Məmmədov N. R.,Aslanov Z. Y.,Seydəliyev İ. M.,Hacızalov M. N.,Dadaşova K. S

 

 

 

6.3. Tezlik-zaman parametrlərini rəqəmsal 

ölçmə qurğuları 

 

 

  Tezlik-zaman  parametrlərini  RÖQ-in  qurulmasının 

ə

sası  zaman  intervalı  ərzində  impulsları  saymaq  yolu  ilə 

zaman  intervalının  vahidlik  ardıcıl  mövqesiz  koda 

çevrilməsindən  ibarətdir.  Sadə  və  çox  dəqiq  olduğundan 

belə  çevirmə  müxtəlif  kəmiyyətlər  üçün  RÖQ-in 

qurulmasında  geniş  tətbiq  olunur.  Bu  halda  ölçülən 

kəmiyyət  ilkin  olaraq  zaman  intervalına  çevrilir,  sonra  isə 

zaman  intervalı  koda.  Belə  çevirmələr  bir  sıra  kəmiyyətlər 

üçün,  məsələn  period,  faza  sürüşməsi,  sabit  gərginlik  üçün 

kifayət  qədər  sadə  həyata  keçirilir.  Belə  RÖQ-də  ardıcıl 

sayma metodu istifadə edilir.  

  Rəqəmsal xronometr.  Rəqəmsal xronometr zaman 

intervalını  ölçmək  üçün  nəzərdə  tutulmuşdur.  Xronometrin 

işi  stabil  tezlikli  siqnal  impulslarının  ölçülən  zaman 

intervalında sayılmasına əsaslanmışdır. Onun iş prinsipi şək. 

6.6,a-da verilən zaman diaqramı ilə aydınlaşır.  

  Ölçülən zaman intervalı Start və Stop  impulsları ilə 

məhdudlaşır,  çevirmənin  nəticəsi  məlum  periodlu 

0

T

 

impulsların ölçülən zaman intervalında 

x

t

 hesablanmış sayı 

ilə verilir.  

207 

 

Bu  RÖQ-də  ardıcıl  sayma  metodu  reallaşdırılıb. 

Kvantlama  səviyyələri  sabit  tezlikli  impulslarla  verilir, 

səviyyəyə  görə  kvant  kvantlayan  impulsların  perioduna 

0

T

 

 

bərabərdir.  Şəkil  6.6,b-də  struktur  sxem  verilmişdir.  O, 

triggerdən  Tg,  stabil  tezlikli  impulslar  generatorundan 

(STİG), üst-üstə düşmə sxemindən (məntiqi VƏ), impulslar 

sayğacından  İS  təşkil  olunub.  İS-dən  çıxış  kodu  RÖC-də 

indikasiya  üçün,  yaxud  sonrakı  çevirmə,  ötürmə,  saxlanma 

və  s.  üçün  istifadə  edilir.  RÖC-də  ölçmə  nəticəsinin 

indikasiyasının  əlverişli  olması  üçün  ikilik-onluq  sayğaclar 

istifadə edilir.  

 

 

 

Şə

k. 6.6. Rəqəmsal xronometrin işinin zaman diaqramı (a) və struktur 

sxemi (b) 

 

  Ölçməyə başlamazdan əvvəl İS Atma siqnalı ilə sıfır 

vəziyyətinə gətirilir. Start impulsu daxil olduqda trigger “1“ 

vəziyyətinə  gəlir.  Belə  halda  triggerin  Q  çıxışından 

gərginliyin yüksək səviyyəsi məntiqi VƏ sxemini STİG-nin 

çıxışındakı impulslar üçün açır. Bu impulslar İS sayğacı ilə 

Stop

  impulsu  gələn  ana  kimi  hesablanır.  Stop  impulsu 

triggeri,  VƏ  sxemini  STİG-nin  çıxışındakı  impulslar  üçün 

bağlayan  “0“  vəziyyətinə  gətirir  (triggerin  çıxışındakı 

gərginliyin aşağı səviyyəsi).  

208 

 

 

x

t

    müddətində  İS  ilə  qeydə  alınan  impulsların  sayı 

xətalar hesaba alınmazsa: 

0

0

f

t

T

t

N

x

x

=

=

,  

burada  

0

f

- STİG-nin tezliyidir.  

  Xronometrin  xətasının  tərkib  hissələrini  sayaq: 

kvantlama  xətası;  aləti  xəta.  Aləti  xəta  STİG-nin  tezliyinin 

dəyişməsindən  (qeyri-stabilliyindən)  irəli  gəlir  və  nisbi 

qiyməti, %:  

100

0

0

⋅

∆

=

f

f

G

δ

. 

  Kvantlama 

xətasına 

səbəb 

Start

 

və 

Stop

 

impulslarının  kvantlayıcı  impulslara  nəzərən  zaman 

sürüşməsidir  və  iki  tərkib  hissəsinə  malikdir: 

1

t

∆

    və 

2

t

∆

. 

Birinci  tərkib  hissəsini  kvantlanan  şkalanın  başlanğıcının 

təsadüfi  yerləşməsinin  xətası  adlandırırlar.  Bu  tərkib  hissə 

[

]

0

;

0 T   intervalında  bərabər  ehtimal  sıxlıqlı  təsadüfi 

kəmiyyətdir.  İkinci  tərkib  hissə  yaxın  kiçik,  yaxud  bərabər 

səviyyə  ilə  eyniləşdirmə  yolu  ilə  kvantlamadan  yaranır  və 

[

]

0

;

0

T

−

  intervalında  bərabər  ehtimal  sıxlıqlı  təsadüfi 

kəmiyyətdir.  

  Zaman  intervalını  kvantlamanın  mütləq  xətası  şək. 

6.6,a-dan  tapıla  bilər.  Çevirmənin  nəticəsi 

0

NT

t

x

=

, 

kvantlama xətası isə 

2

1

0

t

t

t

T

t

x

∆

−

∆

=

−

=

∆

. 

Kvantlamanın yekun mütləq xətasının hədd qiyməti: 

0

T

t

m

±

=

∆

, 

nisbi xəta, % : 

100

1

100

1

100

0

0

⋅













±

=

⋅













±

=

⋅













±

=

N

t

f

t

T

x

x

δ

. 

Kvantlamanın  yekun  xətasının  orta  kvadratik 

meyillənməsi: 

209 

 

6

0

T

=

σ

,  

sistematik tərkib hissə isə 0-a bərabərdir. 

  STİG kimi kvars rezonatorları üzərində qurulan çox 

dəqiq 

generatorlar 

tətbiq 

olunur. 

Onlar 

üçün 

(

)

%

10

10

6

4

−

−

−

=

G

δ

.  Bununla  əlaqədar  olaraq  rəqəm 

xronometrləri daha dəqiq RÖQ-dən biridir. 

  Xronometrin  ölçmə  həddlərini  çıxış  kodunun 

maksimal qiymətindən və xətanın hədd qiymətindən istifadə 

edərək müəyyənləşdirmək olar. Ölçmənin yuxarı həddi 

max

x

t

 

çıxış  kodunun  ÖV-in  tutumu  ilə  məhdudlaşan  maksimal 

qiyməti  ilə   

0

max

max

f

t

N

x

x

=

  təyin  edilir.  Tutum  dərəcələr 

sayından  n  asılıdır  və  RÖC  üçün 

n

10 -ə,  yaxud  ARÇ  üçün 

n

2

-ə bərabərdir. Buradan alırıq: 

0

max

10

f

t

n

x

=

 və ya 

0

max

2

f

t

n

x

=

. 

Böyük 

zaman 

intervalları 

sahəsində 

ölçmə 

diapazonunu  genişləndirmək  üçün  STİG-nin  tezliyini 

0

f

 

azaltmaq lazımdır ki,  o, da tezlik bölücülərinin köməyi ilə 

həyata keçirilə bilər.  

Zaman  intervalı  azaldılarkən  kvantlama  xətası  artır. 

Ona görə də ölçmələrin aşağı həddini kvantlamanın verilmiş 

buraxılabilən xətasında təyin etmək olar, %: 

max

0

.

.

100

x

b

b

f

f

±

=

δ

 . 

Buradan alırıq ki: 

.

.

0

max

100

b

b

x

f

t

δ

=

. 

Kiçik  qiymətlər  sahəsində  ölçmə  diapazonunu 

genişləndirmək  üçün  STİG-nin  tezliyini 

0

f

  artırmaq  tələb 

210 

 

olunur.  Bu  isə  istifadə  edilən  element  bazasının  cəld 

işləməsi ilə məhdudlaşır. 

Orta  qiymət  tezlikölçəni.  Tezlikölçənin  iş  prinsipi 

xronometrin  qurulma  prinsipinə  uyğun  gəlir.  Fərq  ondadır 

ki,  ölçülən  tezliyin  impulslarının  hesablandığı  zaman 

intervalı  qeyd  edilir.  Əgər  impuls  ardıcıllığının  tezliyi 

ölçülərsə,  onda  çevirmənin  nəticəsi  N  qeyd  olunan 

müddətdə 

ö

t

  impulsların  sayını  hesablamaq  yolu  ilə 

müəyyənləşdirilir.  Bu  zaman  impulsların  sayı 

ö

t

f

N =

, 

səviyyəyə  görə  kvant 

ö

t

N

f

q

1

=

=

. 

ö

t

  müddətində 

impulsların  tezliyi  dəyişərkən,  çevirmənin  nəticəsi 

bərabərdir: 

ö

or

t

f

N =

, burada  

or

f

 - 

ö

t

 müddətində tezliyin 

orta qiymətidir.  

Şə

k. 6.7-də tezlikölçənin struktur sxemi verilmişdir və 

buraya  aşağıdakılar  daxildir:  F  -  impulslar  formalaşdıran; 

VUİG  -  verilən  uzunluqlu 

ö

t

  impuls  generatoru;  VƏ  - 

məntiqi  VƏ  funksiyasını  reallaşdıran  sxem;  İS  -  çıxışından 

N nəticə kodu götürülən impulslar sayğacı. Formalaşdırıcı F 

giriş  siqnalını  eyni  tezlikli  impuls  ardıcıllığına  çevirmək 

üçün nəzərdə tutulmuşdur.  

 

 

Şə

k. 6.7. Rəqəmsal tezlikölçənin struktur sxemi 

 

Tezlikölçənin xətası kvantlama xətası ilə aləti xətanın 

toplanmasından  ibarətdir.  Kvantlama  xətasının  mütləq 

qiyməti:                 

ö

t

1

±

, nisbi qiyməti, %: 

x

ö

kv

f

t

100

±

=

δ

.            

211 

 

Aləti  xəta  VUİG-nin  qeyri-stabilliyindən  irəli  gəlir. 

VUİG  qurularkən  kvars  rezonatoru  əsasında  hazırlanan 

generatordan istifadə edildikdə 

ö

t

 zaman intervalının qeyri-

dəqiq  formalaşmasından  yaranan  xətanı  nəzərə  almamaq 

olar və onda tezliyin ölçülməsinin xətası kvantlama xətasına 

çevrilir.  Kvantlama  xətası  müvafiq 

ö

t

  seçməklə  azaldıla 

bilər.  

Ölçmənin yuxarı həddi 

max

x

f

 

çıxış kodunun maksimal 

qiyməti 

ö

x

x

t

f

N

max

max

=

  ilə  müəyyən  edilir.    O,  dərəcələr 

sayından n asılı, RÖC üçün 

n

10 -ə, ARÇ üçün 

n

2

-ə bərabər 

olan  İS-in  tutumu  ilə  məhdudlaşır.  Buradan  alırıq 

ö

n

x

t

f

10

max

=

, yaxud 

ö

n

x

t

f

2

max

=

. 

Ölçmələrin 

aşağı 

həddi 

kvantlama 

xətasının 

buraxılabilən  qiyməti 

.

.b

b

δ

  ilə  təyin  edilir  və 

.

.

min

100

b

b

ö

x

t

f

δ

=

. 

Kiçik 

qiymətlər 

sahəsində 

ölçmə 

diapozonunu 

genişləndirmək üçün t

ö

 zaman intervalını artırmaq lazımdır. 

Bu  isə  tezlikölçənin  cəld  işləməsini  aşağı  salır.  Belə 

tezlikölçəndən  yüksək  tezlikləri  ölçərkən  istifadə  etmək 

məqsədəuyğundur. 

 

6.4. Rəqəmsal voltmetrlər 

 

Rəqəmsal  voltmetrin  (RV)  ümumiləşdirilmiş  struktur 

sxemi  şək.  6.8-də  verilmişdir.  Burada:  MÇ  -  miqyas 

çeviricisi;  AÇ  -  dəyişən  cərəyanı  sabitə  çevirən  analoq 

çeviricisi  (olmaya  da  bilər);  ATAS  -  aşağı  tezlik  analoq 

süzgəci; ARÇ - analoq-rəqəmsal çeviricisi; HQ  - hesablama 

qurğusu;  DŞ  -  deşifrator  (kod  çeviricisi);  HRQ  -  hesabat 

rəqəm  qurğusu;  NQD  -  nümunə  qiymətlər  dəsti;  İQ  - 

212 

 

idarəetmə  qurğusu;  GÇP  –  giriş  -  çıxış  portu  (EHM  ilə 

ə

laqəyə xidmət edir).  

 

 

Şə

k. 6.8. Rəqəmsal voltmetrin struktur sxemi 

 

Miqyas 

çeviricisi 

MÇ 

ölçmənin 

optimal 

yarımdiapazonunu  seçməyə  imkan  verir.  Seçim  ARÇ-də 

çevirmə nəticələri ardıcıllığının və onun hasil etdiyi Dolma 

siqnalının  analizinə  görə  operator  tərəfindən,  yaxud 

avtomatik olaraq həyata keçirilir. Analiz HQ və İQ bəndləri 

ilə  aparılır.  Sonuncu  bənd  MÇ-nin  zəruri  ötürmə  əmsalını 

(k)  qoyan  siqnalları  formalaşdırır.  k  dəfə  dəyişdirilən  giriş 

təsiri  AÇ  bəndi  ilə  bu  xarakteristikalardan  birinə  çevrilir: 

təsiredici  qiymət,  ortadüzlənmiş,  yaxud  amplitud.  Analoq 

çeviriciləri əməliyyatı hersin hissələrindən gigaherslərə kimi 

tezlik  diapazonunda 

(

)

%

25

01

,

0

−

  diapazonda  gətirilmiş 

xəta  ilə  həyata  keçirməyə  qabildir.  Xətanın  ən  kiçik 

qiymətinə 

Hs

5

10

10 −

  tezlik  diapazonunda  nail  olunur.  Bu 

halda  süzgəc  ATS  AÇ  çeviricisinin  çıxış  siqnalının 

döyünməsini aradan qaldırır.  

Hazırda  axtarılan  xarakteristikanın  ARÇ-də  çevirmə 

nəticələri ardıcıllığına görə analoq çeviricilərinin köməyi ilə 

yox,  hesablamalar  yolu  ilə  təyini  ənənəsi  mövcuddur.  Bu, 

cihazın imkanını genişləndirir: hesablama qurğusunun HQ iş 

proqramının  dəyişdirilməsi  giriş  kəmiyyətinin  müxtəlif 

xarakteristikalarını ölçməyə imkan verir.  

Tezliklərin  işçi  diapazonunun  yuxarı  sərhəddini 

y

f

 

aşan  tezliklərə  malik  normal  növ  maneələrin  ölçmə 

nəticələrinə  təsiri  analoq  ATS  ilə  aradan  qaldırılır.  Onun 

213 

 

buraxılış  zolağının  yuxarı  sərhəddi  iki  bərabərsizliklə 

müəyyənləşir: 

G

y

f

f <

 və 

2

D

G

F

f <

, 

burada 

D

F

  -  siqnalın  ARÇ  ilə  həyata  keçirilən  zaman 

ə

rzində diskretlənmə tezliyidir.  

Birinci  bərabərsizlik  buraxılabilən  dinamik  xətanın 

(birinci  növ)  hədləri  ilə  real  analoq  süzgəcinin 

xarakteristikasını  bir-birinə  bağlayır,  ikincisi  isə  hesabatlar 

teoreminin  (Kotelnikov teoremi) şərtinə uyğun gəlir və ilkin 

siqnalın  diskret  qiymətlərinə  görə  birqiymətli  bərpasının 

mümkünlüyünü  təyin  edir. 

G

t

  sərhəddinin  belə  seçilməsi 

diskretlənmə  prosesinin  törətdiyi  stroboskopik  effekt 

səbəbindən  yaranan  yüksək  tezlikli  maneənin  ARÇ 

çevirməsinin  nəticəsinə  təsirini  azaldır.  Səviyyəyə  görə 

kvantlamanı  müşayət  edən  xarici  maneələrin  və  küyün 

təsirinin  sonrakı  azalması  aşağı  tezlik  rəqəm  süzgəcinin 

(ATRS) tətbiqi ilə əldə edilir. O, hesablama qurğusunda HQ 

realizə  olunur.  ATRS  stroboskopik  effektin  nəticələrini 

aradan qaldırmır.  

HQ  bəndinin  funksiyalarından    biri,  əgər  bu  funksiya 

tez-tez ARÇ-də quraşdırılan əlavə qovşaqla analoq üsulu ilə 

həyata 

keçirilmirsə, 

çevirmə 

nəticələrinin 

rəqəm 

korreksiyasıdır.  Korreksiyaya  zərurət  analoq  bəndlərdə 

ötürmə əmsallarının qeyri-stabilliyi və sıfırın sürüşməsi (və 

onun temperatur dreyfi) ilə yaranır. Korrektəedici qiymətləri 

təyin etmək üçün periodik olaraq zaman intervalı ayrılır və 

bu  interval  ərzində  giriş  kəmiyyəti  əvəzinə  NQD  dəstindən 

nümunə qiymətlər qoşulur.  

Miqyas çeviricisi MÇ giriş bölücüsü GB və diferensial 

gücləndiricidən  DG  (şəkil  6.8-də  göstərilməyib)  ibarətdir. 

Sabit  cərəyan  RV-nin  giriş  müqaviməti  20  V-dan  yuxarı 

yarımdiapazonlar üçün GB ilə təyin edilir və 10 MOm təşkil 

edir. 20 V-dək yarımdiapazonlar üçün giriş müqaviməti, bir 

214 

 

qayda  olaraq,  DG  ilə  təmin  olunur    və  10  GOm-a  və  daha 

böyük  qiymətə  çata  bilər.  Diferensial  gücləndirici  DG 

obyektə  üçnaqilli  qoşulma  sxemindən  istifadə  etdikdə 

ümumi növ maneələrin təsirini aşağı salır. Dəyişən cərəyan 

RV  aşağı  tezliklərdə  10  MOm  giriş  müqavimətinə  və 

pF

50

20 −

  giriş  tutumuna  malik  olur.  Rəqəmsal 

voltmetrlər əsasında multimetrlər yaradılır.  

   

 

 

 

 

6.5. Analoq-rəqəmsal çeviriciləri 

6.5.1. Ardıcıl sayma çeviriciləri 

 

Tsiklik işləyən ARÇ. Bu çeviricilərdə giriş kəmiyyəti 

x

U

  məlum  kəmiyyətlə 

U

k

U

k

∆

=

ardıcıl  müqayisə  edilir, 

burada 

k

 - müqayisənin sıra nömrəsi (

n

k

,

...

,

1

,

0

=

); 

U

∆

 - 

ölçünün 

(kvantlama 

addımının) 

qiymətidir. 

k

x

U

U =

bərabərliyi ödənən müqayisə çevirmə tsiklini bitirir, 

onun  nömrəsi 

k

  isə  nəticəni  müəyyənləşdirir  (şəkil  6.9,  a-

da 

5

=

k

). 

U

n

U

x

∆

=

 

olduqda 

nəticənin 

xətası

[

)

U

U

x

∆

∈

∆

...;

;

0

 olur.  

Çeviricinin sxemi şək. 6.9, b-də verilmişdir.  

Qurğunun  işi  işəsalma  impulsunun  verilməsi  ilə 

başlayır. O, kvantlama səviyyələri 

k

U

 

 generatorunu  (KSG) 

və təkrar-sayma qurğusunu TQ müvafiq başlanğıc vəziyyətə 

(

0

=

k

U

 və 

0

=

Kod

) çevirir, triggerin T

g

 çıxışında isə açarı 

A  açan  siqnalı  qoyur.  İmpulslar  generatorundan  İG 

impulslar  KSG  və  TQ  qovşaqlarına  daxil  olmağa  başlayır. 

Hər  bir  impulsun  gəlməsi  ilə 

k

U

-nın  qiyməti 

U

∆

  qədər 

215 

 

artır,  kodun  qiyməti  isə  1qədər  çoxalır. 

x

k

U

U >

  qiymətinə 

çatdıqda  müqayisə  qurğusu  MQ  triggeri  T

g

  ilkin  vəziyyətə 

qaytaran Stop-impuls hasil edir. Triggerin çıxış siqnalı açarı 

A  bağlayır.  KSG  və  TQ  qovşaqlarına  impulsların  daxil 

olmasının  kəsilməsi  ilə  çevirmə  tsikli  sona  çatır.  TQ 

çıxışında nəticənin kodu 

U

U

U

U

N

x

k

x

∆

≈

∆

=

 hazır olur.  

 

 

Şə

k 6.9. Müqayisə prosesinin diaqramı (a) və ardıcıl 

 sayma çeviricisinin sxemi (b) 

Xətaların  (statik)  tərkib  hissələri: 

U

∆

  ölçüsündən 

asılı  olan  diskretlik  xətası;  kvantlama  səviyyələrinin 

k

U

 

generasiya  xətası;  MQ-nin  həssaslıq  həddindən  irəli  gələn 

xəta. 

Çevirmə müddəti kvantlama səviyyələrinin sayından n 

və  impulslar  generatorunun  İG  siqnalının  periodundan  T 

asılıdır. T qiyməti KSG-nin  (ən ətalətli qovşağın) çıxışında 

kvantlama  səviyyələrinin  dəyişməsi  keçid  prosesinin 

uzunluğundan az olmamalıdır. T periodunun qeyri-stabilliyi 

çevirmənin 

nəticəsinə 

təsir 

etmir. 

Bu 

qurğunun 

üstünlüyüdür.  

İ