Ilmiy-texnika taraqqiyotining tezlashishi, ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirishning rivojlanishi axborotni yig'ish va qayta ishlash tizimini doimiy ravishda takomillashtirishni taqozo etadi

I-bob. Elektron raqamli asboblarni loyihalashning umumiy masalalari.
1.1 Raqamli asboblarning tasnifi.

To'g'ri tuzilgan tasnif muayyan ob'ektlarni o'rganishni osonlashtiradi va bundan tashqari, bir qator hollarda tadqiqotchini xususiyatlari noma'lum bo'lgan yangi qurilmalarni yaratishga yo'naltiradi. Bugungi kunga qadar raqamli asboblarni tasniflash bo'yicha sezilarli miqdordagi takliflar mavjud bo'lib, ular raqamli o'lchash uskunalarini ishlab chiqishning turli bosqichlarini va asosiy tasniflash xususiyatlarini tanlashga boshqacha yondashuvni aks ettiradi. Ko'rib chiqilayotgan tasnif raqamli asboblar foydalanuvchisini qiziqtiradigan ba'zi xususiyatlarga asoslanadi va elektron raqamli o'lchash asboblarining deyarli barcha ma'lum turlarini qamrab oladi.

Blok-sxemada ko'rsatilgandek (1.1-rasm) raqamli o'lchash moslamasi ARO’va raqamli ko'rsatkich qurilmasi MI dan iborat. O'lchov natijalarini vizual nazorat qilishning hojati bo'lmasa, ARO’mustaqil qurilma sifatida ishlatiladi, uning chiqishida o'lchov natijalarini kompyuterga kiritish uchun qulay kod bilan ta'minlaydi.
ARO’tugunlarining maqsadi quyidagicha. o’zgartirgich1 kirish konvertorida analog qiymat bir shakldan ikkinchisiga o'tkaziladi (A1-A2); masalan, bu erda kirish signali o'lchov qilinadi, kuchlanish, qarshilik, sig'im va boshqa qiymatlar doimiy kuchlanishga aylanadi. Xuddi shu tugunda, ARO’ning ba'zi turlarida talab qilinganidek, oldindan namuna olish vaqtida amalga oshiriladi, bunda maxsus namuna olish davrlari yordamida uzluksiz signal impulslar ketma-ketligiga aylantiriladi, ularning qiymati uning darajasiga mos keladi. vaqtning muayyan nuqtalarida uzluksiz signal. Analog qiymatni kodga haqiqiy konvertatsiya qilish (A2-K1) analog-kodga o'zgartiruvchi o’zgartirgich2 tomonidan amalga oshiriladi. Biroq, agar ushbu konvertorning chiqishida, masalan, aks ettirilgan kod keyingi foydalanish uchun noqulay bo'lsa, keyin bu holda K2 kodini olish uchun xizmat qiluvchi qo'shimcha o’zgartirgich3 konvertori ishlatiladi; ikkinchisi ARO’ning kirishiga yoki IM ga beriladi. Tugunlarning muvofiqlashtirilgan ishlashi boshqaruv blokining boshqaruv blokining signallari bilan ta'minlanadi. Qurilmalarning maqsadi va ishlash printsipiga qarab, alohida tugunlarning funktsiyalari ba'zan birlashtiriladi yoki chiqarib tashlanadi. ARO’bloklarining ishlash xususiyatlaridan kelib chiqib, quyidagi tasniflash xususiyatlari tanlangan.
ARO’ning asosiy vazifasi analog-kod konvertori tomonidan amalga oshiriladi; shuning uchun birinchi tasniflash xususiyati sifatida analog qiymatni kodga aylantirish jarayonida raqamlarni yaratish usuli tanlangan. ARO’larda eng ko'p qo'llaniladigan razryad hosil qilishning vaqtinchalik va fazoviy usullaridir.
Bitlarni shakllantirishning fazoviy usuliga ega bo'lgan analog-raqamli konvertorlar bir vaqtning o'zida kodning barcha bitlarini aniqlash imkonini beradi. Raqamli kod ko'p simli (raqamlar soni bo'yicha) aloqa liniyalari orqali uzatiladi. Bitlarni parallel (bir vaqtning o'zida) qayta ishlashga ega bo'lgan bunday bitma-bit kodlash ARO’-larga qo'shimcha ravishda, bu turdagi konvertorlar maxsus fazoviy kodlash ARO’'larini o'z ichiga oladi. Ushbu qurilmalarda kod naqshli disk yoki niqob mavjud; 1 yoki 0 bitlarining har biriga o'rnatish imkonini beruvchi diskriminatorlar va o'quvchilar. Disk yoki niqobdagi kod namunasi tanlangan kodga mos keladi.
Qoida tariqasida, aks ettirilgan kod ishlatiladi (masalan, kulrang kod), bu noaniqlik xatosini eng muhim raqamga kamaytirishga imkon beradi, pozitsion ikkilik kod bilan esa xato maksimal qiymatning 50% ga yetishi mumkin. .
Vaqtinchalik usulda raqamli kodning bitlari ketma-ket shakllanadi va xuddi shu tartibda bitta simli chiziq orqali qurilmaning quyidagi tugunlariga etib boradi. Bunday ARO’lar vaqt impulslarini o'zgartiradigan qurilmalarni o'z ichiga oladi, ularda doimiy kuchlanish unga proportsional vaqt oralig'iga, so'ngra interval o'lchagich yordamida raqamli kodga aylanadi, shuning uchun vaqt oralig'i tugashi bilan oxirgi bit tugallandi; shuningdek, bitlarni ketma-ket qayta ishlash bilan bit-bit kodlash ARO’.
Elektromexanik ARO’larda niqob yoki disk sobit o'quvchiga nisbatan aylantirilayotgan analog qiymatga mutanosib ravishda almashtiriladi; elektronda - niqob statsionar bo'lib, katod-nurli trubaning tekis o'qish nuri joyidan siljiydi. Burchakli kodli konvertorlarda ishlatiladigan elektromexanik ARO’lar ma'lum taqsimot oldi [17]. Yuqori samaradorlikka erishish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan kodlovchi katod nurlari trubkasidan foydalanishga asoslangan fazoviy kodlash ARO’s asboblar komponentlarini ishlab chiqishda jiddiy qiyinchiliklar tufayli tarqatish ololmadi. Fazoviy ARO’ning elektron versiyasi, shu jumladan 2 ⁿ -1 taqqoslash davrlari, ularning chiqishlari o'rganilayotgan kuchlanish va 2 ^{n dan kuchlanish bilan ta'minlangan.}Qo'shnilaridan 1 kvant darajasida farq qiluvchi -1 mos yozuvlar signallarining manbalari (kuchlanish bo'luvchilari) bitta taqqoslash davri va dekoderning javob vaqtiga teng konversiya davomiyligini ta'minlaydi.
Chiqarishlarni ishlab chiqarish usuliga ko'ra qurilmani tanlashda, bu holda muhimroq narsa - uskunani tejash yoki vaqtni olish hisobga olinadi. Tezlik va uskunaning tejamkorligi talablari o'rtasidagi kelishuvni hal qilish uchun kod ishlab chiqarishning aralash fazoviy-vaqtlik usuliga ega ARO’lar ishlab chiqilgan. Bunday holda, butun kod fazoviy ajratish bilan bir vaqtda shakllanadigan bitlar guruhlariga bo'linadi; guruhlarga ishlov berish ma'lum vaqt jadvaliga muvofiq ketma-ket amalga oshiriladi.
ARO’ning tuzilishi va xususiyatlarini ko'p jihatdan aniqlaydigan ikkinchi tasniflash xususiyati tanlangan kodning turidir.
Ikkilik kod, qoida tariqasida, bitlarning vaqtga bo'linishi bilan bit-bit kodlashning ARO’-da qo'llaniladi.
Bitta kod (bu erda biz raqam pauza bilan ajratilgan birlar paketi bilan ifodalanganda bitta kodni o'zgartirishni nazarda tutamiz) vaqt pulsi kabi bitlarni vaqtga bo'linish bilan keng qo'llaniladigan ARO’larda qo'llaniladi (bu erda vaqt oralig'i o'lchanadi). pulslarni hisoblash ketma-ketligi yordamida) yoki chastota- impuls (bu erda analog qiymat - impulslar ketma-ketligi bilan ifodalangan chastota - kalibrlangan vaqt oralig'ida hisoblagichga o'tishda raqamga aylanadi).
Agar bitlarning fazoviy bo'linishi bilan ARO’da bitta kod ishlatilsa, u holda barcha kanallarda bir-biridan bir kvant bilan farq qiluvchi mustaqil mos yozuvlar kuchlanishlari mavjud bo'lib, butun kod zaryadsizlanishdan zaryadsizlanishgacha tarqalmasdan qayta ishlanadi.
Ushbu konvertatsiya usuli ba'zan o'qish usuli deb ataladi. Keyinchalik bitta kodni kompyuterda kuzatish yoki qayta ishlash uchun qulay kodga aylantirish qo'shimcha uskunalarni talab qiladi.
BCD raqamlarni vaqtga bo'linadigan raqamli qurilmalarda qo'llaniladi, bu erda oddiy dekoder yordamida ikkilik tashkilotga ega tetrodlar o'nlik kodni o'qishni ta'minlaydi.
Ko'rsatilgan kod, xususan, Grey kod ko'pincha bitlarni fazoviy ajratishda qo'llaniladi, bu kodning tez shakllanishini ta'minlaydi, bu doimiy o'zgaruvchan kirish signali orqasida qo'shilish rejimida muhim ahamiyatga ega. Haqiqatan ham, kirish signali bitta gradatsiya bilan o'zgarganda, ko'rsatkichda faqat bitta raqam almashtiriladi va tezkor harakat bitta nol - organdagi kechikish bilan belgilanadi.
Ortiqcha kodlar, masalan, 1, 0, 1 raqamlari bilan ikkilik kodlar va boshqa maxsus kodlar ba'zan o'tish davri tufayli dinamik xatolarni kamaytirish, ARO’vaqt bo'linmasidagi yagona nosozliklardan himoya qilish uchun ishlatiladi.
Bitlarni yaratishning aralash fazoviy-vaqtinchalik usuliga ega ARO’da bir vaqtning o'zida turli xil kodlardan foydalanish mumkin. Shunday qilib, HP-3460 A va TR6567 [37] tipidagi raqamli voltmetrlarni integratsiyalashda kod bitta kodlashdan foydalangan holda ikkita raqam guruhi tomonidan qayta ishlanadi va guruhlar o'rtasidagi aloqa o'nli shkala bilan amalga oshiriladi. Bitlarni ajratishning vaqtinchalik va fazoviy usullari bilan birgalikda kodlarning boshqa kombinatsiyalari mavjud.
Uchinchi tasniflash xususiyati analog qiymatlarni kiritish konvertorining funktsiyasi bilan bog'liq (PR1); aylantirilgan qiymat quyidagi ARO’tugunlariga uning lahzali yoki integral qiymati bilan taqdim etiladi.
Signalning bir lahzali qiymatini aniqlash ARO’ning cheklangan tezligi va signal darajasidagi keskin o'zgarishlar tufayli o'lchov natijasining biroz buzilishi bilan bog'liq. Buzilishni kamaytirish uchun strob qurilmasi ishlatiladi - signalning bir lahzali qiymatini eslab qolish va uni ma'lum bir momentga bog'lash uchun xizmat qiluvchi mandal. Biroq, bu holatda ham ba'zi parazitar o'rtacha va o'lchash xatosidan butunlay xalos bo'lish mumkin emas, bu etarli darajada mukammal va tezkor fiksator tomonidan, shuningdek, signalning tabiati bilan belgilanadi.
Integral qiymat o'zgartirgichlarida o’zgartirgich1 qurilmasining kirish tuguniga o'rtacha (signalning doimiy komponentini tanlash yoki AC shovqinini bostirish), oqim yoki kuchlanishning o'rtacha, ildiz o'rtacha kvadrati yoki amplituda qiymatini aniqlash, faol yoki konvertatsiya qilish funktsiyalari beriladi. doimiy kuchlanishga reaktiv qarshilik va boshqalar.
Nihoyat, CUda amalga oshiriladigan transformatsiya jarayonini tashkil qilish usuliga qarab, tsiklik va kuzatuv harakatining ARO’lari ajralib turadi (to'rtinchi tasniflash xususiyati).
Tsiklik qurilmalarda individual konvertatsiya bosqichlari qattiq dastur bo'yicha amalga oshiriladi, masalan: oldingi o'qishni tiklash, kirish signalini yoqish yoki uning joriy qiymatini namuna olish, hisoblash birligini haqiqatda o'lchash yoki to'ldirish, indikator qurilmasida o'qishlarni o'rnatish va chiqish magnitafon yoki kompyuterga signallar. O'tkazish davrlarini takrorlash chastotasi (namuna olish tezligi) qurilmada mavjud bo'lgan maxsus sinxronizator yoki tashqaridan keladigan signallarni sinxronlashtirish orqali o'rnatiladi. Tsiklik asboblarda ko'rsatkichlarni olish faqat ma'lum bir tsikl davomida, ya'ni ko'rsatkich vaqti deb ataladigan vaqt davomida ruxsat etiladi. O'qish moslamasida maxsus xotira registrlari bo'lgan asboblarda o'qishlar istalgan vaqtda olinishi mumkin.
ARO’ning keyingi konvertatsiyaga o'tishini kuzatish o'rganilayotgan signalning parametrlarini o'zgartirish orqali hosil bo'lgan signallar ta'siri ostida amalga oshiriladi: signal darajasi qurilmaning sezgirlik chegarasidan oshib ketadigan qiymat bilan; kvantlash birligidan kattaroq qiymat bilan davrning davomiyligi va hokazo. Qurilmaning ko'rsatkichlari har doim qabul qilishga va kanalning boshqa qurilmalariga uzatishga tayyor. Kuzatuv qurilmalarining modifikatsiyasi bo'lgan razryadlarning fazoviy bo'linishi bilan ARO’lar ham xuddi shunday xususiyatga ega. Bu erda qo'shilish butun signal darajasini kuzatib boradi; alohida ARO’boshqaruv bloki talab qilinmaydi.
Kuzatuv moslamalari moslashtirilgan namuna olish qurilmalari sifatida tasniflanishi mumkin, chunki konversiya chastotasi yoki kodni tuzatish chastotasi signalning tabiatiga qarab o'rnatiladi. Asosan, adaptiv diskretizatsiya tsiklik qurilmalarda ham amalga oshirilishi mumkin. Bunday holda, masalan, tsikllarni takrorlash chastotasi qo'shni o'lchovlar ma'lumotlariga ko'ra avtomatik ravishda o'rnatiladi.