20-Маъруза Рўйхатга олиш

Электрон рўйхатга олиш

Кўриб чиқилган усулларда ёзиш тезлигини қайд қилиш анча чекланган бўлиб, улардан ҳар бирини амалга ошириш учун ҳаракатланувчи механик қисмлар талаб қилинади. Аммо тез-тез изчил ўрганиш ва таҳлил қилиш учун юқори тезликда содир бўлувчи жараёнларни қайд қилиш керак. Буни тезкор қаттиқ хотира ёрдамида амалга ошириш мумкин. Агар жуда юқори частотали кириш сигналларидан тўплам олинса ва у ярим ўтказгичли хотирага киритилса кейинчалик уларни анча паст тезлик билан ўқиш ва осциллограф ёрдамида кузатиш учун уларни тақдим қилиш мумкин. Натижада биз вақт шкалаларининг реал чўзилишини оламиз. Бундай усул вақт масштабини 10⁹ мартага ўзгартиришни амалга оширади. Кузатилаётган ҳодисалар 10⁹марта секинроқ содир бўлади. Буни амалга оширувчи асбоблар тезкор жараёнларни қайд қилиш учун қурилмалар деб номланади. Қайд этиш керакки, стробоскопик осциллографда шунингдек кириш сигналлари тўплами яратилади, унинг ёрдамида фақат даврий сигналларни индикациясини амалга ошириш мумкин, унинг ҳаракат тамойили когерент тўпламлар олишга асосланган (параграф 2.2). Осциллографда бундай турдаги сигналлар ёдда сақланмайди, бевосита экранда чиқарилади.⁷

Ёзиш кириш сигналини дискретлаштириш ва даврий хотирага танланган миқдорларни сақлаш йўли билан амалга оширилади. Сигнал кейинги фойдаланишда аналог шаклда яратилади.
Расм. 3.84 тез содир бўлувчи жараёнларни қайд қилиш учун қурилмаларнинг ишлаш тамойилини тушунтиради. Бу асбоб баъзан рақамлаштирувчи осциллограф деб номланиб, унда дискретизация амалга оширилади, бундай номланиш ўз ичига стробоскопик осциллографни ҳам олади. Жараёнларни қайд қилиш учун қурилманинг мавжуд функцияси даврий ва даврий бўлмаган сигналларни қайд қилиши мумкин, паст тезликда ва даврий тартибда кейинчалик кузатув учун чиқарилиши мумкин.
Тезкор жараёнларни қайд қилиш учун электрон қурилмалар қуйидаги тартибда ишлайди. Дастлаб бир-биридан тенг масофада жойлашган кириш сигналларидан танланган миқдорлар олинади, унинг ёрдамида аналог рақамли ўзгартиргич рақамли маълумотлар шаклига ўтказилади. Бундай маълумотлар даврий ярим ўтказгичли хотирага ёзилади. Бундай жараённи ишга тушириш сигнали йўқ бўлганда жараён узлуксиз давом этади ва янги маълумолар олдинги маълумотларнинг юқорисида ёзилади. Хотира (сўзларнинг узунлиги ва сақланадиган сўзларнинг сони) ёзувларнинг амплитудаси ва узунлиги бўйича рухсат берилган имконияти билан белгиланади . Сигнал бўйлаб таққословчи қурилмаларни ишга тушириш фаол тартибдаги ҳисоблагичга ўтказилади. Бу ҳисоблагичлар билан маълум бошланғич миқдорлар киритилади, ярим ўтказгич хотирасига жойлаштириладиган тўпламлар сони белгиланади. Агар хотира ҳажми 4000 сўздан иборат бўлса, ҳисоблагичда бошланғич миқдор сифатида 2000 сони киритилади, бунда ҳисоблагич нолга тенг бўлиб, хотирада ишга тушириш сигнали ҳаракат вақтига қадар 2000 ва ундан кейин 2000 тўплам кўрсатилади. Тактли сигнал частотаси олдиндан маълум бўлиб, тикланадиган сигнал нафақат сигналнинг миқдори балки унинг шакли тўғрисидаги ахборотдан иборат бўлади . Масалан тактли частота 500 МГц га тенг қилиб белгиланган бўлса бу ишга тушириш вақтидан икки томон бўйлаб , ±4 мкс узунлик оралиғи доирасида сигнални қайд қилишимиз мумкин; тўпламлар ҳар иккитадан олинади. Эски маълумотларни узлуксиз қайд қилиш жараёни ишга тушириш содир бўлганда қандай ҳодисалар юз беришини кузатиш имконини беради. Шундан сўнг ўтиш жараёнларини қайд қилиш учун қурилмалар тўхтаилади, рақамли маълумот шаклидаги сигнал дарҳол компютерда қайта ишлаш учун киритилади. Бу маълумотлар 3.84 расмда кўрсатилганидек яна аналог сигналга ўзгартирилади. Тикланадиган сигнал тактли сигналлар генератор частотасини белгилайдиган исталган суръатда амалга оширилиши мумкин. Бошланган мисолни давом эттириб, фараз қиламизки сигнални тиклаш секундига 5 тўплам тезлиги билан амалга оширилади; бунда кириш сигнали 10 нс бўлгани 1 се-кунддаги чиқиш сигналига мос келади. Бундай ҳолатда сигнални пероли ўзи ёзарда тасвирласак у 13.3 минут вақтни олади. Агар бунда вақт лупасидан фойдаланадиган бўлсак, такт сигнали генератори иш тартибини шундай ўрнатишимиз мумкинки бунда сканерлаш фақат хотира қисмида амалга оширилади ва сигналнинг фақат зарур қисмини кузатиш мумкин. Аксинча сигнални аналог кучланишга ўзгартиришда рақамли шаклга кўпайтириш йўли билан сигнал миқдорини осон ўзгартириш мумкин; шунингдек аралаштириш ҳам мумкин. Аналог сигнални тиклашда кириш сигналининг тўғри нусхасини олиш учун бу сигнални қуйи частота филтри орқали ўтказиб рақамли аналог ўзгартиргич чиқиш сигналини тезкор ўзгартириш усулидан фойдаланилади. Биз яна тикланадиган филтрларга 4.5 параграфда қайтамиз. Тўплам частотасини тўғри тиклаш учун кириш сигналигининг энг юқори частотасини икки марта ошириш керак. Бу усул билан биз 4.5 параграфда яна учрашамиз. 500 МГц ли танловлар тўпламини олиш тезлигида кириш сигналининг спектр кенглиги 250 МГц дан кам бўлиши керак. Ҳақиқатда амалиётда хатоларга кам йўл қўйиш (5 фоизли) учун кириш сигнали частота полосаси 50 МГц билан чекланади.
Ўтиш жараёнларини қайд қилиш учун қурилманинг частота диапазони дастлабки тўпламларни сақлайди
(иккинчи тўпламни хотирадан чиқариш суръати сигнални тиклашда фойдаланиладиган такт генератор частотаси билан белгиланади). Ҳар бир бирламчи тўпламни олиш учун зарур бўлган вақт тўпламни фиксациялашнинг тез ҳаракатланиш схемасига, ўзгартириш жараёни ва хотирадаги ёзувларга боғлиқдир. Шунинг учун тўпламни билвосита эквидистант олиш бошқа усуллар қаторида яратилган (расм. 3.85). 3.85(a) расмда сигналлардан тўпламни тез олиш кўрсатилган . Бу шу пайтгача биз кўриб чиққан ҳолатларга ўхшайди. У реал вақт режимида тўпламни олиш деб аталади ва тўплам ва АЦП ни жуда тез олиш схемалари учун зарур.


Расм. 3.85. Ўлчанадиган сигналлар тўпламини олишнинг турли тамойиллари: (а) Реал вақт тартибида эквидистант олиш; (b) тўпламни когерент олиш (стробоскоп тамойилига кўра); (с) тасодифий такрорлаш билан тўплам олиш. Сўнгги иккита ҳодисада кириш сигналининг даврий бўлиши талаб қилинади.
3.85(b) расмда строскопик тамойил бўйича навбат билан сигнални олиш кўрсатилган. Аммо энди сигнал даврий бўлиши керак! Биринчи даврда тўплам сигнали <1> нуқтада сақланади. Навбатдаги даврда тўплам <2> нуқтада сақланади (тўпламни олиш схемаси даврларнинг бутун миқдорини ўтказиши мумкин.) Бундай усулда ўзгартириш ва хотирага ёзиш вақт кўп бўлганда амалга оширилади. Бундаги қийинчилик шундан иборатки бундай аниқликда тўпламни олиш даври ва кириш сигналлари даври ўртасидаги вақт нисбатини сақлаш керак. Агар тўпламлар ўртасидаги вақт даврларини ўтказиш натижасида ўсиш содир бўлса, ўлчанадиган сигналга нисбатан тўплам когерентлигига риоя қилиш керак. Бошқа томондан кириш сигналларининг қанча кам даври қўшни тўпламлар ўртасида тузилган бўлса бунда мос схемалар шунча тез ишлаб чиқиишни таъминлаб бериши керак.
3.85(c) расмда тасодифий такрорлаш билан дискретлаштириш деб номланувчи тўпламни олишнинг гибрид усули келтирилган. Дастлабки даврда тўлпам сигналлари нуқталардаги йирик қадамлар билан олинади, бир-биридан тенг масофада 1 рақами билан белгиланган бўлади.
Иккинчи даврда (яна шундан сўнг бир нечта даврларни ўтказиш мумкин) тўпламлар уларни олиш даврлари ўртасида босқичлар билан белгиланади, аммо бу босқичлар 2 рақами билан белгиланган бўлиб, биринчи босқичдаги тўпламни олиш даврига нисбатан тасодифий жойлаштирилган бўлади. Мазкур ҳолатда кириш сигналли тўплам когерентлигига зарурият йўқ. Фақатгина иккита талабни қондириш керак: тўпламлар орасидаги масофа доимий қолиш, сигналлар эса даври бўлиши керак. Кириш сигналларини тиклаш учун тўпламни олишда фойдаланиладиган такт сигналлари вақти ва ишга тушириш вақти ўртасидаги масофани ўлчаш кифоя.