Mavzu: raqamli-analog va analog-raqamli o’zgartirgichlar reja: Analogli signallar. Raqamli signallar

Analogli signalni raqamli signalga o‘tkazish 3 bosqichda amalga oshiriladi. 1.Diskretlash 2.Kvantlash 3.Kodlash Diskretlash deb, vaqt bo‘yicha uzluksiz analog signalni malum bir qonuniyat asosida teng vaqt intervaliga ajratishga aytiladi.

3-rasm
Kvantlash deb, diskretlangan analogli signalni malum qonuniyat asosida kvantlash qadami yordamida gorizantal ravishda teng oraliqlarga bo‘lish.

4-rasm.Kvantlash jarayoni
Raqamli-analog oʻzgartirgich (AROʻ) va raqamlm analog oʻzgartirgislarraqamli kattalikni unga proporsioanl boʻlgan elektr tok yoki kuchlanish koʻrinishidagi analog kattalikka oʻzgartirish uchun qoʻllaniladi.
Operatsion kuchaytirgich (OK) deb, analog signallar ustidan turli amallarni bajarishga moʻljallangan, differensial kuchaytirish prinsipiga asoslangan, kuchlanish boʻyicha katta kuchaytirish koeffitsiyentiga ega boʻlgan (K U =10 4 ÷10 6 ) integral oʻzgarmas tok kuchaytirgichiga aytiladi. Bunday amallarga qoʻshish, ayirish, koʻpaytirish, boʻlish, integrallash, differensiallash, masshtablash kabi matematik amallar kiradi. Hozirgi kunda OKlar analog va raqamli qurilmalarda kuchaytirish, cheklash, koʻpaytirish, chastotani filtrlash, generatsiyalash, signallarni barqa-rorlashda qoʻllanilib kelmoqda. Buning uchun OKlarga musbat va manfiy teskari aloqa (TA) zanjirlari kiritiladi. TA zanjirlari yordamida OKlar yuqorida qayd etilgan amallarni (operatsiyalarni) bajaradilar. AROʻlarni tuzishning turli usullari mavjud boʻlib, amaliyotda maxsus kuchaytirgich va rezistorlarda bajarilgan sxema keng qoʻllaniladi. AROʻ vazifasini OKda bajarilgan jamlovchi kuchaytirgich bajarishi mumkin (10.41-rasm). Kirishlar soni oʻzgartirilayotgan ikkilik kodning razryadlari soni bilan aniqlanadi. K1-K4 kalitlardan har biri ochiq yoki berk holatda boʻlish mumkin. Soddalik uchun K4 K3 K2 K1 ikkilik kirish soʻziga ega boʻlgan toʻrtrazryadli RAOʻni koʻrib chiqamiz.
Mos razryadlardagi qarshilik qiymatlari 2 martaga farq qiladi. Bu holda, mazkur RAOʻ sxemasi 0 dan 15 gacha boʻlgan natural qator sonlarini ikkilik sanoq tizimdan oʻnlik sanoq tizimga oʻzgartiradi. Bunday oʻzgartirish mexanizmini koʻrib chiqamiz.
Jamlagich tomonidan bajarilayotgan amal, kirishdagi rezistorlarning berilgan harshiliklari uchun quyidagi ifoda yordamida keltiriladi:


5-rasm.OKda bajarilgan jamlovchi modda RAO’ sifatida.
Demak, RAOʻ kirishidagi ikkilik sanogʻidagi bir uning chiqishida oʻnlik sanogʻidagi birga, ikki - ikkiga, ..., 15 esa, 15 ga mos keladi. RAOʻ registorlariga barharorlik va nominal aniqligi boʻyicha jiddiy talablar qoʻyiladi. Ayniqsa AROʻ keng temperatura intervalida ishlaganda. Bir hil va proporsional qarshilikli rezistorlarni texnologik jihatdan rezistorli matritsali mikrosxemalar koʻrinishida yasash qulay. Shuning uchun rezistorli matritsali modifikatsiyalangan AROʻ keng tarqalgan variant boʻlib hisoblanadi. U ikki marotaba koʻp sonli rezistorlardan tuzilgan boʻlib, ular atigi ikki nominalga R va 2R teng boʻladi. Raqamli kodni boshqa usullarda kuchlanish va tokka oʻzgartiruvchi AROʻlar ham mavjud.
6-rasmda keltirilgan AROʻ sxemasi, ikki marta integrallovchi yuqori aniqlikdagi AROʻ deb ataladi.


6-rasm. Yuqori aniqlikdagi ARO’. Sxema (a) va vaqt diagrammasi (b).
Sxema ingeratorni boshqaruvchi kalitga ega boʻlib, uning ketidan nol-komaprator deb ataluvchi solishtirish sxemasi joylashgan. Solishtirish sxemasi uchta kirishli HAM ME yordamida hisoblagichni boshharadi.
Boshqaruv sxemasi (boshqaruv mantiqi) hisoblagichni boshharish uchun Mp takt signallari ishlab chiqaruvchi kvarsli avtogeneratorga ega. U boʻluvchi yordamida K kalitni boshqaruvchi U1(t) signalning tI vaqt intervalini shakllantiradi.
Ishlash prinsipini tushuntirish uchun 6-b rasmda keltirilgan vaqt diagrammalaridan foydalanamiz.
Boshqaruvchi mantiq K kalitni analog kirish signali oʻtishi uchun integrator kirishiga ma’lum tI vaqtga ulaydi. Bunda C integrallovchi kondensator 0 dan tI gacha boʻlgan vaqt intervalida ixtiyoriy tanlangan kirish signali qiymati boʻyicha (1,2 yoki 3) deyarli toʻgʻri chiziq qonuniga asosan zaryadlanadi. tI vaqt mobaynida kirish signali deyarli oʻzgarmas boʻlganligi sababli, u vaqt diagrammasida vaqt boʻyicha oʻzgarmas (1,2 yoki 3) qilib ifodalangan.
Vaqtning tI momentida mantiqiy boshqaruv kirishni K kalit yordamida R2 etalon rezistori orqali yerga ulaydi. Bu momentdan boshlab kondensator razryadlana boshlaydi va chiziqli qonunga asosan UI(t) absolyut kattalik kamayib boradi. Razryadlanish potensial nolga teng boʻlguncha, ya’ni UI(t)=0 gacha davom etadi. Bu vaqt momenti grafikda t1 , t2 va t3 lar orqali ifodalangan. Bu vaqt momentida nol-komparator hisoblagichni toʻhtatadi.
Oʻzgartirish aniqligi hisob chastotasini, ya’ni Olib tashlash, Ishga tushirish, Cp signallarini sinxronlash yoʻli bilan keskin oshiriladi. Bunda
AROʻning oʻzgartirish aniqligi 16 tagacha ikkilik razryadiga, ya’ni ½ 16 =1,5·10-5 ga teng boʻladi. Bunday AROʻ kuchlanish oʻlchash raqamli qurilmalarida qoʻllaniladi. Bir marta hisoblash vaqti 0,5 … 2 s ni tashkil etadi.
Prarallel kodlovchi AROʻlar katta tezkorlikka ega. Ularda analog signalni n-razryadli ikkilik kodga oʻzgartirish uchun 2n-1 ta omparator ishlatiladi. Har bir komaparatorning ikkita kirishidan biriga rezistorli
boʻlgich yordamida shakllanuvchi tayanch kulchanish beriladi. Ikkita yonma-yon joylashgan komaparatorlar tayanch kuchlanishlari farqi U/2 ga teng. Bu yerda U- oʻzgartirilayotgan analog signalning maksimal qiymatiga mos keluvchi tayanch kuchlanish. Komaparatorlarning boshqa kirishlari ulangan boʻlib, ularga kirish signali beriladi. Ustuvorli shifrator chiqishda, ishga tushuvchi eng katta komparatorga mos keluvchi raqamli signal shakllantiradi. Parallel kodlash usuli juda katta tezkorlikka egaligi bilan ajralib turadi. Oʻzgartirishdagi kechikish vaqti bir necha oʻn nanosekundni tashkil etadi. 1-jadvalda koʻrib oʻtilgan AROʻ ISlarinig parametrlari keltirilgan.
1-jadval