2-ma’ruza temir yo‘l avtomatika va telemexanika tizimlaridagi o‘lchash asbob va vositalari

2.4.1 Raqamli o’lchov asboblari
2.4.2 Asosiy tushunchalar va elementlar
Raqamli o’lchaydigan asbob (RO’A) – raqamli shaklda o’lchov ma’lumotlarining signallarini avtomatik ishlab chiqaradigan o’lchov vositasi o’lchov natijalar raqamli kodda ifodalangan bo’lmaganligi uchun o’lchash ma’lumotlarini EHM ga kiritish mumkin. SHu bilan birga analogli asboblar sodda va ishonchli, ma’lumotni yaqqol ko’rsatadi va doim kuzatish uchun qulay. RO’A da signal diskretizatsiya, kvantlash va kodlashga uchraydi. Bunda analog-raqamli o’zgartirgich (ARO’) yordamida o’lchanayotgan uzluksiz kattalik raqamli kodga o’zlashtiriladi. Diskretizatsiya, ya’ni uzluksiz (analog) signalni diskret signalga aylantirish, vaqt bo’yicha amalga oshgandek, daraja bo’yicha ham amalga oshishi mumkin. Vaqt bo’yicha diskretizatsiya – bu har bir Δt aniq vaqt oralig’ida x(t) signal qiymatining hisobdan iborat (3.1-rasm). Odatda Δt doimiy va o’zgarmas bo’ladi.¹²
O’lchanadigan kattalikning daraja bo’yicha diskretizatsiyasini kvantlash deb atashadi. Kvantlash operatsiyasi shundan iboratki, vaqt va amplituda bo’yicha uzluksiz kattalik (3.1,a-rasm) diskret darajalar shkalasida belgilangan yaqinda qayd qilingan qiymat bilan almashtiriladi (3.1,b-rasm). Ikkita ruxsat etilgan darajalar orasidagi tafovuti Δx kvantlash qadami yoki darajasi deyiladi. Vaqt bo’yicha diskretizatsiyasi, agar signal kattaligi vaqt bo’yicha o’zgarmasagina ahamiyatga ega. Agar signal doimiy va o’zgarmas bo’lsa, kvantlashni amalga oshirishning o’zi kifoya. O’lchangan signalning keyingi keyingi o’zgartirilishi kodlash bo’ladi, ya’ni diskretizatsiyalangan va kvantlangan signal sonli kodga o’zgartiriladi va bu shaklda u turli diskret qurilmalar uchun qulay bo’ladi. Kodlash uchun o’nli, ikkilik va boshqa sanoq tizimlar ishlatiladi. Masalan, o’nli va ikkili sanoq tizimlarda berilgan sonlarni quyidagicha ifodalash mumkin:
10” 482,31 = 4*10² +8*10¹+2*10⁰+3*10^-1+1*10^-2
2” 1011,01 = 1*2³+0*2²+1*2¹+1*2⁰+0*2^-1+1*2^-2 = 11,25

Lekin RO’A da ko’pincha ikkili-o’nli kod ishlatiladi, bunda har bir o’nlik sonning raqami to’rt razryadli ikkilik soni bilan ifodalanadi. Masalan, 23₁₀=00100011_2/10 . bunday kod RO’A ni amalga oshirishda uning soddaligini ta’minlaydi.
3.1,v-rasmda ko’rsatilgan kodlash-unitar kodga misol, kodli kombinatsiyaning har bir guruhida impul’slar soni kvantlangan signal darajasiga to’g’ri proporsional. Keyingi bosqichda RO’A da raqamli kod deshifrator yordamida odatda o’nlik kodga o’zgartirilib, raqamli hisob qurilmasining raqamli indikator ko’rsatkichlariga aylantiriladi.
YUqorida ko’rib chiqilgan operatsiyalar analog-raqamli o’zgartirgich yordamida amalga oshiriladi. Bundan tashqari, RO’A sxemalarida o’lchanayotgan kattalikni oraliq signallarga aylantirish uchun maxsus o’zgartirgich mavjud va u odatda asbob kirishlarida tashkil qilinadi. O’lchov natijalarini raqamli hisob qurimasining ekranidan o’qib chiqish uchun ular ma’lum vaqt ichida saqlanib turishi kerak. SHuning uchun RO’A tarkibiga xotira qurilmasi (HQ) ham kiradi. Ma’lumki, bunday kod har doim ham qulay emas. Masalan, 82 sonini ko’rsatish uchun 82 ta impul’s talab qilinadi. Rasmda ko’rinib turibdiki, daraja bo’yicha signalni diskret qiymatini yaxlitlash yaqindagi keltirilgan darajalar qiymatigacha sodir bo’ladi. Bu kvantlash xatosi 0 dan Δx gacha bo’lishi mumkin.
Keltirilgan misolda 3-diskret vaqt hisobiga x₃ kvantlash darajasi to’g’ri keladi va uni kodlash uchun n₃ guruhida 3ta impul’s mavjud.