Temir yo`ldagi mikroprotsessorli qurilmalar va boshqaruv tizimlari”

Razryadlar bo‘yicha kodlashtirish (muvozanatlash) uslubi odatda qiymatiga ko‘ra 2 soni darajasiga proporsional bo‘lgan bir necha etalonlar mavjudligini (ko‘pincha muvozanatlovchi siljituvchi registr ko‘rinishida ro‘yobga chiqarilgan), hamda bu etalonlarning analogli qiymat bilan solishtirilishini nazarda tutadi. Qiyoslash katta razryadli etalondan boshlanadi. Ushbu qiyoslash natijalariga ko‘ra chiqish kodi katta razryadining qiymati shakllanadi. Agar etalon kirish qiymatidan katta bo‘lsa, u holda katta razryadda “0” qo‘yiladi va keyin kirish qiymatining qiymatiga ko‘ra navbatdagi etalon bilan muvozanatlash amalga oshiriladi. Agar etalon kirish qiymatiga teng yoki undan kichik bo‘lsa, bu holda chiqish kodining katta razryadida “1” qo‘yiladi va kirish qiymati va birinchi etalon o‘rtasidagi farqni muvozanatlash amalga oshiriladi.
O‘qib olish uslubi bo‘yicha qurilgan o‘zgartirgichlar eng katta ishlash tezligiga ega. O‘qib olish uslubi n-razryadli ikkilamchi kodda 2ⁿ  1 etalonlar mavjud bo‘lishini ko‘zda tutadilar. Kirish analogli qiymati bir vaqtning o‘zida barcha etalonlar bilan qiyoslanadi. O‘zgartirish oqibatida komparatorlarning chiqish 2ⁿ  1 laridagi mantiqiy signallar ko‘rinishidagi parallel kodlar yuzaga keladilar.
Izchil (oldinma-ketin) hisoblash ARO‘ ini ro‘yobga chiqarish varianti. Misol tariqasida teskari bog‘liqlik zanjirida izchil (oldinma-ketin) hisoblash RAO‘ ga ega bo‘lgan ARO‘ tuzilmaviy sxemasini (7, b-rasm) va uni ro‘yobga chiqarish variantini (8-rasm) ko‘rib chiqamiz. "Ishga tushirish" signaliga ko‘ra nolga tushirilgan CT hisoblagich kirishiga TIG dan takt chastotali impulslar uzatila boshlaydi (7, b-rasmga qar.). Ushbu impulslar kelib tushishiga qarab RAO‘ kirish kodi o‘sadi va uning chiqishidagi kuchlanish u_RAO’ ortib borib, bunda pog‘ona darajasi ARO‘ kirish kuchlanishi u_kir ning kvantlanish qadami u ga mos keladi.
O‘zgarish jarayoni kuchlanish u_RAO’ komparator shu asosda yig‘ilgan OU kirishiga uzatilgan ARO‘ kirish kuchlanishi u_kir dan biroz ortganida o‘zgartirish jarayoni tugallanadi. Bunda hisoblagich ishi to‘xtatilib, uning chiqishida esa kuchlanish u_kir ning raqamli ekvivalenti bo‘lgan Ai kodi o‘rnatiladi.
Ko‘rib chiqilgan ARO‘ tuzilma sxemasiga muvofiq 2-rasmda 4-razradli izchil (oldinma-ketin) hisobli RAO‘ ga ega bo‘lgan ARO‘ modelini ro‘yobga chiqarish varianti keltirilgan bo‘lib, u OPAMP1 operatsion kuchaytirgichi va R1, …, R4 muallaq qarshiliklari bo‘lgan rezistiv matritsadan iborat. Sxemadagi Key1, …, Key4 uzib-ulagichlari (Space kaliti ochiq holida) ST hisoblagichi ishini tekshirish, XSC1  ossillografi esa RAO‘ chiqishidan va komparator kirishidan kuchlanish ossillogrammalarini olish uchun xizmat qiladilar.
ARO‘ ni modellashtirishni ishga tushirishda YE1 generatori tomonidan shakllantirilgan impulslar ST hisoblagichi kirishiga uzatilib, ularning soni 7-segmentli indikatorda oldinma-ketin yonib ko‘rinadi. Hisoblagichdan chiqish razryadli signallari shuningdek XLF1 logik analizator kirishlari va R1, …, R4 rezistiv matritsasi kirishlariga, matritsadan umumiy kuchlanish esa  OK kirishiga kelib tushadi. OPAMP1 chiqishidagi (9-rasm) pog‘onasimon kuchlanish u_RAO’ OPAMP2 operatsion kuchaytirgichda yig‘ilgan komparator kirishiga uzatiladi. E7 generatoridan R6-R7 ajratgich orqali kuchlanish u_kir ham ana shu kirishga uzatilgan. Ko‘rsatilgan kuchlanishlar tenglashgan paytda komparator ishga tushib, “VA” (AND) elementiga mantiqiy “0” uzatiladi va hisoblagich ishi to‘xtatiladi, indikatorda esa u_d(k) darajaga muvofiq keladigan raqamli kod (kvantlash qadamlari soni) namoyon bo‘ladi.
Hisoblagich chiqishidagi signallar vaqt diagrammalari va komparator kirishlari kuchlanish ossillogrammalarining tahlili (3-rasmga qar.), hisoblagich o‘n ikki taktli impuls kelishi bilan hisobni to‘xtatganini ko‘rsatadi, shu sababli 7-segmentli indikatorda C₁₆ (12₂) soni yongan ekan (8-rasmga qar.).
O‘zgartirish xatoligi pog‘onali kuchlanish u_RAO’ shakllanishidagi xatoliklar hamda u_kir va u_RAO’ tengligini aniqlashdagi komparator xatolari kvantlash qadamiga (kuchlanish u_RAO’ pog‘onasi balandligi) bog‘liq. O‘zgartirish vaqti doimiy bo‘lmay, kuchlanish u_kir darajasiga bog‘liqdir. ARO‘ razryadlarining soni berilgan holda o‘zgartirish vaqti hisobiy impulslar davrlari soni bilan belgilanadi.
Qurilish tuzilmasiga ko‘ra IMS ARO‘ larni RAO‘ qo‘llangan va qo‘llanmagan ARO‘ larga ajratadilar. RAO’ mavjud bo’lmagan ARO’ KIS lariga masalan, berilgan turdagi ARO’ni xalaqitlarga chidamliligi va aniqligini oshiradigan, impulsli xalaqitlarni silliqlaydigan juft integratsiyalangan (birinchi taktda  kirish kuchlanishi, ikkinchisida – etalon kuchlanishini, integratsiyalash natijalarini vaqt intervaliga va ekvivalent raqamli kodga aylantirish bilan) ARO’ larga oid bo’lgan KR572PV2, K107PV2 va boshqa IMS lar kiradi.



2-rasm.


ARO‘ rivojining asosiy yo‘nalishlari – asosiy uzellar (tugunlar), xususan komparatorlar tez ishlash imkoniyatini 5…10 ns ga qadar yetkazish, ular aniqligini 0,05…0,005% gacha oshirish, o‘zgartirgichlar razryadliligini 24 ga ko‘paytirish, o‘zgartirgichlarda mikroprosessorlardan foydalanishdan iborat.

3-rasm.