Sərbəst iş №1 Elektron qurğuların təsnifatı. Elektronikanın inkişaf mərhələləri, siqnallar və onların təsnifatı

Sərbəst iş №9
Ardıcıl-say prinsipli ARÇ. Paralel çevirmə
prinsipli ARÇ.
Analoq-rəqəmsal çeviricilər (ARÇ) ikilik rəqəmsal kodun onun giriçindəki analoqlu siqnalın səviyyəsi ilə müqaisə etmək üçün qurğusu kimidir.ARÇ-nin çevirmə xarakteristikasına ARÇ-nin çıxışında ikilik kodun ədədli ekvivalentinin normalaşdırılmışın giriş analoqlu siqnalın şkala gərginliyinə ( asıllılığına deyilir. O da çoxpilləli qırıq xəttdir və fərqi ondan ibarətdir ki, dörddərəcəli ARÇ-də absis və ordinat oxları yerlərini dəyişmiş olur.
Belə inteqral ARÇ-lər iki növ olurlar: ardıcıl təsirli (açılan) və paralel təsirli (paralel).Açılan tipli ARÇ-rə ardıcıl hesablı, dərəcələr üzrə tarazlaşan (ardıcıl yaxınlaşma ilə) və inteqrallaşdırıcı ARÇ-lər aiddir.

Şəkil 4. Ardıcıl hesablı analoq-rəqəmsal çeviricinin struktur sxemi

A rdıcıl hesablı ARÇ-nin struktur sxemindən göründüyü kimi sabit müsbət gərginlik (davamiyyəti diskretizasiya periodundan azca kiçik olan sayma impulsun təsir zamanı ərzində) kamparator rejimində işləyən DA1 əməliyyat gücləndiricisinin invertləyici girişinə daxil olur (şəkil 4). DA1 invertləşdirilmiş girişə ARÇ-nın DA2 giriş gərginliyi verilir, onun da rəqəmli girişləri CT2 ikilik sayğacın çıxışına qoşulur. CT2 sayğacı girişindəki atma impulsu ilə ilkin sıfır vəziyyətinə gətirilir. CT2 sayğacın işə salma icazəsi girişdəki “işə salma” impulsu ilə əmələ gəlir, onun say girişinə təkraretmə tezliyi ilə ardıcıl gələn takt impulsları daxil olur. Sayğacın çıxışında ikilik kod natural ədəd sırasının qiymətlərini keçir, DA2-nin çıxışında isə gərginlik onun çevirmə xarakteristikasına uyğun pilləli artır. Bu gərginlik gərginliyinə bərabər olan anda, DA1 kamparatoru işədüşərək , sayğacın işini dayandırır. DA1-in vəziyyətinin dəyişməsi “çevirmənin sonu” siqnalı kimi istifadə olunur, sayğacın çıxış kodu isə giriş analoqlu siqnalın rəqəmli ekvivalentinə uyğun olacaq.
A rdıcıl hesablı ARÇ-nin ümumi nöqsanı – nisbətən böyük olmayan teztəsirlilikdir. Buna görə də onlar adətən aşağı tezlikli voltmetrlərdə istifadə olunurlar.

Şəkil 5. Dərəcələrlə tarazlaşan analoq-rə-qəmsal çeviricisinin struktur sxemi

Teztəsirliliyin belə aşağı olmasının əsas səbəbi ondan ibarətdir ki, ikilik sayğac hər dəfə sıfırdan özünün gərginliyi ilə təyin edilən son vəziyyətinə qədər aralıq qiymətləri keçir. Teztəsirliliyi artırmaq üçün ARÇ-nin giriş kodunun ardıcıl strategiyasını dərəcələrlə verilməsi ilə əvəz edilməlidir, yəni əvvəl gərginliyini ARÇ-nin çıxışındakı gərginliyinin kodunda böyük dərəcəsində yeganə vahid və qalandərəcələrdə isə sıfırlar olanla müqaisə edilir. Əgər ola bilsin ki, olsun, onda böyük dərəcədə vahidi saxlamaq lazımdır, olmasa – atmaq tələb olunur. Sonra vahidi növbəti kiçik dərəcədə saxlayaraq göstərilən üsulu təkrar lazımdır. Proses ən kimik dərəcənini daxilindəkinin təyini ilə başa çatır. Dərəcələrə görə çıxış kodunun qurulması ARÇ-rə dərəcələrə görə tarazlaşan ARÇ-ri deyilir (şəkil 5). Bu sxemdə ikilik sayğac ardıcıl yaxınlaşma registri (RG) ilə əvəz edilir.
R G DD1-in bütün dərəcələri ilkin sıfır vəziyyətinə R girişdə atma impulsu ilə quraşdırılır. “İşə salma” siqnalı icazə girişi E ilə ARÇ-nı işə salır, amma onda çevirmənin bütün sikli U_t(t) n takt impulsu ərzində hər zaman başa çatır, burada n-ARÇ-nın dərəcəliyidir. Hər takt impulsun müsbət düşgüsündə böyükdən başlayaraq registrdə onun bir dərəcəsi qurulur, lakin bu dərəcənin son vəziyyəti takt impulsun mənfi düşgüsü anında D-nın giriçinin məntiqi səviyyəsi ilə təyin edilir. Öz növbəsində, D girişinin vəziyyəti DA1 kamparatorunun U_t(t) müsbət düşgü anında guraşdırılmış DA2-dəki kodda U_RAÇ çıxış gərginliyi ilə U_girgərginliyinin müqaisəsi nəticəsində təyin edilir. Əgər U_gir U_RAÇ D-nın girişində vahid quraşdırılır, U_gir U_RAÇ olsa – sıfır.
Göstərilən ARÇ-də bütün çevirmə sikli n=4 takt impulsunda başa çatır (şəkil 6). Dörd dərəcəli ARÇ-nin dərəcələrə görə tarazlaşmada U_şk=15V şkala gərginliyi və U_gir=9,5V olduqda kamparatorun çıxış və U_RAÇ giriş gərginlikləri diaqramından göründüyü kimi , (t=0) ilkin vəziyyətdə registrin bütün dərəcələri tullanmış olur. Odur ki, birinci takt impulsuna qədər U_RAÇ(t)=0, U_kamp(t)=1 (U_çıx 0).
Takt impulsun müsbət düşgüsündə 1registrin böyük dərəcəsinə vahid yazılır, RAÇ-nin çıxışında gərginlik 8V-a bərabər olur. Madam ki, bu zaman

Şəkil 6 . ARÇ-nin iş prinsipini izah edən zaman diaqramları

U_çıx=9,5V U_RAÇ=8V
olursa U_kamp(t)=1 böyük dərəcədə yazılı, bu da RG registrin D girişinin birinci takt impulsunun mənfi düşgüsü anına aid olur. 1 və 2 takt impulslarının aralığında RAÇ-nin çıxışında 8V gərginliyi olacaq, kamparatorun çıxışında isə - 1 vəziyyəti.
M üsbət takt impulsunun 2-ci müsbət düşgüsündə qonşu daha kiçik dərəcəyə 1 yazılacaq, RAÇ-nin çıxışında U_RAÇ=12V gərginliyi olacaqdır. U_RAÇ U_gir olduğundan , kamparatorun çıxışında sıfır quraşdırılacaqdır. Bu sıfır 2-ci takt impulsunun mənfi düşgüsündə registrə yazılacaq, bunun da nəticəsində RAÇ-nin çıxış gərginiyi yenidən 8V-a bərabər olacaq, odur ki, 2 və 3-cü takt impulsların aralığında kamparatorun çıxışında yenədə 1 olacaq (U_gir U_RAÇ) və s.
Yüksək həssaslığa malik olan sabit cərəyan rəqəmsal cihazlar üçün inteqrallaşdırıcı ARC istifadə olunur. Belə ARC-lər üçün teztəsirlilik hələ də böyük əhəmiyyət kəsb etmir, onlar üçün daha vacib odur ki, intensiv xətaların təsirindən sazlama təmin olunsun, onların da tezliyi sənaye qida şəbəkəsinin dəyişən cərəyan tezliyinə f=50 Hs bölünən olsun. Ardıcıl təsirli adi ARC-dən fərqli olaraq inteqrallaşdırıcı ARC-ri RAC əvəzinə inteqrator istifadə edir. Nəzərə alsaq ki, onun perioduna bölünən , inteqrallaşma parçalarından götürülən, harmonik funksiyadan intqral sıfıra bəarbər olduğundan, bu növ ARC-lər sabit cərəyan rəqəmsal cihazların göstəricisinə şəbəkə xətalarının təsirini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa qadirdir. İkilik inteqrallaşmanın ARC-sının ilkin vəziyyətində ikilik sayğac CT2 sıfra goyulur, S ceviricisi isə ölçülən sabit giriş gərginliyinə goşulur (şəkil 7). Xətalar olmadığı halda DA1 invertləyici inteqratorun çıxışındakı gərginlik xətti qanununa uyğun dəyişir, DA2 kamparatorunun çıxışında gərginlik müsbətdir, U_t takt impulsları təsirindən öz vəziyyətini dəyişən sayğacın işinə icazə verilir. Onların ardıcıl periodu T=KT_ş/2^N mütanasib-likdən seçilir.
Burada K-tam ədəddir;
N-sayğacın dərəcəliyidir; T_ş=1/f_ş=0,02 s-dəyişən cərəyan gərginliyinin periodudur.

Şəkil 7. İkiqat intqrallaşdırıcı analoq-rəqəmsal çeviricisi

Sayğac impulsla dolduğu halda idarəetmə sxeminin girişinə (İŞ) verilən daha yüksək dərəcəyə keçid çıxışında S çeviricisi çevirilir, o da qütbü U_gir gərginliyinə əks olan U_day dayaq gərginliyi mənbəyini inteqratorun gırışınə qoşur. DA1 inteqratorun çıxındakı gərginlik xətti artmağa başlayır və sıfıra çatan anda DA2 kamparatoru işə düşərək CT2 saiğacın işini dayandırır.