Muhandislik

Raqamli signallar.
Raqamli (diskret) signallar. Raqamli signallar ikki xil diskret almashinuvchi (bor-yo‘q) signallardan iboratligi sababli u orqali ikkilik sanoq sistemasidagi ma’lumotni tasvirlash mumkin. Bunda elektrik implusning borligi 1, yo‘qligi 0 bilan ikkilik tarzda diskret signallarni uzatish 1880 yillarning o‘rtalarida Samuel Morze tomonidan joriy qilingan edi.

2-rasm. Raqamli signallar.
Kompyuterda hosil qilingan ma’lumotni uzatish uchun raqamli signallardan foydalanish ham tez, ham qulay va aniq bo‘ladi. Ammo hozir ham ko‘pgina aloqa qurilmalari (telefon, telegraf, radio, televideniya) analog signallar bilan ishlaydi. Bu muammodan qutilish uchun modem zarur. Modem raqamli signali analogli signalga ham ( modulyasiya), analogli signalni raqamli signalga ham (demodulyasiya) aylantira oluvchi yagona qurilmadir.
Modemning asosiy ko‘rsatkich uning ma’lumot almashinish tezligi hisoblanadi. Kanal – bu ma’lumot uzatishdagi yo‘lidir. Turli kanallar turli spektrdagi radioto‘lqinlardan iborat. Sim orqali aloqaga kabel va optik tolali kabel kiradi. Simsiz aloqaning asosan ikki turi mavjud: Mikroto‘lqin va suniy yo‘ldoshlar. Aloqaning ham simli, ham simsiz turi elektromagnit spektordagi to‘lqinlardan iborat
Analogli signalni raqamli signalga o‘tkazish 3 bosqichda amalga oshiriladi.
1.Diskretlash
2.Kvantlash
3.Kodlash
Diskretlash deb, vaqt bo‘yicha uzluksiz analog signalni malum bir qonuniyat asosida teng vaqt intervaliga ajratishga aytiladi.



Kvantlash deb, diskretlangan analogli signalni malum qonuniyat asosida kvantlash qadami,yordamida gorizantal ravishda teng oraliqlarga bo‘lish.

3- rasim. Diskretlash
Ma’lumotlar ikki turdagi signallar yordamida uzatilishi mumkin: analogli va raqamli. Analogli signallar uzluksiz uzatiladi. Raqamli esa diskret shaklida. Analog signallar (uzluksiz to‘lqinlar). Kommunikatsiyaning eskirgan vositalari: telefon, radio va televideniya analogli signallar bilan ishlashga mo‘jallangan. Analog signal tashuvchi to‘lqin deb ataluvchi uzluksiz elektrlik signallardan tashkil topgan to‘lqindan iborat. Analogli tashuvchi to‘lqinlarning ikki asosiy ko‘rsatkichi chastota va amplitudadan iborat


Kvantlash jarayoni
Raqamli-analog oʻzgartirgich (AROʻ) va raqamlm analog oʻzgartirgichlar raqamli kattalikni unga proporsioanl boʻlgan elektr tok yoki kuchlanish koʻrinishidagi analog kattalikka oʻzgartirish uchun qoʻllaniladi.
Operatsion kuchaytirgich (OK) deb, analog signallar ustidan turli amallarni bajarishga moʻljallangan, differensial kuchaytirish prinsipiga asoslangan, kuchlanish boʻyicha katta kuchaytirish koeffitsiyentiga ega boʻlgan (K U =10 4 ÷10 6 ) integral oʻzgarmas tok kuchaytirgichiga aytiladi. Bunday amallarga qoʻshish, ayirish, koʻpaytirish, boʻlish, integrallash, differensiallash, masshtablash kabi matematik amallar kiradi. Hozirgi kunda OKlar analog va raqamli qurilmalarda kuchaytirish, cheklash, koʻpaytirish, chastotani filtrlash, generatsiyalash, signallarni barqa-rorlashda qoʻllanilib kelmoqda. Buning uchun OKlarga musbat va manfiy teskari aloqa (TA) zanjirlari kiritiladi. TA zanjirlari yordamida OKlar yuqorida qayd etilgan amallarni (operatsiyalarni) bajaradilar.
AROʻlarni tuzishning turli usullari mavjud boʻlib, amaliyotda maxsus kuchaytirgich va rezistorlarda bajarilgan sxema keng qoʻllaniladi. AROʻ vazifasini OKda bajarilgan jamlovchi kuchaytirgich bajarishi mumkin (10.41-rasm). Kirishlar soni oʻzgartirilayotgan ikkilik kodning razryadlari soni bilan aniqlanadi. K1-K4 kalitlardan har biri ochiq yoki berk holatda boʻlish mumkin. Soddalik uchun K4 K3 K2 K1 ikkilik kirish soʻziga ega boʻlgan toʻrtrazryadli RAOʻni koʻrib chiqamiz.
Mos razryadlardagi qarshilik qiymatlari 2 martaga farq qiladi. Bu holda, mazkur RAOʻ sxemasi 0 dan 15 gacha boʻlgan natural qator sonlarini ikkilik sanoq tizimdan oʻnlik sanoq tizimga oʻzgartiradi. Bunday oʻzgartirish mexanizmini koʻrib chiqamiz.
Jamlagich tomonidan bajarilayotgan amal, kirishdagi rezistorlarning berilgan harshiliklari uchun quyidagi ifoda yordamida keltiriladi.

5- rasim. Vaqt diagrammalari
Sxema ingeratorni boshqaruvchi kalitga ega boʻlib, uning ketidan nol-komaprator deb ataluvchi solishtirish sxemasi joylashgan. Solishtirish sxemasi uchta kirishli HAM ME yordamida hisoblagichni boshharadi.
Boshqaruv sxemasi (boshqaruv mantiqi) hisoblagichni boshharish uchun Mp takt signallari ishlab chiqaruvchi kvarsli avtogeneratorga ega.U boʻluvchi yordamida K kalitni boshqaruvchi U₁(t) signalning t_I vaqt intervalini shakllantiradi.
Ishlash prinsipini tushuntirish uchun 5- rasmda keltirilgan vaqt diagrammalaridan foydalanamiz.
Boshqaruvchi mantiq K kalitni analog kirish signali oʻtishi uchun integrator kirishiga ma’lum t_I vaqtga ulaydi. Bunda C integrallovchi kondensator 0 dan t_I gacha boʻlgan vaqt intervalida ixtiyoriy tanlangan kirish signali qiymati boʻyicha (1,2 yoki 3) deyarli toʻgʻri chiziq qonuniga asosan zaryadlanadi. t_I vaqt mobaynida kirish signali deyarli oʻzgarmas boʻlganligi sababli, u vaqt diagrammasida vaqt boʻyicha oʻzgarmas (1,2 yoki 3) qilib ifodalangan.
Vaqtning t_I momentida mantiqiy boshqaruv kirishni K kalit yordamida R₂ etalon rezistori orqali yerga ulaydi. Bu momentdan boshlab kondensator razryadlana boshlaydi va chiziqli qonunga asosan U_I(t) absolyut kattalik kamayib boradi. Razryadlanish potensial nolga teng boʻlguncha, ya’ni U_I(t)=0 gacha davom etadi. Bu vaqt momenti grafikda t₁ , t₂ va t₃ lar orqali ifodalangan. Bu vaqt momentida nol-komparator hisoblagichni toʻhtatadi.
Oʻzgartirish aniqligi hisob chastotasini, ya’ni Olib tashlash, Ishga tushirish, Cp signallarini sinxronlash yoʻli bilan keskin oshiriladi. Bunda
AROʻning oʻzgartirish aniqligi 16 tagacha ikkilik razryadiga, ya’ni ½ ¹⁶ =1,5·10^-5 ga teng boʻladi. Bunday AROʻ kuchlanish oʻlchash raqamli qurilmalarida qoʻllaniladi. Bir marta hisoblash vaqti 0,5 … 2 s ni tashkil etadi.
Prarallel kodlovchi AROʻlar katta tezkorlikka ega. Ularda analog signalni n-razryadli ikkilik kodga oʻzgartirish uchun 2^n-1 ta omparator ishlatiladi. Har bir komaparatorning ikkita kirishidan biriga rezistorli boʻlgich yordamida shakllanuvchi tayanch kulchanish beriladi. Ikkita yonma-yon joylashgan komaparatorlar tayanch kuchlanishlari farqi U/2 ga teng. Bu yerda U- oʻzgartirilayotgan analog signalning maksimal qiymatiga mos keluvchi tayanch kuchlanish. Komaparatorlarning boshqa kirishlari ulangan boʻlib, ularga kirish signali beriladi. Ustuvorli shifrator chiqishda, ishga tushuvchi eng katta komparatorga mos keluvchi raqamli signal shakllantiradi.
Parallel kodlash usuli juda katta tezkorlikka egaligi bilan ajralib turadi. Oʻzgartirishdagi kechikish vaqti bir necha oʻn nanosekundni tashkil etadi.
10.1-jadvalda koʻrib oʻtlgan AROʻ ISlarinig parametrlari keltirilgan.