02/02/2.gif

  • Рисунок. Структурная схема микросхемы КФ1015ПЛЗ.

  • Цоколевка микросхемы: выв.1- общий для приемного и буферного регистров, тракта программируемого делителя частоты и частотно - фазового детектора. Минусовый вывод питания; выв.1 - зарядный выход частотно - фазового детектора (сток полевого транзистора с р-каналом); выв.З - разрядный выход частотно - вазового детектора (сток полевого транзистора с п- каналом); выв. 4- контрольный вывод индикации фазовой синхронизации в петле ФАПЧ; выв.5- ВЧ вход усилителя- формирователя тракта программируемого делителя4 выв.7- вход разрешения перезаписи информации из приемного регистра в буферный; выв.8- вход тактовых импульсов записи информации; выв.9- плюсовой вывод питания; выв. 10- вход записи информации о коэффициентах деления; выв. 11 - вывод для подключения кварцевого резонатора; вход генератора образцовой частоты; выв. 12- вывод для подключения кварцевого резонатора; вход сигнала внешнего генератора образцовой частоты; выв. 13- вход сигнала отключения выхода делителя образцовой частоты (при уровне 1); выв. 14- выход делителя образцовой частоты (при уровне 0 на выв. 13) или вход частотно - фазового детектора (пи уровне й на выв. 13); выв. 15- общий для генератора и делителя образцовой частоты, минусовый вывод питания; выв. 16- контрольный выход приемного регистра.



  • Основные характеристики прии напряжении питания 5В, а также

  • Предельно-допустимые значения микросхемы КФ1015ПЛЗ приведены в табл.4.

    1. Параметр

    1. Значение

    1. Номинальное напряжение питания, В

    1. 4,5...5,5

    1. Пределы коэффициента деления тракта программируемого делителя частоты

    1. 992-131071

    1. Шаг коэффициента деления программируемого делителя

    1. 1

    1. Коэффициенты деления делителя образцовой частоты

    1. 100, 200, 40( 512, 640, 80( 1000, 1024

    1. Интервал входной частоты тракта программируемого делителя, МГц д л я К Ф1015Ш13 А для КФ1015ПЛЗБ

    1. 50... 1000 20...800

    1. Интервал входной частоты делителя образцовой частоты, МГц

    1. 1...50

    1. Чувствительность усилителя- формирователя, Вэфф, (меньшее значение - для

    2. частоты в пределах 50...500 МГц)

    1. 0,2...0,9

    1. Чувствительность по входу генератора образцовой частоты (для внешнего кварцевого генератора), мВэфф

    1. 100...150

    1. Наибольший потребляемый ток, мА, не более

    1. 15

    1. Выходное сопротивление выходов частотно-фазового детектора, Ом, не более

    2. зарядного разрядного

    1. 300 200

    1. Выходное сопротивление делителя образцовой частоты, Ом, не более

    1. 200

    1. Выходное сопротивление контрольного выхода индикации фазовой синхронизации, Ом, не более

    1. 200

    1. Выходное сопротивление генератора образцовой частоты, Ом, не более

    1. 200

    1. Входной ток входа разрешения перезаписи информации из приемного регистра в буферный (выв. 7), входа тактовых импульсов записи информации (выв. 8), входа записи информации о коэффициенте деления (выв.Ю)и входа сигнала отключения выхода делителя образцовой частоты (выв. 13), мкА, не более

    1. ±1

    1. Входной ток ВЧ входа усилителя- формирователя (выв. 5) и входа генератора образцовой частоты (выв. 12), мкА, для сигнала низкого уровня высокого уровня

    1. не менее -30 не более +30

    1. Предельно допустимые значения











    1. Предельные значения напряжения питания, В

    1. 3...6

    1. Наибольший электростатический потенциал. В, не менее

    1. 150

    1. Рабочий интервал температуры окружающей среды, °С

    1. -60...+70

    1. Предельные значения температуры окружающей среды, °С

    1. -70...+85





  • На рис.7 представлена схема включения прибора.



  • Рис.7. Схема включения микросхемы.

  • Так как мы в качестве образцового генератора используем внешний стабильный кварцованный генератор «Сонет», то его выходной сигнал напряжением 250мВ подают на выв.12 через разделительный конденсатор емкостью 1000...10000пФ. Также необходимо, чтобы частота среза ФНЧ была меньше нижней модулирующей частоты. Для

  • этого в схеме включения микросхемы заменим номинал конденсатора Сб (рис. 26). Возьмем его Сб=0.1 мкФ. Тогда частота среза ФНЧ будет равна мкФ =100 Гц.

  • Значительного снижения энергопотребления (при работе на частоте до 600 Мгц) можно достичь, понизив напряжение питания до 3.3...4 В. При этом потребляемый ток уменьшается до 4.. .5 мА и к тому же улучшается чувствительность по ВЧ входу микросхемы.

  • Произведем расчет автогенератора. Схема автогенератора построена по емкостной трехточечной системе (схема Клаппа). В индуктивную ветвь контура включен конденсатор Сз. Введение конденсатора Сз позволяет применить катушку индуктивности с такой конструкцией и индуктивностью, при которой ее добротность на рабочей частоте будет максимальной. Кроме того, введение емкости Сз уменьшает коэффициент подключения транзистора к контуру, снижая тем самым дестабилизирующее влияние меняющихся параметров транзистора на частоту автогенератора.





  • Рисунок 8 – Схема автогенератора.

  • Число бесподстроечных каналов:





  • 6.1 Расчет автогенератора



  • Использование транзисторов позволяет построить автогенератор (АГ) практически на любую частоту и мощность, что и обусловливает их самое широкое распространение в радиоаппаратуре. АГ является первичным источником гармонического сигнала в любой радиотехнической системе, в первую очередь, в радиопередатчике.

  • Далее будет рассчитан АГ высокочастотных, т.е., радиочастотных колебаний. Как всякая радиочастотная цепь, интересующий нас АГ строится с использованием индуктивных L и емкостных С элементов. Поэтому такие АГ называют LС- автогенераторами. Отличая этим их относительно низко- частотных RС- автогенераторов.

  • По техническому заданию требуется, чтобы рабочая частота была 156,8 МГц.

  • С точки зрения надежности, простоты и доступности было принято решение разработать автогенератор для лабораторного макета на базе биполярного транзистора КТ 368Б, который имеет следующий характеристики:

  • -максимальный ток коллектора;

  • - максимальное напряжение коллектор- эмиттер;

  • - максимальное обратное напряжение эмиттер - база;

  • -максимальная мощность4

  • -емкость коллекторного перехода;

  • -напряжение запирания;

  • -температура перехода;

  • - статический коэффициент передачи тока в схеме ОЭ;

  • с- постоянная времени цепи коллектора;

  • - рабочая частота.

  • Далее, определим дополнительные параметры транзистора, необходимые для дальнейшего расчета автогенератора по рекомендациям [1];

  • Крутизна по переходу:

  • Зададимся средним током коллектора:, тогда:



  • Потери в материале базыколлектораи эмиттера:



  • Сопротивление рекомбинации:



  • Крутизна статической характеристики коллекторного тока:



  • Статическая крутизна по базе:













  • 6.1.1 Расчет режима и параметров автогенератора.

  • Расчет ведется согласно методике и формулам из [1]. Принимаем напряжение источника питания цепи коллектора (напряжение смещения)

  • Задаемся углом отсечки. Который в автогенераторах обычно равен





  • Берем для этого угла

  • По графикам (рис.10.5[1]) находим, и затем находим значения коэффициентов обратной связи, соответствующие работе активного элемента в АГ в предельных режимах: К,- по току, Ки-по напряжению, Кр-по мощности рассеяния.

  • Каждый из них можно выразить через нормированные значения предельно допустимых параметров и некоторые функции, зависящие только от угла отсечки:







  • Таким образом, в данном случае наиболее жесткое ограничение по К определяется допустимым током. Выбираем Далее определяем:

  • Напряжение коллектор- эмиттер:



  • Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:







  • Выходная мощность:



  • Сопротивление коллекторной нагрузки:



  • Проводимость коллекторной нагрузки:



  • КПД цепи коллектора:





  • Мощность, рассеиваемая коллектором:





  • Мощность, рассеиваемая цепью коллектора:





  • Амплитуда напряжения возбуждения:



  • Постоянная составляющая коллекторного тока:



  • Постоянная составляющая базового тока:





  • 6.1.2 Расчет параметров колебательного контура.

  • Автогенератор можно выполнить на основе емкостной или индуктивной трехтонки. В силу того, что емкостная трехточка на базе схемы Клаппа, производит лучшую фильтрацию высших гармоник, примем ее в качестве колебательного контура автогенератора.

  • Примем параметры контура:

  • Qxx- добротность нагруженного контура;

  • Pкл=0.25-постоянная Клаппа;

  • ηсц =0.1 -КПД согласующей цепи.

  • Рис.1. Схема автогенератора Клаппа.



  • Коэффициент включения:





  • Суммарный коэффициент включения:



  • Добротность нагруженного контура:

  • ?



  • Характеристическое сопротивление контура р:





  • Номиналы элемента колебательного контура на рабочей частоте



  • Емкость контура:















  • Индуктивность контура:





  • Расчет элементов цепей питания автогенератора.

  • Для создания благоприятного и стабильного режима работы автогенератора необходимы дополнительные цепи, которые бы смогли преобразовать общее питающее напряжение 12В в напряжения, меньших значений для эффективной работы транзистора.



  • Рис.2. Схема автогенератора на основе емкостной трехтонки Клаппа со схемой подачи напряжения.

  • Напряжение питания автогенератора:









  • Чтобы обеспечить термостабилизацию падения напряжения на резисторе R-э, стоящим в эмиттерной цепи транзистора, примем:



  • а смещение перехода база - эмиттер:

  • Падение напряжения на сопротивлении R2 не может быть менее чем

  • Примем тогда сопротивления в цепи делителя:





  • Сопротивление резистора в цепи эмиттера:

  • Емкость конденсатора в цепи эмиттера:





  • Падение напряжения на резисторе Rk стоящем в коллекторной цепи, тогда:



  • Для обеспечения автосмещения на базе транзистора найдем сопротивление Rb:





    1. ПОВЕДЕНИЕ И ХИМИЯ МОЗГА



    2. A. ИСТОРИЧЕСКИЕ ТЕНДЕНЦИИ



    3. преамбула





    4. Рождения человечества будет отмечаться не костями, а поведением. Это не умаляет важность костей; окаменелости будет продолжать заострить внимание наших географических и временных происхождения. Тем не менее, определяющая характеристика гомо сапиенс не большой и не так мозг, это, скорее, работой мозга, поведение, чувства, ум (если хотите).



    5. Интерпретация геологической летописи выходит далеко за рамки физической структуры. Череп может быть найден в непосредственной близости от различных инструментов, кости животных (возможно, с ущербом, который соответствует структуре инструмента), остатки растений, что свидетельствует о домашних хозяйствах, и так далее. Все это может привести к догадка о культуре и поведении наших предков. Предположения о функции головного мозга. В самом деле, это не случайно, что термин череп часто заменяется термином случае мозга, предполагая, что недостающие содержание являются более важными, чем пустой череп. Мы согласны. Цель этого краткого экскурса в нашей родословной является обеспечение крайний пример старого философского вопроса, проблема разума и тела (ср, Utall, 1978). Является ли ум или поведение человека продуктом тела или это отдельное (духовное) юридическое лицо? Почти все из нас готовы сидеть по обе стороны этого философского забора:



    6. С одной стороны, мы легко убедиться, что дела мозга говорят нам кое-что о характере содержимого. Несмотря на то, что трудно представить себе что-нибудь менее динамичный, чем миллионов лет череп расположившись в камне, мы считаем, что эти данные могут обеспечить по крайней мере глобального понятия о поведении потенциала. Окружающие артефакты (инструменты и т.д.) дополняют эти доказательства и обогатить нашу интерпретацию культуры наших предков.



    7. Как это ни парадоксально, как свидетельство становится сильнее, наши убеждения имеют тенденцию становиться слабее. Перемещение вперед во времени к нашему текущему существования, у нас нет никакой трудно принять тот факт, что серьезное повреждение головного мозга приводит к серьезным изменениям в поведении. Мозг, очевидно, орган (ненормальное) поведение. Мозг может быть признан как орган поведения, но каждый из нас цепко цепляется убеждение, что мы больше, чем продукт нашей физиологии мозга. Существует сильное ощущение, что у нас есть отдельные личности (само) и свободную волю, которая позволяет нам контролировать наш собственный мозг. Студенты мозга и поведения не имеют иммунитета к этим чувствам, но чувства должны быть приостановлены в отдельных случаях, чтобы преследовать фундаментальное убеждение, что поведение имеет предсказуемые причины, и что эти причины могут быть найдены в работе мозга.



    8. Цель этого текста заключается в обеспечении лучшего понимания автомобиля для чувств, эмоций и мотивации человеческого опыта. Мы будем пытаться развить понимание взаимопроникновения мозга, поведения и окружающей среды. Мы будем обсуждать химию поведения как в буквальном смысле нейрохимию и переносном смысле анализа реакций с окружающей средой.



    9. Возможно, слово успокоения требуется относительно уровня анализа, который будет осуществляться. Есть три традиционных и перекрывающиеся подразделения материала, покрытого в этом учебнике:



    10. Нейрохимия является изучение химических реакций и функций отдельного нейрона или небольших популяций нейронов.



    11. Поведенческие Фармакология является анализ воздействия наркотиков на поведение (как правило животных), с особым акцентом на разработке и классификации лекарственных средств.



    12. Психофармакологии является изучение воздействия наркотиков на поведение (как правило, людей), с особым акцентом на изменения настроения, эмоций и психомоторных способностей.



    13. Каждый из этих поддисциплин является редукционистский по-своему и имеет тенденцию анализировать мозг и / или поведение таким образом, что кажется стерильной для большинства начинающих студентов. Мы не намерены снижать поведение и химию на простом уровне в способе, которым химик будет анализировать соединение. В самом деле, наша цель состоит в том, чтобы синтезировать, а не анализировать. Мы намерены продолжать свою признательность за счет повышения осведомленности о механизмах поведения. Ценители вина хорошо осведомлены о климате, виноград, и брожения; не они не менее благодарный, потому что они знают, что ремесло винодела в. Знатоки классической музыки хорошо осведомлены о тон, ритм и структуру; не они не менее благодарный, потому что они знают счет. Наша цель состоит в том, чтобы обогатить свою оценку поведения, объясняя некоторые из процессов, лежащих в основе свои чувства.



    14. Достаточно preambling. Проследим некоторые из исторических событий, как в полевых и лабораторных условиях, которые помогли сформировать наши нынешние концептуализации химических основ поведения.









    15. Народные средства



    16. Корни поведенческой фармакологии (не каламбур) вернуться много веков. Практическое знание употребления наркотиков явно предвосхищает знание о том, что мозг является органом поведения, и, вероятно, предвосхищает появление первых практикующих врачей. На самом деле, вполне вероятно, что медицинские работники возникли в результате накопления знаний о народных средствах. Те лица, которые были особенно осведомлены о средствах правовой защиты их культуры, вероятно, стали практикующих врачей. История конкретных препаратов будут включены во многих последующих главах, но несколько примеров в этой точке обеспечит аромат как силы и сложности народной медицины. (Некоторые из конкретных историй, которые следуют, а также многочисленные дополнительные из них, представлены более подробно в различных изданиях Гилман, Goodman & Gilman, например, 1980.)



    17. Старая поговорка, что вылечить одного человека это яд другого человека кажется особенно уместным к истории фармакологии. Многие из соединений, которые являются полезными в медицине являются производными от стрелка яды, яды (приключений, чтобы обнаружить практикующих колдовство) и пестицидов.



    18. Особенно хорошим примером таких многочисленных приложений является использование атропина древними индусами и римлянами. Это соединение, экстракт паслена и родственных растений, был использован в качестве инструмента профессиональным отравителей средневековья. В то же время, модницы размещали капли атропина раствора в глаза как косметическое средство. Расширение зрачков сделало женщин более привлекательными, заставляя мужчин верить, что они были объектом эмоционального притяжения. Эти противоположные виды использования привели Linné 'назвать кустарник Атропа белладонны (Atropos, после того, как один из трех судьбах, которые порезали нить жизни;. Белладонна означает красивая женщина) Сегодня, мужчины и женщины одинаково имеют капли атропина помещенные в их глазах, но в первую очередь с целью проверки зрения. Он также используется для широкого спектра медицинских целей и, как мы увидим по всему тексту, по-прежнему широко используется в качестве инструмента исследования.



    19. Экстракт из наперстянки завода (Digitalis пурпура - цветок выглядит как фиолетовый палец) был использован в столь же разнообразным способом. Древние римляне использовали наперстянку в качестве тонизирующего средства, крысиный яд, мочегонное, рвотное, стрела ядом и тяжелым испытанием яд. Совсем недавно, это использовалось более современными врачами для лечения водянки (нечетко определенному анемией расстройство) и различных нарушений сердечной мышцы. Удивительно, но есть основания полагать, что это соединение, стимулятор симпатической нервной системы, была эффективна для каждого из этих приложений.



    20. Общества, которые едят грибы известны в течение многих столетий, что некоторые виды приводят к насильственной болезни и возможной смерти, другие приводят в ярких галлюцинаций, а другие просто вкусное дополнение к диете. Иски и Встречные о том, какие виды делает то, что были переданы на протяжении веков, но некоторые виды (в особенности мухоморами) были хорошо каталогизированы, и химическое вещество известно как мускарином играет ключевую роль в развитии психофармакологии 20-го века.



    21. Это не редкость для лечения, чтобы взять на себя религиозное значение в культуре. Любопытная болезнь системы кровообращения появились по всей Европе несколько веков назад (несколько случаев по-прежнему появляются). Болезнь появилась в циклах эпидемии и начался как покалывание и потеря чувствительности в конечностях. По мере развития болезни, кровообращение ног и рук получили все хуже и хуже, в конечном счете, приводит к гангрене. Почерневшие конечности отомрут, и, как говорили, был поглощен Благодатного огня. На ранних стадиях заболевания можно успешно лечить с помощью временного пребывания в храм Святого Антония. Это средство было часто эффективным, а не из-за религиозного обращения, а потому, что зерна в районе храма не был заражен с спорыньи, который вызвал расстройство.



    22. Один из самых известных древних соединений является стрихнин, который в дополнение к его легендарных свойств, как яд, широко используется (даже современных врачей) в качестве стимулятора. Соединение может быть извлечена из самых разнообразных деревьев и кустарников (рода Strychnos) коренной в Азии, Африке и Австралии. Любопытно, что южноамериканские родственники этих растений дают несколько различные химические (кураре), которая парализует мышцы. Последнее соединение было очень эффективным стрелка яд и используется сегодня как мышечный релаксант во время серьезной операции.



    23. Среди всех этих лечений и ядов, почти в каждой культуре удалось найти один или несколько рекреационных наркотиков. Кофе и табак из Северной и Южной Америки, опиум и чай с Востока, из Африки кокаина и алкоголя из почти везде. Все эти соединения были использованы для их специфической способности изменить настроения и чувства. В некоторых случаях использование было ограничено церемониальных целей, но чаще всего использование было обычным и широко распространены по всей культуре. Мы будем иметь дело с этими соединениями в значительно более подробно позже.



    24. Последний пример будет служить для иллюстрации точности, что в народной медицине может достичь в пределах конкретной экологической ситуации. Серповидно-клеточная анемия, генетическое заболевание клеток крови, было любопытство, потому что это пагубное рецессивный ген не должен быть настолько широко распространена. В гомозиготном состоянии, в котором угнетаемых индивид обладает как рецессивные гены, условие почти всегда заканчивается смертельным исходом. Тем не менее, гетерозиготные человек, который имеет только один такой ген часто показывает только слабые симптомы заболевания. Почему ген клетки серпа остались в некоторых популяциях? Ответ заключается в том, что расстройство также дает преимущество в том, что индивидуум с sickled клетками гораздо более устойчивы к малярии, так что в средах, где распространена малярия, гетерозиготного индивидуум на самом деле лучше приспособлен к окружающей среде, чем отдельный человек, который не несет гены устойчивости к болезни.



    25. С этой части головоломки на месте, мы переходим к некоторых африканских культурах, которые повышают ямс в качестве основного штапель в их рационе. Ямс собирают в начале сезона дождей, но из-за религиозных запретов, не едят, пока сезон дождей не закончился, и в это время праздник ямса планируется. Любопытный аспект этого является то, что часто не хватает пищи, и люди терпеть голод среди обильных магазинах ямса, пока дожди не стихают. Хотя эта практика, вероятно, была проведена в течение многих столетий, это было только недавно обнаружил (Houston, 1973), что батат содержит соединение, которое борется с красных выработка серповидно-клеточных эритроцитов клеток крови. Этот эффект очень желательно, за исключением во время сезона дождей, когда комары распространяют малярию. Таким образом, возникает невероятно сложное взаимодействие между генетической селекции, сезонным заболеванием, растение лекарство и, держа все это вместе, набор поведения, которые взяли на себя статус религиозного обычая (ср, Durham, 1982).



    26. Случай из ямса иллюстрирует величие взаимодействия человеческого поведения с окружающей средой. Он также служит для размещения научных знаний в перспективе. Научное знание не всегда добавляют существенный вклад в нашу практику (зная, что ямс снижают не выработка серповидно-клеточных эритроцитов изменить их эффективность). Тем не менее, в той степени, что он добавляет к нашему пониманию, научные знания могут значительно увеличить нашу признательность за функции мозга. Теперь мы будем идти в лабораторию, чтобы увидеть некоторые другие истории разворачиваются.





    27. Отсчет химической передачи



    28. Мы только что прошли столетию одного из главных открытий в области исследования мозга. В 1880-х годах, спор назревал между Камилло Гольджи и Рамон Кахаль. Гольджи утверждал, что нервная система была взаимосвязанная сеть протоплазмы, которая, хотя и сложная, была по существу все один кусок. Термин syncitium был использован для описания такой сети. Cajal утверждал, что нервная система появилась только быть syncitium и что на самом деле она состоит из отдельных клеток (нейронов), которые были настолько тесно наложенными друг на друга, что они появились в виде единой массы.



    29. Глядя через микроскоп не помогли устранить противоречия. Нервная ткань является полупрозрачным волнующе и серый в своем естественном состоянии, срыве попытки увидеть клеточную деталь. Структурные детали только становятся очевидными, когда ткань была окрашивали с какой-то краситель. Ироническая окончание этого противоречия, когда пришли Гольджи (syncitium Инициатор) разработал превосходную процедуры окрашивания при условии, что достаточно подробное разрешение, чтобы доказать Cajal было правильным. Таким образом, знание о том, что нервная система состоит из множества отдельных элементов, так называемые "нейрон доктрина", стало состояние искусства.



    30. Доказательство доктрины нейрон был обоюдоострым мечом для студентов мозга. С одной стороны, это свидетельство при условии, утешительные завершение к теории клеточной биологии; Теперь, все органы и системы, в том числе головного мозга, согласовывались в структуре. С другой стороны, понимание функции мозга осложнилось клеточной структуры.



    31. Самое серьезное осложнение участвует электрической активности нервных клеток (см Мангал, 1984, для интригующим изложения истории и приборов этой эпохи). В начале 1800-х годов, Гальвани сформулировал свои представления о животном электричестве, когда он заметил подергивание ног на лягушки стойку мясника. На основании этого и других наблюдений, Гельмгольц провел некоторые умные эксперименты в 1850-х годах, используя время реакции, чтобы вычислить скорость, при которой нервы проводить свои электрические импульсы. Он стимулировал седалищный нерв ноги в двух точках, одна возле бедра и один возле колена, и измеряли разницу во времени реакции. Он справедливо считал, что чем дольше время задержки, связанные с местоположением вблизи колена было связано с более длинной пути к мозгу. Его расчеты скорости проводимости были удивительно точны.



    32. Опыты Гальвани, Гельмгольц и другие четко продемонстрировали роль электрической активности в функции нервной системы. Проблема заключалась в том, что известные законы электричества требуется, чтобы все «провода» быть соединены в цепи. Там не было известно, механизм, который позволил бы эти крошечные сигналы прыгать от одной дискретной клетки к другой. Загадка была такова: электрическая активность может работать только с syncitium, но анатомическое данные свидетельствуют отдельные клетки.



    33. Британский нейрофизиолог сэр Чарльз Шеррингтон, поддерживать сильный и иногда откровенная вера, что электрические проблемы могут быть решены с помощью дополнительной информации. С этим понятием в виду, Шеррингтон (1906) начал долгую и изысканную серию экспериментов по выяснению электрической активности нервной системы. Его основной вклад был в изучении рефлекторных дуг, с особым вниманием к событиям, которые происходят, когда информация передается от одной клетки к другой. Он ввел термин синапс, чтобы определить, как еще, невидимый разрыв между соседними (или, точнее, последовательные) нейронов. Делая тщательные измерения электрических импульсов, как они путешествовали через рефлекторную дугу, он был в состоянии установить следующие важные принципы (см рис 1-1.):



    34. 1. Электрические импульсы будут проходить только через синапс в одном направлении.



    35. 2. Существует постоянная задержка (около одной половины миллисекунды) между приходом электрического импульса в синапсе и продолжение импульса на другой стороне синапса.



    36. 3. залпа импульсов, поступающих в синапсе не точно воспроизводится на другой стороне синапса (например, 3 импульсы могут привести к 0, 1, 3, 5 или некоторое другое число импульсов).



    37. 4. Приход импульса в синапсах может привести либо к возбуждению или торможению активности в клетке через синапс.



    38. Эксперименты Шеррингтоном были тщательно выполнены, сложные, воспроизводимой, и в то время, невозможно объяснить. Это даже сложно разработать сопоставимые электронные модели сегодня с современными твердотельными устройствами. Тем не менее, Шеррингтон был уверен, что убедительное электрические объяснения будут выделены.



    39. В то же время, что Шеррингтон проводил свои эксперименты (около 1895 до 1920), другие исследователи осторожно нацеливал на взаимосвязи между электрической активности нервной системы и некоторых химических явлений (см Гилмана и др, 1980, главу 4 тщательный исторический рассказ. Lewandosky (1898 г.) и Лэнгли (1901 г.) и заметил, что инъекции экстрактов из надпочечниках передразнил эффекты электрической стимуляции вегетативных нервов. Эллиот (1904) сделали аналогичные замечания и предложил, чтобы эти нервы выпустили адреналин, как вещества, когда они были стимулированы. (Будучи аспирантом, Эллиот был проинформирован о том, что было бы политически опасно публиковать научные взгляды, которые противоречили те Шеррингтоном. Он разочаровался и оставил науку.) несколько лет спустя, Дейл (1914) отметил, сходство между инъекциями грибной экстракт (мускарин) и стимуляции блуждающего нерва и предложил, чтобы этот нерв выпустил мускарин типа химического вещества, когда оно стимулируется. Все эти наблюдения пострадали от общего логического недостатка: Тот факт, что инъекции химических веществ, имитировал электрическую стимуляцию, не доказывает, что нервы выпустили эти химические вещества в естественных условиях.



    40. Немецкий исследователь, Отто Лёви положил краеугольный камень на этих химических теорий в 1921 г. Легенда гласит, что идея Loewi для своего эксперимента пришла к нему во сне, но когда он проснулся, что Пасха субботу, он не смог вспомнить специфику. Тем не менее, мечта повторялись, и на Пасху, Loewi вошел в свою лабораторию и проводили эксперимент, который должен был доказать понятие химического синапсах и заработать ему Нобелевскую премию. Он вскрывал сердце с прикрепленным блуждающего нерва из живой лягушки и поместил его в химический стакан, содержащий раствор соли, чтобы сохранить его жизнеспособность (см. 1-2). Затем второй расчлененный без блуждающего нерва и помещают в химический стакан, второй. Электрическая стимуляция блуждающего нерва приводит к замедлению сердцебиения (явление, которое было известно в течение многих лет). Ключ к эксперимента Loewi было то, что, когда он закачивается жидкость из первого мензурку в секунду, биение сердца второго замедляются, хотя не было никакого нерва прилагается. Химический освобождаясь от блуждающего нерва может быть накачан в жидкость денервированных сердца и производят тот же эффект. Loewi назвал этот химический Vagusstoff, доказывая несколько лет спустя (Loewi & Навратилу, 1926), что это был ацетилхолин (а мускарином подобные соединения).



    41. Шеррингтон и Loewi не были одиноки в признавая важность концевых участков нейронов: Claude Bernard совершил классическую серию экспериментов, в 1856 году, чтобы исследовать свойства кураре. Британские исследователи привез образцы этого любопытного яда стрел из Южной Америки. Он рассекают мышцы от ноги лягушки с седалищного нерва прилагается. Стимуляция нерва может вызвать мышцы сокращаться, даже если участок нерва погружались в кураре растворе (см. 1-3). Если мышца были погружены в раствор кураре, он не будет сокращаться с помощью стимуляции нерва. Но, было бы сжиматься, когда стимулирующий электрод помещают непосредственно на мышцу! Наконец, Бернар продемонстрировал гениальный препарат, который участвует лигатуры () вокруг жгут ноги неповрежденного лягушки. Инъекция кураре вызвал паралич всех мышц, за исключением тех из ligatured ноги (приток крови был отрезан лигатуры поэтому препарат не мог войти). Ключевое наблюдение было то, что возбуждение нерва в области спинного мозга может посылать импульсы в ligatured ног и вызывают сжатие. Бернард пришел к выводу, что кураре не имел никакого влияния на нерв и не оказывает влияния на muscle-- скорее, он действовал на стыке между нервом и мышцей. Этот умный набор экспериментов и пророческим вывод, что Бернард достиг происходили задолго до того, как было даже известно, что нервная система состоит из отдельных нейронов, задолго до того, Шеррингтон описывал синапс, и задолго до того, стало известно, что химическая передача была вовлечена!



    42. B. синапса И ХИМИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧА





    43. Основные принципы



    44. Принятие понятия химической передачи в начале 1900-х является свидетельством открытости исследователей. Уже было известно, что поезда нервных импульсов могут быть переданы в очень быстрой последовательности, в некоторых случаях, числа 1000 в секунду. Это требовало (и по-прежнему требует) смелое воображение, чтобы справиться с понятием, что дискретные химические события могут происходить на таком ограниченном временном масштабе. В этом разделе будет более внимательно изучить этот замечательный процесс.



    45. Электрическая активность нервной системы является лишь отдаленно похожа на электрическую активность, которая происходит при включении фар автомобиля. В автомобиле, электрический ток переносится через провода электронами почти мгновенно (со скоростью света), с одной стороны батареи через световой нити и возвращаясь в другую сторону. Электрическая активность осуществляется через полную схему. В нервной системе, нет полной цепи и электрическая активность распространяется, а не проводились. Это распространение электрической активности происходит гораздо медленнее, чем проводимость, максимум находиться на расстоянии около 100 метров в секунду.



    46. Источником энергии для электрической активности нервной системы происходит от неравномерного распределения заряженных частиц через мембраны нейронов (см. 1-4). (См Рух и др, 1961, для детального охвата базовой электрофизиологии). Мембраны всех наших клеток называются полупроницаемую, характерная особенность, которая позволяет малым частицам проходить через, в то время как это все труднее более крупные частицы, чтобы пройти. В случае нейронов, существуют большие отрицательно заряженные частицы (анионы), захваченные внутри клеточной мембраны. Положительно заряженный ион натрия (катион) непрерывно удаляется из клетки путем биохимического процесса, который называется натриевый насос. Сочетание отрицательно заряженных частиц на внутренней части и непрерывного поддержания искусственно высокой концентрации натрия на внешней стороне создает разность электрических потенциалов 70 милливольт через клеточную мембрану, внутренняя отрицательна по отношению к внешней стороне. Эта поляризация зарядов через нейронную мембрану, называют потенциал покоя клетки. Хотя разница составляет менее одной десятой вольта может показаться тривиальным, следует помнить о том, что эта разница возникает по очень тонкой мембране крошечной камере. В терминах электрического поля, разделение зарядов составляет около 10000 вольт на миллиметр, и появление 10000 вольт через диаметр грифеля кажется немного менее тривиальным!



    47. Когда эффективный стимул применяется к нейрону, локальные изменения в мембране имеют место, которые позволяют ионам натрия пик через мембрану (см. 1-5). Этот приток положительного заряда противодействует отрицательный потенциал покоя и внутреннюю часть клетки в этом месте на самом деле становится положительно заряженной. Появление этого локального положительного заряда имеет тенденцию к распространению и деполяризовать прилегающей территории площадью клетки, что приводит к натрия ворваться в этой точке, повторяя процесс. В результате этого движения заряженных частиц, волна электрической активности наблюдается двигаться вниз по аксон. Контролируемый волны изменения в электрический заряд, который появляется через клеточную мембрану называется потенциалом действия.



    48. Важно понимать, что потенциал электрического действия сам по себе является биохимический процесс. Изменения проницаемости мембраны, которые позволяют натрия через мембрану в течение короткого периода времени, требует структурных изменений (как правило, обсуждается как открытие и закрытие каналов), а не простое движение заряженных частиц через среду. Хотя эти изменения, распространяющиеся вдоль аксона клетки отражены в электрический сигнал, то это заблуждение, чтобы рассматривать это как строго электрического события. Это биохимический событие, которое, вероятно, так сложно, как процесс передачи химической, который следует.



    49. Потенциал действия является кратковременным явлением. При достижении концевой части нейрона, он распространяется к концам различных ветвей клетки (так называемые концевые бутоны) и, наконец, рассеивается. Физический разрыв синапса является слишком большой для этого электрической активности, чтобы воздействовать на соседнюю ячейку. (На самом деле, есть некоторые анатомо ситуации, называемые плотные соединения, в которых электрическое событие передается непосредственно, но они не будут интересовать нас здесь.)



    50. Прибытие потенциала действия в терминале бутона производит еще одно изменение в клеточной мембране (см. 1-6). Как рассеивает потенциал действия вызывает выталкивание или высвобождение относительно крупных молекул, которые хранятся в терминалах клеток. Эти молекулы служат химические посыльных, (нейротрансмиттеров) и влияют на мембрану следующей ячейки. В наиболее простой случай, эти молекулы изменяют электрические характеристики следующей ячейки, создание нового потенциала действия, который распространяется вниз следующую ячейку, где повторяется весь процесс. Таким образом, происходит чередование между распространяющегося потенциала действия и перевод этого события в выделение нейротрансмиттера веществ. Оба эти события, очевидно, биохимические процессы. Хотя терминология обычно не используется, она может быть концептуально полезно для просмотра первого процесса в качестве химического распространения, чтобы уменьшить искусственный контраст с химической передачей.





    51. Основные характеристики химической передачи



    52. Хотя известный эксперимент Loewi был считается убедительным доказательством химической передачи, формальное доказательство этого процесса требует, чтобы несколько

    53. логические критерии быть выполнены (см, рис 1-7.):



    54. 1. Синтез химического передатчика



    55. Хотя детали отличаются в зависимости от конкретного нейромедиатора, каждый тип нейрон имеет механизм активно и избирательно привести молекулы предшественника из крови в клетки тела. После того, как внутри клетки, эти молекулы-предшественники подвергают серии ферментативных опосредованные изменения, как правило, превращаются в несколько промежуточных стадий до конечного продукта, нейротрансмиттер, формируется. Каждый тип клеток содержит специфические ферменты, которые необходимы для этих биосинтетических изменений.



    56. 2. Транспортировка и хранение трансмиттера



    57. Большая часть метаболического аппарата клетки локализуется в области тела клетки нейрона. Так как сам процесс химической передачи происходит в дистальной части клетки, некоторый механизм должен присутствовать для транспортировки этих материалов к аксона. Существует довольно общий поток протоплазмы от тела клетки к концевым участкам. В дополнение к общим функциям обслуживания, медиатор или промежуточные молекулы также переносятся вниз по аксон.



    58. После того, как нейротрансмиттер или посредник достиг Bouton область терминала, другой активный транспортный механизм изолирует материал на небольшие пакеты называемые синаптические пузырьки. Эти везикулы служить как локализованного хранилища, который также служит для изоляции передатчика вещество от другого химической активности внутри клетки. Это секционирование материалов характерно для клеточного метаболизма в целом, так и в случае управления нейромедиатора, может быть несколько стадий хранения (так называемые пулы устройств хранения данных) для вещества передатчика и различных непосредственными предшественниками передатчика.



    59. 3. Освобождение нейротрансмиттера



    60. Это, пожалуй, наиболее очевидным из логических требований для химической передачи. Для того, чтобы информация ретранслировать из одной соты в другую, необходимо для потенциала действия, чтобы вызвать высвобождение медиатора из везикул его хранения. Хотя детали процесса остаются невыясненными, это, как представляется, достигнуто почти механическим способом. Мембрана смежно с пузырьком физически открыт, и содержимое одного или нескольких везикул выбрасывается в синаптическую пространства. Именно этот перевод, распространяющейся электрической активности в физическое разрушение мембраны, которая учитывает задержку половину миллисекунды, что Шеррингтон наблюдается на рубеже веков.



    61. 4. Рецепторные Сайты для нейротрансмиттера



    62. Физическое высвобождение медиатора будет иметь особого значения, если следующий нейрон не имел никакого механизма, чтобы ответить на это химическое вещество. На самом деле, мембрана клетки через синапс специализируется областей, называемых рецепторные сайты, которые химически совместимы со структурой конкретного нейромедиатора, выпускаемой. Наиболее распространенная аналогия, которая была использована для описания этой системы состоит в том, что из замка и ключа; медиатор является ключом, который подходит замки или участки рецепторов следующей ячейки.



    63. Комплементарную характер высвобождения нейротрансмиттеров и рецепторных участков позволяют предположить, что более полезно думать о синапса, а не отдельный нейрон, как функциональный блок. Соответственно, терминология, которая разработала обозначает клетку, которая высвобождает передатчик в качестве пресинаптического клетки и клетки, которая реагирует на нейротрансмиттера как постсинаптической клетке.



    64. Функциональный результат химического взаимодействия в большей степени зависит от природы сайта нестероидного рецептора, чем на конкретной молекулы нейромедиатора. Как правило, мы склонны считать, что системы в активном режиме или раздражительного, в этом случае приход нейромедиатора будет приводить к деполяризации постсинаптической мембраны. Если эта деполяризация является достаточно сильным, он будет служить эффективным стимулом для инициирования и распространения потенциала действия в постсинаптической клетке.







  • Емкость конденсатора в цепи базы:



  • Каталог: upload -> c42
    upload -> Взаимодействие поэзии и прозы в англо-ирландской литературе первой половины XX века
    upload -> Черноземова Е. Н. История английской литературы: Планы. Разработки. Материалы. Задания. 2-е изд., испр
    upload -> Учебное пособие характеризует экзистенциализм в русском информационном пространстве как специфический принципа создания произведения и комплекса идей. Через ответ на этот вопрос делается выход на социальное значение журналистики
    upload -> Ч. А. Тукембаев реинкарнация – ключ к истине
    upload -> Русский хит а – Студио – Fashion Girl
    upload -> Репертуар группы cosa nostra русский хит
    upload -> Современные хиты Зарубежные хиты


    Поделитесь с Вашими друзьями:
  • 1   2   3   4   5


    База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
    обратиться к администрации

        Главная страница