6.5.3. Kəmiyyətcə dəyişən kompensasiyalı ardıcıl
yaxınlaşma çeviriciləri
Belə ARÇ-də tətbiq edilən giriş kəmiyyətinin koda
çevrilməsi üsulu təsirlə diskret dəyişən ölçünün ardıcıl
müqayisəsindən ibarətdir. Sonuncuda nümunə artımlarının
ölçüsü monoton azalır. Hər bir müqayisənin nəticəsi
nümunə artımın növbəti müqayisə üçün ölçünün qiymətinin
formalaşmasına təsir əmsalını müəyyənləşdirir. Bütün
müqayisələrin nəticələrinin ardıcıllığı çevirmənin nəticəsini
təşkil edir.
Məntiq avtomatlarının tətbiqi ilə yaradılan qurğular,
bir qayda olaraq, ikilik kodla idarə olunan diskret ölçüyə
malik olur. Hər bir ədədə aşağıdakı ifadəyə uyğun olaraq
ölçünün
k
-cı bir qiyməti uyğun gəlir:
∑
=
−
⋅
=
n
i
i
i
k
Q
U
U
1
0
2 ,
burada
k
- ölçünün qiymətinin nömrəsi,
n
k
2
,
...
,
2
,
1
=
;
0
U
– dayaq kəmiyyətinin qiyməti; n - kodun dərəcələrinin
sayı;
i
Q
- ikilik kodun
i
-ci dərəcəsinin qiyməti,
1
,
0
=
i
Q
;
i
- kodun dərəcəsinini nömrəsi,
n
i
,
...
,
2
,
1
=
(
1
=
i
böyük
dərəcəyə uyğun gəlir ).
228
Çevirmə giriş kəmiyyətinin
x
U
ölçünün birinci
nümunə qiyməti
0
1
2 U
U
k
−
=
ilə müqayisəsindən başlayır. O,
sıfırdan fərqli bir böyük dərəcəsi olan idarə edən koda
uyğun gəlir, yəni
1
=
i
olduqda
1
1
=
Q
və
1
≠
i
olduqda
.
0
=
i
Q
Müqayisə
k
x
U
U ≥
bərabərsizliyinin
yoxlanmasından ibarətdir. Əgər bərabərsizlik doğru olarsa,
birinci nümunə qiymət 1 vuruğu ilə çevirmənin sonuna kimi
saxlanır (birinci dərəcənin qiyməti
1
1
=
Q
qeyd olunur).
Ə
ks halda (
k
x
U
U <
) vuruq ( təsir əmsalı ) 0-a bərabər olur,
bu da birinci dərəcənin
0
1
=
Q
qiymətinə uyğun gəlir.
Beləliklə, birinci müqayisənin sonu nəticənin böyük
dərəcəsinin qiymətini müəyyənləşdirir. İkinci müqayisə
üçün ölçünün nümunə qiyməti
2
0
1
0
1
2
2
−
−
+
⋅
=
U
U
Q
U
k
(
2
>
i
olduqda,
1
Q
,
1
2
=
Q
,
0
=
i
Q
kodu ilə müəyyənləşir).
Müqayisənin sonu ikinci dərəcənin
2
Q
qiymətini
formalaşdırır. n müqayisə əməliyyatı yerinə yetirildikdən
sonra
i
Q
qiymətlərinin ardıcıllığı nəticənin kodunu yaradır.
Bu nəticə
(
]
0
;
2
0
n
x
k
x
U
U
U
U
−
⋅
−
∈
−
=
∆
yaxınlaşma xətası (natamam kompensasiya kəmiyyəti) ilə
giriş kəmiyyətinin
∑
=
−
⋅
=
n
i
i
i
x
Q
U
U
1
0
2
qiymətinə uyğundur.
x
U
∆
xətası kvantlama addımının
ölçüsünü
n
k
U
U
−
⋅
=
∆
2
0
aşmır. Yaxınlaşma xətasının
sərhədlərinin simmetrikləşdirilməsi
2
x
U
∆
düzəlişinin tətbiqi
ilə, texniki reallaşdırma zamanı isə müqayisə qurğusunun
xarektristikasının additiv sürüşməsini daxil etməklə əldə
229
olunur. Çeviricinin sxeminə nümunə şək. 6.14-də
verilmişdir.
Şə
k. 6.14. Diskret ölçülü ardıcıl yaxınlaşma çeviricisi
Müqayisə qurğusu MQ
x
U
və
k
U
giriş təsirlərinə
R
siqnalı ilə reaksiya verir. Bu siqnal idarəetmə qurğusuna İQ
daxil olur.
R
siqnalının
k
x
U
U ≥
və
k
x
U
U <
qarşılıqlıistisna vəziyyətlərini əks etdirən səviyyələrinə
uyğun olaraq məntiqi 0 və 1 qiymətlərini verək. Ölçünün
kompensasiyaedici
qiyməti
k
U
rəqəmsal-analoq
çeviricisindən RAÇ daxil olur. RAÇ ikilik kodla (İQ
çıxışındakı
i
Q
siqnallarının kombinasiyası ilə) idarə olunur.
İ
darəetmə qurğusu İQ takt impulsları generatorundan TİG,
takt impulsları paylaşdırıcısından TİP, məntiqi vurma
ə
məliyyatını yerinə yetirən VƏ sxemlərindən, RS-
triggerindən Tg və analoji triggerlərdən Tg
i
təşkil olunub.
Sonuncular yaxınlaşmalar registrini yaradır. Sadalanana
triggerlər bir istiqamətverici girişə və iki identik atma
girişlərinə malikdir. İstiqamətverici girişə məntiqi 1-ə
ekvivalent siqnalın təsiri triggerin Q çıxış siqnalını 1
230
vəziyyətinə çevirir. Atma girişlərindən istənilən birinə
analoji təsir əks nəticəyə gətirir, yəni
0
=
Q
. TİP qovşağı
nümunələri idarəetmə kodları ardıcıllığının generasiyası
üçündür. Hər bir kod (
i
S
çıxışları ) bir 1 və (
1
+
i
) sıfıra
malikdir. Hər bir növbəti kod əvvəlkindən 2 dəfə kiçik ədədi
ifadə edir. Sonuncu kod (ancaq
1
2
=
+
n
S
) çevirmə siklinin
sonunu müəyyən edir (Stop-siqnal). Kodun əvəz edilməsi
takt siqnalına
T
görə baş verir. Adətən TİP ədədləri paralel
daxil etmək üçün girişləri olan sürüşmə registri əsasında
yaradılır. Bu halda siqnal
0
2
=
+
n
S
registri qiyməti
T
siqnal
impulsunun təsirindən sonra
i
S
çıxışlarında olan 100 . . . 0
(
1
1
=
S
) kodunu yazma rejiminə keçirir.
Qurğunun işi Atma və İşəsalma əmrləri ilə başlayır.
Atma
əmri triggerlərin çıxış siqnallarını sıfır vəziyyətinə
keçirir (qabaqkı çevirmə tsiklinin nəticəsi bu zaman məhv
edilir). İşəsalma əmri triggerin Tg çıxışında
1
=
Q
qiymətini
qoyur, bununla
T
siqnalının VƏ elementindən TİP-in takt
girişinə keçməsinə icazə verir. Birinci impulsun gəlməsi ilə
TİP-nin çıxışlarında 100 . . 0 kodu yaranır.
1
1 =
S
siqnalı
Tg1-in çıxışında
1
1
=
Q
siqnalının meydana gəlməsinə səbəb
olur.
i
Q
-nin bu halına RAÇ ölçünün
1
0
2
−
⋅
= U
U
k
qiyməti
ilə
cavab
verir.
R
siqnalı
(MQ-dən)
növbəti
mərhələdə
k
x
U
U <
(
1
=
R
) olduqda Tg1-i atmağa hazırlayır
və ya onu
k
x
U
U ≥
(
0
=
R
) olduqda qadağan edir.
Triggerlərin Tg
i
atma siqnalları VƏ
i
elementlərinin
çıxışlarında
1
1
=
+
i
RS
olduqda formalaşır. İkinci mərhələnin
başlanması ilə TİP-in çıxışında 010 . . . 0 kodu meydana
gəlir. Ona uyğun
1
2 =
S
siqnalı
1
2
=
Q
dərəcəsini qoyur və
1
Q qiymətinin seçilməsini yekunlaşdırır. RAÇ-ı idarəetmə
kodu iki qiymətdən birini: 010 . . . 0 və ya 110 . . . 0 qəbul
edir. (
1
+
n
)-ci mərhələnin başlanması ilə çıxış kodunun
231
formalaşması yekunlaşır. Növbəti mərhələdə
2
+
n
S
siqnalı
Tg-ni başlanğıc vəziyyətə atır və
T
siqnalının TİP-ə təsiri
kəsilir. Çevirmə tsikli bununla bitir.
ARÇ-nin xətasının tərkib hissələri: dərəcələrin
sayından asılı olan diskretlik xətası; ölçünün qiymətlərinin
təzələnməsinin xətası (RAÇ-in dəqiqliyi ilə müəyyənləşir);
müqayisə xətası.
Çevirmə sürətinə əsas təsiri ölçünün qiymətlərinin
dəyişməsini müşayət edən keçid prosesləri göstərir. Bir
çevirmə taktına adətən ən azı 50 nsan ayrılır.
Mikrosxem şəklində müasir dəqiq ARÇ gərginliyin 16
– dərəcəli ikilik koda 5 mksan ərzində
%
0015
,
0
±
gətirilmiş
xəta ilə çevrilməsini həyata keçirir.
6.5.4. Kə miyyə tcə sabit kompensasiyalı ardıcıl
yaxınlaş ma çeviricilə ri
Bu qurğular giriş analoq kəmiyyətini
x
U
eyni təsirlər
(addımlar) sırası vasitəsi ilə ikilik koda çevirir. Hər bir təsir
bir bitlik çevirmələri yerinə yetirir və iki əməliyyatdan
ibarətdir:
• giriş kəmiyyəti
i
U
ölçünün qiyməti
0
U
ilə müqayisə
olunur və kodun
i
-ci dərəcəsinin müvafiq qiymətini
i
Q
formalaşdırır, yəni
0
U
U
i
>
olarsa, onda
1
=
i
Q
,
0
U
U
i
≤
olarsa, onda
0
=
i
Q
; müqayisənin nəticəsi
i
Q
U
0
giriş
kəmiyyətinin qiymətləndirilməsidir;
• son n -cidən başqa, növbəti addım üçün
1
+
i
U
giriş
siqnalı formalaşır, yəni:
(
)
i
i
i
Q
U
U
U
0
1
2
−
=
+
.
Beləliklə, giriş kəmiyyəti:
232
2
1
0
+
+
=
i
i
i
U
Q
U
U
.
1
U
kəmiyyətinə
n
təsirin
ardıcıl
tətbiqi
approksimasiyaya gətirib çıxarır:
2
2
1
1
1
0
1
+
=
−
+
=
∑
n
n
i
i
i
U
Q
U
U
.
Çevirmənin nəticəsinin ikilik kodunun böyük
dərəcəsinə
1
Q
qiyməti uyğun gəlir. Məhdud mənfi olmayan
giriş təsiri (
m
x
U
U ≤
≤
0
) üçün
2
0
m
U
U =
olduqda
∑
=
=
n
i
i
i
m
x
Q
U
U
1
2
yaxınlaşması
n
m
x
U
U
2
±
=
∆
xəta həddi ilə
doğrudur.
Bir addım çevirməni yerinə yetirən bəndin sxemi (şək.
6.15)
i
Q
çıxışlı birinci əməliyyatı yerinə yetirən və analoq
açarı A idarə edən müqayisə qurğusundan MQ, növbəti
addım üçün
1
+
i
U
qiymətini müəyənləşdirən çıxma
ə
məliyyatını yerinə yetirən qurğudan ÇQ və ötürmə əmsalı 2
olan gücləndiricidən G ibarətdir. Sxemə seçmə-saxlama
qurğusu (analoq yaddaş) SSQ əlavə edilmişdir ki, onun
təyinatı qısa zaman intervalında giriş təsirinin qiymətini
qeyd etmək (seçmək) və onu bütün çevirmə addımı ərzində
saxlamaqdır. SSQ-nin tətbiqi giriş kəmiyyətinin mümkün
dəyişmələrinin çevirmənin nəticəsinə təsirini istisna edir.
SSQ-nin idarə olunması
T
periodlu siqnalla həyata
keçirilir.
Şə
k. 6.15. Çeviricinin bir bəndinin sxemi
233
n
ardıcıl qoşulmuş bəndin tətbiqi n -dərəcəli çevirici
(şək. 6.16) yaratmağa imkan verir.
Şə
k. 6.16. Ardıcıl yaxınlaşmalı eyni vaxtlı
(konveyer) çeviricinin sxemi
O, giriş siqnalından n ardıcıl seçimin eyni zamanda
çevrilməsini həyata keçirir (konveyer kimi). Belə üsul
tsiklin uzunluğunu
nT
saxlamaqla hər bir seçimin çevrilmə
sürətini artırır. Qeyd etmək lazımdır ki, birincidən başqa
qalan bütün bəndlərdən seçmə-saxlama qurğularının
çıxarılması konveyer prinsipini pozur.
Bufer sürüşdürmə registrləri, məsələn, SRg1, SRg2
idarəedici takt siqnalı (
T
) ilə sinxron bir addım intervalının
misilləri olan zəruri zamana görə gecikdirilmələr daxil edir.
Birinci registr SRg1
1
Q birinci çevirmə addımının
nəticəsini
(
)
T
n
1
+
intervalı qədər, ikincini Q2 -
nT
qədər
və s. sonuncu n -ci registr
n
Q
-i
T
qədər gecikdirir.
Bu halda aləti xətanın səbəbləri ola bilər: SSQ-nin
ötürmə
ə
msallarının
vahiddən
meyillənməsi,
gücləndiricilərin ötürmə əmsallarının nominal qiymətdən
fərqlənməsi, hər bir MQ-də həssaslıq həddinin olması, ÇQ
çəki əmsallarının vahiddən meyillənməsi, bütün sayılan
bəndlərdə xarakteristikaların additiv sürüşmələrinin olması,
həmçinin ölçünün xətası və onun qiymətinin bəndlərə
ötürülməsinin qeyri-dəqiqliyi.
234
Bu çevirmə prinsipi əsasında informasiya ölçmə
sistemlərinin və rəqəmsal ossilloqrafların tərkibinə daxil
olan və sürətlə dəyişən proseslərin ölçülməsi üçün nəzərdə
tutulan bəndlər yaradılır.
ARÇ (gərginlikləri ölçmək üçün) mikrosxem kimi
hazırlandıqda 200 MHs-dək tezliklə ikilik koda çevirməni
(10 dərəcəyə qədər) həyata keçirməyə qadirdir. Çevirmə
tsiklinin müddətini azaltmaq üçün ardıcıl yaxınlaşma və
tutuşdurma
metodlarını
birləşdirən
kombinəolunmuş
sxemdən istifadə edilir. Sonuncu metodla kiçik dərəcələr (3-
dən 5-dək) formalaşdırılır.
6.5.5. Eyniləş dirmə çeviricilə ri
Belə çeviricilərdə giriş kəmiyyəti
x
U
eyni vaxtda
ölçülər dəsti ilə təzələnən diskret qiymətlərlə
k
U
müqayisə
olunur. Nəticələrin müqayisəsinin məcmusuna görə
x
U
qiymətləndirilir.
Gərginlik üçün ARÇ-nin sxemi şək. 6.17-də
göstərilmişdir.
Şə
k. 6.17. Gərginlik üçün tutuşdurma ARÇ
235
Burada GM - kvantlamanın
k
U
(
N
k
...,
,
2
,
1
=
)
N
səviyyəsinə müvafiq gərginliklər mənbəyi; MQ
k
-
müaqyisə qurğuları; KF - ikilik kod formalaşdırıcısı; Rg -
bufer registri; TİG - takt impulsları generatoru.
Gərginliklər mənbəyi GM, bir qayda olaraq,
0
U
dayaq
gərginlik mənbəyindən qidalanana rezistiv bölücüdən ibarət
olub kvantlama səviyyələrini formalaşdırır:
(
)
k
k
U
k
U
U
∆
−
+
=
1
1
,
burada
k
U
∆
- kvantlama addımı,
1
−
−
=
∆
k
k
k
U
U
U
.
k
x
U
N
U
∆
≤
≤
0
olduqda diskretlik xətasının
sərhədlərini simmetrik etmək üçün
1
U
səviyyəsinin qiyməti
2
k
U
∆
-yə bərabər seçilir.
m
x
U
U >
giriş gərginliyi müqayisə qurğularının MQ
k
çıxışlarında bütün
m
k ≤
üçün
1
=
k
Z
siqnallarının meydana
gəlməsimə səbəb olur, qalan MQ-in çıxışlarında siqnallar
dəyişməz qalır -
0
=
>m
k
Z
. Bütün
1
=
k
Z
qiymətlərinin cəmi
2
k
x
U
U
∆
±
=
∆
xəta həddi ilə
x
U
yaxınlaşmanı təşkil edir.
İ
kilik kod formalaşdırıcısı KF kombinator məntiq avtomatı
olmaqla bütün siqnallar
k
Z
ilə əks olunan ədədi ikilik koda
çevirir. Bu kod bufer registrinə Rg (yaddaş) yazılır. Periodik
yazma siqnalı TİG-dən daxil olur.
Bu halda xəta mənbələrini
k
U
kvantlama
səviyyələrinin qiymətlərinin nominaldan meyillənməsi və
müqayisə qurğularının işləmə həddləri təşkil edir.
Sürətlə dəyişən gərginliklərin işlənməsi üçün
nəzərdə tutulan qurğunun girişində TİG-dən siqnalla idarə
olunan SSQ tətbiq olunur. Sinxron işləyən SSQ və Rg-nin
tətbiqi çevirmənin hər tsiklinin başlanğıcını və sonunu qeyd
236
etməyə imkan verir ki, bu da hesabatların tarixinin
müəyyən edilməsi xətasını azaldır.
Eyniləşdirmə ARÇ mikrosxem kimi kodun dərəcələr
sayı 10-dan çox olmamaqla buraxılır. Məhdudiyyət MQ sayı
çox olduqda giriş gərginliyinin tam giriş müqavimətinə
buraxıla bilən az təsirini təmin etmənin çətinliyi ilə
ə
laqədardır, belə ki, yarımkeçirici keçidlərin tutumunun
girişə təsiri nəzərə alınacaq qədər olur. Bu təsirdən dinamik
xəta asılıdır. 1GHs çevirmə tezlikli 8-dərəcəli ARÇ
mikrosxemlər məlumdur.
Belə ARÇ rəqəmsal ossilloqraflarda və informasiya
ölçmə sistemlərində tətiq olunur.
Çeviricilərin qurulmasının konveyer üsulu giriş
siqnalının diskret qiymətlərini (hesabatlarını) onlara uyğun
(ekvivalent) kodlar sırasına (selinə) çevirmək üçün bir neçə
ARÇ ilə ardıcıl tətbiq olunmasından ibarətdir. Kodlar
(yanaşı) dərəcə qruplarından formalaşır, qruplardan hər biri
müəyyən ARÇ-də çevirmənin nəticəsidir. Birinci ARÇ
kodun böyük dərəcələr qrupunu formalaşdırır. Böyüklüyünə
görə növbəti dərəcələr qrupu ikinci ARÇ tərəfindən giriş
kəmiyyəti ilə birinci ARÇ ilə çevirmənin nəticəsinə uyğun
qiymətin fərqinə görə müəyyənləşir. Kod dərəcələrinin
qalan qiymətləri analoji təyin edilir.
Çeviricilərin birləşdirilməsinin bu üsulu çıxış kodunun
dərəcəliliyini artırmağa, qurğunu sadələşdirməyə və
qiymətini azaltmağa imkan verir. Yaradılması üçün məlum
olduğu kimi
1
2 −
=
n
N
sayda müqayisə qurğusu tələb
olunan ( n - dərəcələrin sayıdır) tutuşdurma ARÇ
birləşdirildikdə üsulun üstün xassələri daha parlaq üzə çıxır.
Belə ki, 10-dərəcəli ARÇ üçün 1023 MQ lazım gəlir. Hər
biri
5
2
1
=
= n
n
dərəcəli olmaqla iki ARÇ-nin tətbiqi MQ
sayını 62-dək ixtisar etməyə imkan verir.
İ
ki ARÇ tətbiq edilən konveyer çevirmə üsulunun
sxemi şək. 6.18-də verilmişdir, burada SSQ1 – SSQ4 seçmə
237
- saxlama qurğuları; ARÇ1 və ARÇ2 - bufer reqistrləri
olmayan eyniləşdirmə ARÇ (bax şəkil 6.17), onlar çıxış
kodunun dərəcəsi müvafiq olaraq
1
n
və
2
n
olmaqla eyni
kvantlama addımına malikdir; RAÇ – rəqəmsal-analoq
çevirici; ÇQ - çıxma əməliyyatını yerinə yetirən qurğu; G -
gücləndirici; NTQ - nəticəni korreksiya edən qurğu; Rg1 –
Rg3 - bufer registrləri. Periodik impuls siqnalı
T
qurğunun
işini
sinxronlaşdırır.
Şə
k.6.18. İki tutuşdurma ARÇ-nin
konveyer birləşdirilmə sxemi
Onun periodu
t
∆
kəmiyyətin
x
U
diskretlənmə
intervalını müəyyənləşdirir. Tutaq ki, SSQ-nın xətası
yoxdur, yəni:
(
)
( )
( ) ( )
t
U
t
t
U
t
t
U
x
x
x
δ
=
=
∆
−
1
2
,
burada
( )
t
δ
- (impuls) delta-funksiyadır. Birinci periodun
t
∆
keçməsi ilə qiymətləndirmənin kodu
1
n
Rg1-in çıxışında
meydana gəlir, SSQ3-ün çıxışından isə koda görə bərpa
olunan
(RAÇ
çeviricisi
ilə)
qiymət
(
)
k
U
n
t
t
U
∆
=
∆
−
1
1
meydana gəlir, burada
k
U
∆
kvantlama
addımıdır. İkinci interval
t
∆
ərzində çıxma əməliyyatını
yerinə yetirən qurğu ÇQ
(
)
(
)
t
t
U
t
t
U
U
x
∆
−
−
∆
−
=
∆
1
2
1
fərqini müəyyənləşdirir, gücləndirici G isə onun miqyasını
(
)
1
2
−
n
dəfə dəyişir.
Bu əməliyyatların nəticəsi
(
)
(
)
1
2
2
1
−
∆
=
∆
−
∆
n
U
t
t
U
SSQ4 vasitəsi ilə ARÇ2-nin
238
girişinə daxil olur. Eyni vaxtda
1
n
kodu Rg2-də qeyd
olunur. ARÇ2-də çevirmənin nəticələri -
2
n
və
1
n
kodları -
NTQ qurğusuna (tam cəmləyici) daxil olur ki, burada onlar
çıxış kodunun dərəcələrini
1
2
1
−
+
=
n
n
n
miqdarında
yaradır (öz çəkilərinə uyğun). Sonuncu bərabərlik onu ifadə
edir ki,
2
n
kodun böyük dərəcəsi
1
n
kodun kiçik dərəcəsini
üstələməlidir. Buna səbəb
k
U
U
∆
±
≤
∆
1
fərq işarəsini təyin
etmənin vacibliyidir.
2
n
kodun böyük dərəcəsi işarəlidir.
x
U
kəmiyyətinin çevrilməsinin yekun nəticəsi
t
∆
3
zaman
intervalının keçməsi ilə Rg3-ün çıxışında meydana gəlir.
Yaddaş qurğuları (SSQ və Pg) qabaqkı qiymətin
işlənməsi başa çatdıqdan sonra növbəti hesabata
x
U
görə
ə
məliyyatları yerinə yetirmək üçün bəndləri azad etməyə
imkan verir. Dərəcələri ( n ) artırmaq üçün bu üsulun tətbiqi
kiçik dərəcə həddlərində çevirmə xətasını təmin edən RAÇ,
ÇQ və G bəndlərinin yaradılmasının çətinliyi ilə
məhdudlaşır.
Dostları ilə paylaş: |