Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таoлим вазирлиги

1.4.4. Микропроцессорли элементлар

Махсус рақамли микро ЭҲМ лардан фойдаланиш ва улар асосида дастурий ҳимояларни ишлаб чиқиш реле ҳимояси ва автоматикадаги истиқболли йўналишлардан биридир. Дастурий ҳимояларда реле ҳимоясини таркибида таъсир қилувчи катталиклар бўлган ахборотни қайта ишловчи арифметик-мантиқий тизим деб қараш мумкин, қайта ишлаш жараёнини эса ҳимоянинг ишлаш алгоритмига мос бўлган аналитик ифодалар билан берилади.
МикроЭҲМнинг асосий элементлари хотира қурилмалари, микропрцессор ва киритиш/чиқариш қурилмаларидан иборат.
Хотира қурилмаларида реле ҳимояси алгоритми бўйича ҳисоблашларнинг дастури сақланади. Ушбу дастурга асосан микропроцессор ўзининг киришига келаётган иккилик коддаги сигналларга асосан арифметик ва мантиқий амалларни бажаради. Бундай амалларни бажариш учун микропроцессорнинг таркибида триггерлар, ВА, ЁКИ, ЭМАС мантиқий элементлари бўлади, яъни микропроцессор универсал рақамли интеграл микросхемадир. Ўнли сонни иккилик саноқ тизимида ёзиш учун уни икки даражаларининг йиғиндиси кўринишига ўтказилади. Масалан, 11 сони қуйидагича тасвирланади

Иккининг даражалари олдидаги коэффициентлар разряд коэффициентлари дейилади. Уларни икки даражаларининг камайиш тартибида ёзиб иккилик саноқ системасида тўрт разрядли 1011 сонни ҳосил қиламиз.



1.9-расм. Дастурий ҳимоянинг соддалаштирилган таркибий схемаси





1.10--расм. Кириш сигналларини дискретлаш ва квантлаш


Ўзгартириш жараёнида кириш сигнали Х вақт бўйича дискретланади ва сатҳ бўйича квантланади (1.10-расм).. Дискретлаш қадами t_Д микроЭҲМнинг ва умуман дастурий ҳимоянинг тезкорлигига, квантлаш қадами h_K эса кириш сигналларини иккилик кодга ўтказиш аниқлигига таъсир қилади. Аналог –рақамли ўзгарткичларда фойдаланиладиган аналог сигналларни вақт-импулс сигналларга айлантирувчи ўзгарткичлардан бирининг функционал схемаси, 1.11,а- расмда келтирилган. Кириш сигнали U_кир аррасимон кучланиш Uзд билан таққосланади. Аррасимон кучланиш G генератор ёрдамида ҳосил қилинади.





1.11-расм. Аналог сигналларни вақт-импульс сигналларга ўзгартиришнинг функционал схемаси (а) ва иккилик тўрт разрядли кодни кучланишга айлантирадиган содда рақамли-аналог ўзгарткичнинг схемаси (б)


Таққослаш органи ТО аррасимон кучланиш ва кириш сигналининг ўзаро тенглашиш моментини аниқлайди ва бундай моментда унинг чиқишида қисқа вақтли импульс ҳосил бўлади. Бундай импульсдан фойдаланиш мумкин, масалан, унинг ёрдамида SR триггерни бир турғун ҳолатдан бошқа турғун ҳолатга ўтказиш мумкин. Кириш сигнали U_кир ўзгариши билан унга пропорционал равишда триггернинг чиқишидаги тўғри бурчакли импульсларнинг давомийлиги ўзгариб боради. Компаратор энг содда ана­лог-рақамли ўзгарткич вазифасини бажариши мумкин. Реле ҳимоясининг ижро этувчи органлари учун аналог сигнал зарур бўлиши сабабли микроЭҲМнинг чиқишига рақамли-аналог ўзгарткич уланади. Иккилик тўрт разрядли кодни кучланишга айлантирувчи ўзгарткичлардан бирининг схемаси, 1.11,б-расмда кўрсатилган. Бундай ўзгарткич ҳар бир разрядга пропорционал бўлган кучланишларни жамлашга асосланган. Схемага стабиллаштирилган кучланиш U_ст келтирилган. Ўзгарткичнинг чиқишидаги U_чиқ кучланиш К калитнинг ҳолатига боғлиқ. Масалан, 2³К калит уланган бўлса

яъни U_чиқ кучланиши тўрт разрядли иккилик коднинг энг юқори (биринчи) разрядига мос бўлади. Калитларнинг 16 хил комбинацияси бўлиши мумкин, уларга мос равишда чиқишда кучланиш ҳосил бўлади.
МикроЭҲМнинг функционал имкониятлари ҳар қандай мураккабликдаги ўлчаш органларини ва ҳимояларни бажариш имкониятини беради. Бу дастурий ҳимояларнинг афзалликларидан биридир. Иккинчи афзаллиги дастурий ҳимояларнинг ўз-ўзини назорат қилиш имкониятига эга эканлигидадир.
Дастурий ҳимоялар бўйича ишлар ҳозирги кунда ҳам давом эттирилмоқда. Катта имкониятларга эга бўлган микропроцессорларни реле ҳимоясида қўллаш истиқболли йўналишлардан бири эканлиги шубҳасиздир.


Назорат саволлари

1. 
   Ҳозирги вақтда реле ҳимояси ва автоатикада қандай микросхемалар кенг қўлланилади?
   
2. 
   Интеграл микросхема (ИМС) қандай элементлардан ташкил топган?
   
3. 
   Рақамли микросхемалар реле ҳимояси ва автоматиканинг қандай қисмини бажаришда қўлланилади?
   
4. 
   Операцион кучайтиргичлари нималардан иборат?
   
5. 
   Аналог ва рақамли микросхемалар бир-биридан нима балан фарқ қилади?
   
6. 
   ОК қандай киришларга эга?
   
7. 
   ОК нинг қандай ишлаш режимлари бор?
   
8. 
   ОК ёрдамида компаратор қандай бажарилади?
   
9. 
   Расмда кўрсатилагн схемада R1=2кОМ, R2=10кОМ ва =1 В бўлса чиқиш кучланиши U_чиқ неча вольт бўлади?
   

10. 
    Расмда кўрсатилган схемадан қандай элемент сифатида фойдаланиш мумкин?