Аналогты-сандық және сандық-аналогты түрлендіру әдістері
КІРІСПЕ 3
1. АНАЛОГТЫ.ЦИФРЛЫҚ ЖӘНЕ ЦИФРЛЫҚ.АНАЛОГТЫҚ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР 5
1.1 Қолданылу мақсаты, негізгi ерекшеліктері мен түрлepi 5
1.2 Цифрлық құрылғының логикалық элементтері 9
1.3 Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларыныңаналогиялық цифрлікке өзгеруі 11
1.4 Кері байланысты аналогты.цифрлық түрлендіргіш 13
1.5 Операциялық күшейткіште кедергілерді қосатын цифрлық.аналогты түрлендіргіш 14
1.6 Цфирлық . аналогтық түрлендіргіш параметрлері 15
2. Тәжірибилік бөлім 17
2.1 Аналогты.сандық және сандық.аналогты түрлендіру әдістері 17
2.2 Разрядты коды бар АЦТ 20
2.3 Екілік интегрирі бар АЦТ 22
ҚОРЫТЫНДЫ 24
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 25
1. АНАЛОГТЫ.ЦИФРЛЫҚ ЖӘНЕ ЦИФРЛЫҚ.АНАЛОГТЫҚ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР 5
1.1 Қолданылу мақсаты, негізгi ерекшеліктері мен түрлepi 5
1.2 Цифрлық құрылғының логикалық элементтері 9
1.3 Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларыныңаналогиялық цифрлікке өзгеруі 11
1.4 Кері байланысты аналогты.цифрлық түрлендіргіш 13
1.5 Операциялық күшейткіште кедергілерді қосатын цифрлық.аналогты түрлендіргіш 14
1.6 Цфирлық . аналогтық түрлендіргіш параметрлері 15
2. Тәжірибилік бөлім 17
2.1 Аналогты.сандық және сандық.аналогты түрлендіру әдістері 17
2.2 Разрядты коды бар АЦТ 20
2.3 Екілік интегрирі бар АЦТ 22
ҚОРЫТЫНДЫ 24
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 25
Электронды жүйелерде аналогты және Цифрлық түрдегі ақпарат бірдей өңделеді. Ceбебi алғашқы физикалық көлем мен процесстер жөніндегі ақпарат аналогты сипатқа ие. Бұл ақпаратты өңдеу үшін оны әрине Цифрлық формада енгізген ыңғайлы. Цифрлық негізде өңделіп алынған нәтижелерді қолдану көп ретте олардың аналогтық түп деректерін қажет етеді. Яғни ақпаратты Цифрлық негізде өңдеу тәсілін қолданатын кез-келген жүйеде аналогтық және Цифрлық сигналдарды өзара алмастыратын құралы болуға тиic. Бұл рөлді аналогты-Цифрлық және Цифрлық -аналогты түрленулер (АЦТ және ЦАТ) атқарады.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
Цифрлық-аналогты түрлендіргішi - физикалық ұзақтық бекіткен эквивалентті мәнге ие, кезек-кезек берілген Цифрлық кодтар ұсынған ішкі кеңстік алмастыруға арналған құрал.
Анықтамада айтылған аналогты физикалық ұзақтық ретінде әртурлі параметрлер алынады. Мысалы ол айналым бұрышы, линиялық қозғалыс, сұйықтықтық немесе газдың қысымы т.б. болуы мүмкін. Бұдан былай бұл ұзақтық ретінде кез-келген сәтте өзге физикалық ұзақтықтарға оңай алмасатын тоқ немесе қысымды алатын боламыз.
АЦТ және ЦАТ - ны жобалағанда немесе пайдаланғанда туындайтын негізгi мәселе сигналды түп ннгізгі физикалық процесске айналдырған сәттегі адекватгылыққа, яғни түрлендірудің дәлдігіне қатысты. Сол себепті бұл түрлендірілулердің алгоритімдерін оларды орындау кезінде болуы мүмкін қателіктер тұрғысынан қарастырып көрейік.
Өнеркәсіптегі көптеген технологиялық объектіні басқару жүйесі құрылымын , бақыланатын шамалар туралы ақпарат бар электрлік сигналдар сәйкестігі сезгіштер арқылы өңделіп шығарылады да , іріктеліп, сүзіліп және күшейтіліп, аналогтық түрлендіргіштер арқылы цифрлық пішінге түрлендіріледі. Сосын олар микропроцессорға беріледі.
Микропроцессордың орнында компьютер болуы мүмкін. Микропроцессор қалыптастырған сигналдар цифрлы-аналогтық түрлендіргіштер көмегімен аналогтық түрге айналдырылып, атқарушы механизмдерді басқаратын, тікелей объектіге әрекет ететін электрондық күштік құрылғыларға беріледі.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
Цифрлық-аналогты түрлендіргішi - физикалық ұзақтық бекіткен эквивалентті мәнге ие, кезек-кезек берілген Цифрлық кодтар ұсынған ішкі кеңстік алмастыруға арналған құрал.
Анықтамада айтылған аналогты физикалық ұзақтық ретінде әртурлі параметрлер алынады. Мысалы ол айналым бұрышы, линиялық қозғалыс, сұйықтықтық немесе газдың қысымы т.б. болуы мүмкін. Бұдан былай бұл ұзақтық ретінде кез-келген сәтте өзге физикалық ұзақтықтарға оңай алмасатын тоқ немесе қысымды алатын боламыз.
АЦТ және ЦАТ - ны жобалағанда немесе пайдаланғанда туындайтын негізгi мәселе сигналды түп ннгізгі физикалық процесске айналдырған сәттегі адекватгылыққа, яғни түрлендірудің дәлдігіне қатысты. Сол себепті бұл түрлендірілулердің алгоритімдерін оларды орындау кезінде болуы мүмкін қателіктер тұрғысынан қарастырып көрейік.
Өнеркәсіптегі көптеген технологиялық объектіні басқару жүйесі құрылымын , бақыланатын шамалар туралы ақпарат бар электрлік сигналдар сәйкестігі сезгіштер арқылы өңделіп шығарылады да , іріктеліп, сүзіліп және күшейтіліп, аналогтық түрлендіргіштер арқылы цифрлық пішінге түрлендіріледі. Сосын олар микропроцессорға беріледі.
Микропроцессордың орнында компьютер болуы мүмкін. Микропроцессор қалыптастырған сигналдар цифрлы-аналогтық түрлендіргіштер көмегімен аналогтық түрге айналдырылып, атқарушы механизмдерді басқаратын, тікелей объектіге әрекет ететін электрондық күштік құрылғыларға беріледі.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
1. Жолшараева Т.М., Рахимжанова З.М. Микроэлектроника. Шала өткізгішті аспаптар. 050704 – Есептеу техникасы және бағдарламалық қамту, 050702 – Автоматтандыру және басқару мамандықтары бойынша оқитын студенттерге арналған оқу құралы, 2009.
2. Жолшараева Т.М., Схемотехника. Учебное пособие для студентов по специальности 5В0704 ВТиПО и для специальности 5В0719 РЭТ, 2010.
3. Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар. Оқу құралы, 2009.
4. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық жүйелер. Оқу құралы, 2009.
5. Шанаев О.Т. Бағдарламалы құрылымдар. Оқу құралы, 2011.
6. Дегембаева У.К., Шайхин Б.М. Электроника және аналогтық құрылғылардың схемотехникасы. Оқу құралы 5В0719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтары бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін, 2009.
7. Дегембаева У.К., Шайхин Б.М. Электроника. 5В0719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация және 5В0702 – Автоматтандыру және басқару мамандықтары бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін оқу құралы, 2009.
8. Кондратенко С.В. Основы локальных сетей Интернет-университет информационных технологий. – ИНТУИТ.ру,2005.– 360 с.
9. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей: Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2000.
10. Новиков.И., Гуржий А.Н., Жуйков В.Я. и др. Схемотехника электронных устройств. Цифровые устройства. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 512 с
2. Жолшараева Т.М., Схемотехника. Учебное пособие для студентов по специальности 5В0704 ВТиПО и для специальности 5В0719 РЭТ, 2010.
3. Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар. Оқу құралы, 2009.
4. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық жүйелер. Оқу құралы, 2009.
5. Шанаев О.Т. Бағдарламалы құрылымдар. Оқу құралы, 2011.
6. Дегембаева У.К., Шайхин Б.М. Электроника және аналогтық құрылғылардың схемотехникасы. Оқу құралы 5В0719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтары бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін, 2009.
7. Дегембаева У.К., Шайхин Б.М. Электроника. 5В0719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация және 5В0702 – Автоматтандыру және басқару мамандықтары бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін оқу құралы, 2009.
8. Кондратенко С.В. Основы локальных сетей Интернет-университет информационных технологий. – ИНТУИТ.ру,2005.– 360 с.
9. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей: Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2000.
10. Новиков.И., Гуржий А.Н., Жуйков В.Я. и др. Схемотехника электронных устройств. Цифровые устройства. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 512 с
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 3
1. АНАЛОГТЫ-ЦИФРЛЫҚ ЖӘНЕ ЦИФРЛЫҚ-АНАЛОГТЫҚ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР 5
1.1 Қолданылу мақсаты, негізгi ерекшеліктері мен түрлepi 5
1.2 Цифрлық құрылғының логикалық элементтері 9
1.3 Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларыныңаналогиялық цифрлікке өзгеруі 11
1.4 Кері байланысты аналогты-цифрлық түрлендіргіш 13
1.5 Операциялық күшейткіште кедергілерді қосатын цифрлық-аналогты түрлендіргіш 14
1.6 Цфирлық - аналогтық түрлендіргіш параметрлері 15
2. Тәжірибилік бөлім 17
2.1 Аналогты-сандық және сандық-аналогты түрлендіру әдістері 17
2.2 Разрядты коды бар АЦТ 20
2.3 Екілік интегрирі бар АЦТ 22
ҚОРЫТЫНДЫ 24
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 25
КІРІСПЕ
Электронды жүйелерде аналогты және Цифрлық түрдегі ақпарат бірдей өңделеді. Ceбебi алғашқы физикалық көлем мен процесстер жөніндегі ақпарат аналогты сипатқа ие. Бұл ақпаратты өңдеу үшін оны әрине Цифрлық формада енгізген ыңғайлы. Цифрлық негізде өңделіп алынған нәтижелерді қолдану көп ретте олардың аналогтық түп деректерін қажет етеді. Яғни ақпаратты Цифрлық негізде өңдеу тәсілін қолданатын кез-келген жүйеде аналогтық және Цифрлық сигналдарды өзара алмастыратын құралы болуға тиic. Бұл рөлді аналогты-Цифрлық және Цифрлық -аналогты түрленулер (АЦТ және ЦАТ) атқарады.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
Цифрлық-аналогты түрлендіргішi - физикалық ұзақтық бекіткен эквивалентті мәнге ие, кезек-кезек берілген Цифрлық кодтар ұсынған ішкі кеңстік алмастыруға арналған құрал.
Анықтамада айтылған аналогты физикалық ұзақтық ретінде әртурлі параметрлер алынады. Мысалы ол айналым бұрышы, линиялық қозғалыс, сұйықтықтық немесе газдың қысымы т.б. болуы мүмкін. Бұдан былай бұл ұзақтық ретінде кез-келген сәтте өзге физикалық ұзақтықтарға оңай алмасатын тоқ немесе қысымды алатын боламыз.
АЦТ және ЦАТ - ны жобалағанда немесе пайдаланғанда туындайтын негізгi мәселе сигналды түп ннгізгі физикалық процесске айналдырған сәттегі адекватгылыққа, яғни түрлендірудің дәлдігіне қатысты. Сол себепті бұл түрлендірілулердің алгоритімдерін оларды орындау кезінде болуы мүмкін қателіктер тұрғысынан қарастырып көрейік.
Өнеркәсіптегі көптеген технологиялық объектіні басқару жүйесі құрылымын , бақыланатын шамалар туралы ақпарат бар электрлік сигналдар сәйкестігі сезгіштер арқылы өңделіп шығарылады да , іріктеліп, сүзіліп және күшейтіліп, аналогтық түрлендіргіштер арқылы цифрлық пішінге түрлендіріледі. Сосын олар микропроцессорға беріледі.
Микропроцессордың орнында компьютер болуы мүмкін. Микропроцессор қалыптастырған сигналдар цифрлы-аналогтық түрлендіргіштер көмегімен аналогтық түрге айналдырылып, атқарушы механизмдерді басқаратын, тікелей объектіге әрекет ететін электрондық күштік құрылғыларға беріледі.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
Цифрлық-анапогты түрлендіргішi - физикалық ұзақтық бекіткен эквивалентті мәнге ие, кезек-кезек берілген Цифрлық кодтар ұсынған ішкі кеңстік алмастыруға арналған құрал.
Анықтамада айтылған аналогты физикалық ұзақтық ретінде әртурлі параметрлер алынады. Мысалы ол айналым бұрышы, линиялық қозғалыс, сұйықтықтық немесе газдың қысымы т.б. болуы мүмкін. Бұдан былай бұл ұзақтық ретінде кез-келген сәтте өзге физикалық ұзақтықтарға оңай алмасатын тоқ немесе қысымды алатын боламыз
1. АНАЛОГТЫ-ЦИФРЛЫҚ ЖӘНЕ ЦИФРЛЫҚ-АНАЛОГТЫҚ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР
1.1 Қолданылу мақсаты, негізгi ерекшеліктері мен түрлepi
Электронды жүйелерде аналогты және Цифрлық түрдегі ақпарат бірдей өңделеді. Ceбебi алғашқы физикалық көлем мен процесстер жөніндегі ақпарат аналогты сипатқа ие. Бұл ақпаратты өңдеу үшін оны әрине Цифрлық формада енгізген ыңғайлы. Цифрлық негізде өңделіп алынған нәтижелерді қолдану көп ретте олардың аналогтық түп деректерін қажет етеді. Яғни ақпаратты Цифрлық негізде өңдеу тәсілін қолданатын кез-келген жүйеде аналогтық және Цифрлық сигналдарды өзара алмастыратын құралы болуға тиic. Бұл рөлді аналогты-Цифрлық және Цифрлық -аналогты түрленулер (АЦТ және ЦАТ) атқарады.
АЦТ және ЦАТ - ны жобалағанда немесе пайдаланғанда туындайтын негізгi мәселе сигналды түп ннгізгі физикалық процесске айналдырған сәттегі адекватгылыққа, яғни түрлендірудің дәлдігіне қатысты. Сол себепті бұл түрлендірілулердің алгоритімдерін оларды орындау кезінде болуы мүмкін қателіктер тұрғысынан қарастырып көрейік.
Аналогты-цифрлық түрлендіру процессі төмендегідей операциялардың рет-ретімен орындалуынан тұрады: сигналды уақыты бойынша дискретизациялау; түпкі аналогты көлемінің
деңгейі бойынша дискретті сәт уақытында алынған мәнді квантгау (белгілі деңгейге дейін дөңтелету); кодтау - табылған квантты мән- дерді кейбір цифрлық кодтарымен алмастыру; аталған әрекет-терді
1- суретімен түсіндіріп көрейік. U(t) деген қандай да біp аналогты тәуелділік берілді делік Оның дискрентті эквивалентін анықтау үшін U(nTd)={U(0), U(Td), U(2Td), ...} оны дискреті cәттегi nТд, бүтін сан n=0,1,2,... мәнін сұрыптау қажет. Тд таңдау периоды немесе дискретизация периоды деп аталады, ал процесс алғашқы аналогты U(t) функцияны белгілі дискретті функциямен U (nТд) алмастыру процессі уақыт аралығындағы сигналды дискреттеу деп аталады. U(t) сигналына қатысты алғандағы дискретті функция U(nTd) аналогты мәнге ие. Cебебi әpтүрлi мәнге ие шексіз сандарды қабылдай алады.
Аналогты-цифрлық және цифрлық-аналогты түрлендірулердің принциптерін түсіндіру.
Дискреттi функция деңгейінің U(nTd). Квантті операциясы nTd квант деңгейі деп аталатын оның шексіз мәнін шекті мәнге Un алмастыруда жатыр. Бұл операцияны орындау үшін дискретті функцияның барлық динамикалық диапазонын D=U(nTd)max-U(nTd)min берілген N санының деңгейіне бөліп, жақын деңгейдегі Un ұзындығына U(nTd) дейін жуықтайды. h=DN көлемі кванттау адымы деп аталады. Деңгейі бойынша кванттау операциясының нәтижесі N=1 мәнін қабылдай алатын Un дискретті функциясы болып табылады.
Соңғы операцияны орындау үшін (N+1) мәнін бере алатын K={K1, К2...} кодын таңдау керек және әрбip дискретті Un мәніне сәйкесінше К. кодын койып шығу қажет.
Ең оңайы код ретінде кванттау деңгейінің реттік номеріне сәйкес келетін сандар тізбегін пайдалануға болады.
Кодтың мұндай түpiн таңдау жағдайында U (t) функциясы 1- суретте көрсетілгендей ондық сандар тізбегімен алмаса алады: Кn = {0,1,2,3,4,4,5,4,4,3,2,2}, немесе екілік түрде Кn = {000,001,011,100,100,101,100,100,01 1,010,010}.
Аналитикалық түрде аналогтық-Цифрлық түрлендіру процесі төмендегідей белгіленуі мүмкін:
Кn= [utt=n1Tдh]δКn1 (1.1)
Tiк жақшадағы нәтиже жуық бүтін санға дейін дөңгелектенген, δКт -i адымындағы кетуі мүмкін қате.
Берілген алгоритмнен көргеніміздей түп функциядан u (t) дискреттіге U (nTd) және одан әpi квант деңгейі Un көшу кезінде мәліметтің біp бөлігі жоғалады. Кодтау деңгейінде мүндай жоғалулар болмайды. Мәліметтердің жоғалу жағдайын кеңрек қарастырып көрейік.
Түп аналогты функция u (t) үндес сигналдардың жиынтық сомасы түрінде, көріне алады делік. Яғни оның жиілік спектрi шектеулі:
u(t) =i=1RUisin(ωit+φi). (1.2)
Олай болса, Котельников теоремасының Мәлімет теориясы бойынша дискретизация периоды Тd төмендегі шартқа жауап береді:
Тд=12ƒmax . (1.3)
Бұл жердегі ƒ max - u(t) түп сигналдың максималды гармоникасының жиілігі. Дискретті мәндер U (nТd) түп тәуелділкті u(t) толық, анықтап түр және U (nТd) бойынша түп түрін u(t) қалыпқа келтіру мүмкін болтандықтан аналогты функцияның u(t) дискретке U (nТd) алмасуы ешқандай түп тәуелділкпен байланыспайды. Яғни шарт орындалатын болса, дискретизация кезеңінде уақыт бойынша еш қате шыкпайды.
U (nТd) дискретті функциясы деңгейі бойынша кванттау процессі әрқашан да εi болжамды қате енуімен байланысты. Оның мәні теңсіздікпен - h2= εi =h2 анықталады.
Ei ұзындығы квант шуы деп аталады және Un функцияның мүмкін мәнге ие сандары арқылы, яғни қолданылатын Цифрлық кодгың разрядтылығымен анықталады. Сондықтан да квант шуына негізделген аналогты-Цифрлық түрленудегі қате кету мүмкіндігі шығыс кодының разрядтылығын ұлғайтқан жағдайда ең төменгі деңгейге дейін азая алады. Алайда уақыт бойынша дискретиза- циялаудан айырмашылығы ол қателіктер осы алгоритмге тән болтандықтан құралдың параметрін таңдау арқылы да оларды нөлдік деңгейге жеткізу мүмкін емес.
Қарастырылған қателіктер аналогты-Цифрлық түрлену алгоритмінің өзіне негізделген. АЦТ-да бұдан өзге де қателіктер кездесуі мүмкін. Олар қолданылатын элементік базаның кемшіліктеріне, яғни құралдардағы кемшіліктерге байланысты.
Цифрлық-аналогты түрлендіру процeci төмендегі операциялардың рет-ретімен орындалуын көздейді:
Шығыс М сигналының берілген өзгеру диапазонында α мәндеріне бөлінетін және қалыптасқан әр деңгейге тиісінше К1 коды қойылып UМ дискретті мәнін қалыптастыру. Т1 уақыт аралық интервалымен Кi кодына сәйкес келетін шығыс сигналына шыққан деңгейге сай мән үстеу.
Егер a=h және Т1= Тd деп алатын болсақ Кn кодының бұдан бұрын алынған цифрлық-аналогтық нәтижені Un баспалдақты функциясы болмақ. Бұл функция квант шуының әрекетімен түсіндірілетін болжалды қате нәтиженің салдарынан уақыт бойынша шексіз болғанымен деңгей бойынша дискретті.
Цифрлық-аналогтық түрлену өздігінен қате тудырмайды, тек аналогты-цифрлық түрлендіруден туындаған қателерді деректейді негізгі кемшіліктер құралдық сипатқа ие.
ЦАТ-ның математикалық алгоритмін былайша өрнектеуге болады:
Uni=αKni+δUni, (1.4)
δUni - i адымындағы түрлендірудің кемшіліктері.
Жоғарыда айтылғанды қорытындылай келе, алгоритм жұмысынан туындайтын қате АЦТ кезінде пайда болады, оны азайту кванттау адымы h пен Тд искретизация кезеңінің азаюын қажет етеді.
ЦАТ мен АЦТ классификациялаудың бірнеше белгілеpi бар. Төменде солардың жиі ұшырасатын түрлеріне тоқталмакпыз. Түрлендіру әдіci түрғысынан алғанда ЦАТ екі класка бөлінеді: бip эталонды бірнеше рет жүзеге асырып жинақтайтын әдіс құралы.
Біріншi класты ЦАТ жұмыс барысында ішкі бірлік кодының мәнімен анықталатын жалғыз эталонды пайдаланады. Код ЦАТ-ға ілеспелi түрде беріледі.
Екіншi классты ЦАТ-ның кipic код разрядтарына тең эталондары бар. Бұл эталондардың мәні пайдаланатын код коэфициентінің салмағына пара пар. Мұндай ЦАТ-ға кipic код параллельдi түрде беріледі.
Қазіргі таңда ЦАТ-ның екінші классты түpi ғана қолданыста жүргенін атап өткен жөн.
ЦАТ-ның интегралды сұлбалары функционалды аякталған, яғни өз жұмысына қосымша элемент қажетсінбейтін және функционалды аякталмаған деп бөлінеді. Соңғы жағдайда ішкi
элемент ретінде әдетте эталон қуат көзi, операциялық күшейткіш, регистр т.б. қолданылады.
Шығыс эталон қуат көзін пайдалану ЦАТ-ны екі топқа бөледі: еселенетін - уақытқа сай өзгеретін эталон сигнал көзімен жұмыс істейтін және еселенбейтін - барлық уақыт аралығында тұрақты болатын эталон сигналыньң көзімен жұмыс істейтін.
Барлық АЦТ қайта өңдеу әдісі. тұрғысынан алғанда: тізбектелген санау әдісін атқарушы құралдар және разрядты кодтау әдісін атқарушы құралдар, санау әдісін атқарушы құралдар болып бөлінеді.
Тізбектелген санау әдісімен жұмыс істейтін АЦТ-лар жиынтығы бірдей эталондардың ішкі аналогтық көлемін теңестіреді. Теңестіру сәті салыстырушы құралмен бектіледі. АЦТ осылайша кезекті бірлік кодын қалыптастырады. Бұдан api бұл код қажеті кез- келген түрге алмасады.
Разрядты кодтау әдісі бойынша жұмыс істейтін АЦТ бірнеше эталонды пайдаланады. Олардың саны разряд сандарына тең, ал мәнi шығыс позициялық код коэфициентінің салмағына пара-пар. Әpбip эталон ішкi көлемді өлшеушімен салыстырылады. Салыстыру процессі максималды мәнге ие эталоннан басталады. Осы салыстырудың нәтижесіне орай шығыс кодтың үлкен разрядының саны шығады. Егер эталон ішкi көлемнен үлкен болса, үлкен разрядта нөлдік мән қалыптасып, қалған ең ipi эталонның ішкi көлемімен салыстырылады. Егер максималды эталон ішкi көлемнен кішi болса, шығыс кодтың үлкен разрядында 1 лог. сигналы қалыптасып, максималды эталон мен ішкi көлемнің айырмашылық сигналы салыстырылады. өзге эталондар үшін де осы әрекеттер пайдаланылады.
Санау әдісі бойынша жұмыс істейтін АЦТ N эталонын (N кванттау дeнгeйiнiң саны) пайдаланады. Бұл орайда кішi эталон h-қа (квантгау адымына), келecici 2h-қа және т.с.с. тең. Iшкi көлем apбip эталонмен құрылғысы бойьшша салыстырылады.
Нәтижесінде құрылғының шығысында шығыс сигналы кipic сигналынан аз, бірлік саны эталон бірлігіне тең параллель бірлік коды қалыптасады.
1.2 Цифрлық құрылғының логикалық элементтері
Қатаң және икемді логика
Электронды жүйе - бұл кез келген электрондық түйін, блок және кіріс сигналдарын өңдеп шығыс сигналдарын шығаратын құрылғы (1-сурет).
1-сурет. Қатаң логика
Кіріс және шығыс сигналы ретінде мыналар қолданылады: аналогты сигналдар, бірлік цифрлық сигналдар, цифрлық кодтар, цифрлық кодтар тізбегі. Жүйе ішінде сигналдар сақталады, жинақталады және аналогты-цифрлық түрлендіргіш көмегімен кодтарға айналады, ал шығыс аналогтық сигналдар цифрлы-аналогтық түрлендіргіш көмегімен цифрлық кодтар тізбегінен құралады.
Дәстүрлі цифрлық жүйелердің сипаттамалық ерекшеліктері - онда ақпаратты өңдеу мен сақтау алгоритмі жүйенің схемотехникасымен байланысты, яғни қойылған есепке белгілі электрондық схема жасалады және жүзеге асырылады. Есептің берілген шартын өзгерту оның схемотехникалық шешімін өзгертуді де талап етеді, яғни жүйенің жұмыс алгоритмін өзгерту оның құрылымын өзгерту жолымен қарастырылады. Ондай схемаларды қатаң логикалы схема деп атайды.
Сондықтан қатаң логикалы жүйелер алдын-ала белгілі есептерді шығаруға бейімделген арнайы электронды жүйелерден тұрады.
Қатаң логикалы жүйелердің жетістігі оның жоғары жылдамдығы, ондай жүйелердің аппараттық шығындары аз болады, ал алгоритм орындалу жылдамдығы жеке логикалық элементтер жылдамдығымен анықталады. Қатаң логикалы цифрлық жүйелердің кемшілігі есеп шартын өзгерткен жағдайда оны қайтадан жобалап шығару керек.
Бұл кемшілікті икемді логикалы электронды жүйелер жоя алады, олар кезкелген есептерге адаптацияланады, бір алгоритмнен екінші алгоритмге электронды схеманы өзгертпей-ақ көше алады. Мұндай жүйелерде есеп шартын өзгерту жүйе жұмыс істеп тұрған бағдарламаны өзгертуге ғана әсер етеді (2-сурет).
Мұндай жүйе бағдарланатын (немесе қайтабағдарланатын) деп аталады. Микропроцессорлық жүйелер икемді логикалық жүйелерге жатады.
Әдетте, мұндай схемалар көп болса керек, себебі ол жеңіл де күрделі есептерді шығара алады. Ал күрделі есепті шығару үшін көптеген аппараттық жабдықтар талап етіледі.
2-сурет. Икемді логикалық электронды жүйе
Қарапайым есепті шығару үшін шығын көп кетеді. Мұндай артықшылық бір жағынан схема құнының өсуіне әкеліп соғады, екінші жағынан - жылдамдықты азайтуға әкеледі.
Жоғары аталғандардан мынадай түйін шығаруға болады: шешілетін есеп жоғары жылдамдықта, ақпаратты өңдеу алгоритмі қарапайым, біршама уақыт өзгермейтін болса қатаң логикалы жүйелер пайдаланылу керек. Ақпарат өңдеу алгоритмдері күрделі, жылдамдық онша маңызды емес болса, шешілетін есеп құрамы жиі ауыстырылатын болса икемді логикалық жүйелер пайдаланылу керек.
1.3 Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларыныңаналогиялық цифрлікке өзгеруі
Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларына Аналокты- цифрлықтүрлену (АЦП), цифрлық-аналокты түрлену (ЦАП), кодтарды түрлендіргіштер жатады. Мамандандырылған арнайы құрылғылар (мұны мен кодты түрлендірушілерден жасайды) берілген машинаның қабылдауы үшін ыңғайлы етіп ақпаратты өзгертеді (3-сурет).
3-сурет. Мамандандырылған арнайы құрылғылар
ЦАП ақпаратты сыртқы қосалқы құрылғылар қабылдауы үшін қолайлы етіп қайта жасайды. Аналогиялық сәйкес ақпараттың цифрлікке өзгеруі Котельников теоремасына негізделген: қандай бір аналогиялық сигнал дискретті түрде жазыла алады және ақпарат жоғалмайды, егер квантталу қадамы t бұл жағдайдан таңдалатын болса:
мұндағы Fmax - берілетін сигнал спектірінің максималды, ең жоғарғы жиілігі.
Берілген суретда Ubx кернеуінің триггер импульсі ұзақтығына қарағанда қайтадан аралық түрленуі өтіп жатыр, ал бұл өз кезегінде есептелген есептегіштен импульстік жүйеліктің генератор импульстерінің санын анықтайды (4-сурет).
4-сурет. Триггер импульсі.
Есептегіш екілік кодта нәтижесін көрсетсе, соған орай есептегіш көрсеткіші Ubx көрсеткішіне пропорционалы болады. Тактілік импульс сызықтық өзгеру күшейткішінің генераторын жіберіп, есептегішті нөлдендіреді.
5 - сурет Тактілік импульс
К1 және К2 компараторларында сызықтық өзгеру күшейткішінің генераторы кернеуі --0-мен және Ubx - пен салыстырулары өтеді (5-сурет). Сызықтық өзгеру күшейткішінің генераторы кедергісінің деңгейі --0-ге тең келгенде, К шығуында триггерді бірлік қалыпқа қоятын сигнал жабдықталады. --N суретсында триггер шығысынан бірлік сигнал және импульстік жүйеліктің генератор шығысынан импульстер жүйелілігі беріледі. Импульстік жүйелік генераторының импульстері санауды жүзеге асыратын есептегішке жіберіледі. Араның кедергісі Ubx - ке тең келгенде, К2 шығысынан импульстер --U суретсынан өте алмау себебінен есептеу тоқтатылады. Өткен импульстер саны Ubx - ке пропорционал болады, өйткені --араның кедергісі қатаң түрде сызықты емес, бастапқы бөлікке келсек, қайта жасау нақтылығы үлкен емес. Үлкен нақтылықты ОС мен және қадағалаушы типі қамтамасыз етеді
1.4 Кері байланысты аналогты-цифрлық түрлендіргіш
Цифрлық-аналогты түрлендіргіш оң жақтағы сигнал кедергісін тудырады. Бұл кедергі баспалы форманы иеленген. Тактілік импульс ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 3
1. АНАЛОГТЫ-ЦИФРЛЫҚ ЖӘНЕ ЦИФРЛЫҚ-АНАЛОГТЫҚ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР 5
1.1 Қолданылу мақсаты, негізгi ерекшеліктері мен түрлepi 5
1.2 Цифрлық құрылғының логикалық элементтері 9
1.3 Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларыныңаналогиялық цифрлікке өзгеруі 11
1.4 Кері байланысты аналогты-цифрлық түрлендіргіш 13
1.5 Операциялық күшейткіште кедергілерді қосатын цифрлық-аналогты түрлендіргіш 14
1.6 Цфирлық - аналогтық түрлендіргіш параметрлері 15
2. Тәжірибилік бөлім 17
2.1 Аналогты-сандық және сандық-аналогты түрлендіру әдістері 17
2.2 Разрядты коды бар АЦТ 20
2.3 Екілік интегрирі бар АЦТ 22
ҚОРЫТЫНДЫ 24
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 25
КІРІСПЕ
Электронды жүйелерде аналогты және Цифрлық түрдегі ақпарат бірдей өңделеді. Ceбебi алғашқы физикалық көлем мен процесстер жөніндегі ақпарат аналогты сипатқа ие. Бұл ақпаратты өңдеу үшін оны әрине Цифрлық формада енгізген ыңғайлы. Цифрлық негізде өңделіп алынған нәтижелерді қолдану көп ретте олардың аналогтық түп деректерін қажет етеді. Яғни ақпаратты Цифрлық негізде өңдеу тәсілін қолданатын кез-келген жүйеде аналогтық және Цифрлық сигналдарды өзара алмастыратын құралы болуға тиic. Бұл рөлді аналогты-Цифрлық және Цифрлық -аналогты түрленулер (АЦТ және ЦАТ) атқарады.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
Цифрлық-аналогты түрлендіргішi - физикалық ұзақтық бекіткен эквивалентті мәнге ие, кезек-кезек берілген Цифрлық кодтар ұсынған ішкі кеңстік алмастыруға арналған құрал.
Анықтамада айтылған аналогты физикалық ұзақтық ретінде әртурлі параметрлер алынады. Мысалы ол айналым бұрышы, линиялық қозғалыс, сұйықтықтық немесе газдың қысымы т.б. болуы мүмкін. Бұдан былай бұл ұзақтық ретінде кез-келген сәтте өзге физикалық ұзақтықтарға оңай алмасатын тоқ немесе қысымды алатын боламыз.
АЦТ және ЦАТ - ны жобалағанда немесе пайдаланғанда туындайтын негізгi мәселе сигналды түп ннгізгі физикалық процесске айналдырған сәттегі адекватгылыққа, яғни түрлендірудің дәлдігіне қатысты. Сол себепті бұл түрлендірілулердің алгоритімдерін оларды орындау кезінде болуы мүмкін қателіктер тұрғысынан қарастырып көрейік.
Өнеркәсіптегі көптеген технологиялық объектіні басқару жүйесі құрылымын , бақыланатын шамалар туралы ақпарат бар электрлік сигналдар сәйкестігі сезгіштер арқылы өңделіп шығарылады да , іріктеліп, сүзіліп және күшейтіліп, аналогтық түрлендіргіштер арқылы цифрлық пішінге түрлендіріледі. Сосын олар микропроцессорға беріледі.
Микропроцессордың орнында компьютер болуы мүмкін. Микропроцессор қалыптастырған сигналдар цифрлы-аналогтық түрлендіргіштер көмегімен аналогтық түрге айналдырылып, атқарушы механизмдерді басқаратын, тікелей объектіге әрекет ететін электрондық күштік құрылғыларға беріледі.
Аналогты-Цифрлық түрлендіргішi - аналогты физикалық ұзақтық кеңстігінде өзіне тән сан кодтарының эквивалентілігімен үздіксіз алмасып отыруға арналған құрал.
Цифрлық-анапогты түрлендіргішi - физикалық ұзақтық бекіткен эквивалентті мәнге ие, кезек-кезек берілген Цифрлық кодтар ұсынған ішкі кеңстік алмастыруға арналған құрал.
Анықтамада айтылған аналогты физикалық ұзақтық ретінде әртурлі параметрлер алынады. Мысалы ол айналым бұрышы, линиялық қозғалыс, сұйықтықтық немесе газдың қысымы т.б. болуы мүмкін. Бұдан былай бұл ұзақтық ретінде кез-келген сәтте өзге физикалық ұзақтықтарға оңай алмасатын тоқ немесе қысымды алатын боламыз
1. АНАЛОГТЫ-ЦИФРЛЫҚ ЖӘНЕ ЦИФРЛЫҚ-АНАЛОГТЫҚ ТҮРЛЕНДІРГІШТЕР
1.1 Қолданылу мақсаты, негізгi ерекшеліктері мен түрлepi
Электронды жүйелерде аналогты және Цифрлық түрдегі ақпарат бірдей өңделеді. Ceбебi алғашқы физикалық көлем мен процесстер жөніндегі ақпарат аналогты сипатқа ие. Бұл ақпаратты өңдеу үшін оны әрине Цифрлық формада енгізген ыңғайлы. Цифрлық негізде өңделіп алынған нәтижелерді қолдану көп ретте олардың аналогтық түп деректерін қажет етеді. Яғни ақпаратты Цифрлық негізде өңдеу тәсілін қолданатын кез-келген жүйеде аналогтық және Цифрлық сигналдарды өзара алмастыратын құралы болуға тиic. Бұл рөлді аналогты-Цифрлық және Цифрлық -аналогты түрленулер (АЦТ және ЦАТ) атқарады.
АЦТ және ЦАТ - ны жобалағанда немесе пайдаланғанда туындайтын негізгi мәселе сигналды түп ннгізгі физикалық процесске айналдырған сәттегі адекватгылыққа, яғни түрлендірудің дәлдігіне қатысты. Сол себепті бұл түрлендірілулердің алгоритімдерін оларды орындау кезінде болуы мүмкін қателіктер тұрғысынан қарастырып көрейік.
Аналогты-цифрлық түрлендіру процессі төмендегідей операциялардың рет-ретімен орындалуынан тұрады: сигналды уақыты бойынша дискретизациялау; түпкі аналогты көлемінің
деңгейі бойынша дискретті сәт уақытында алынған мәнді квантгау (белгілі деңгейге дейін дөңтелету); кодтау - табылған квантты мән- дерді кейбір цифрлық кодтарымен алмастыру; аталған әрекет-терді
1- суретімен түсіндіріп көрейік. U(t) деген қандай да біp аналогты тәуелділік берілді делік Оның дискрентті эквивалентін анықтау үшін U(nTd)={U(0), U(Td), U(2Td), ...} оны дискреті cәттегi nТд, бүтін сан n=0,1,2,... мәнін сұрыптау қажет. Тд таңдау периоды немесе дискретизация периоды деп аталады, ал процесс алғашқы аналогты U(t) функцияны белгілі дискретті функциямен U (nТд) алмастыру процессі уақыт аралығындағы сигналды дискреттеу деп аталады. U(t) сигналына қатысты алғандағы дискретті функция U(nTd) аналогты мәнге ие. Cебебi әpтүрлi мәнге ие шексіз сандарды қабылдай алады.
Аналогты-цифрлық және цифрлық-аналогты түрлендірулердің принциптерін түсіндіру.
Дискреттi функция деңгейінің U(nTd). Квантті операциясы nTd квант деңгейі деп аталатын оның шексіз мәнін шекті мәнге Un алмастыруда жатыр. Бұл операцияны орындау үшін дискретті функцияның барлық динамикалық диапазонын D=U(nTd)max-U(nTd)min берілген N санының деңгейіне бөліп, жақын деңгейдегі Un ұзындығына U(nTd) дейін жуықтайды. h=DN көлемі кванттау адымы деп аталады. Деңгейі бойынша кванттау операциясының нәтижесі N=1 мәнін қабылдай алатын Un дискретті функциясы болып табылады.
Соңғы операцияны орындау үшін (N+1) мәнін бере алатын K={K1, К2...} кодын таңдау керек және әрбip дискретті Un мәніне сәйкесінше К. кодын койып шығу қажет.
Ең оңайы код ретінде кванттау деңгейінің реттік номеріне сәйкес келетін сандар тізбегін пайдалануға болады.
Кодтың мұндай түpiн таңдау жағдайында U (t) функциясы 1- суретте көрсетілгендей ондық сандар тізбегімен алмаса алады: Кn = {0,1,2,3,4,4,5,4,4,3,2,2}, немесе екілік түрде Кn = {000,001,011,100,100,101,100,100,01 1,010,010}.
Аналитикалық түрде аналогтық-Цифрлық түрлендіру процесі төмендегідей белгіленуі мүмкін:
Кn= [utt=n1Tдh]δКn1 (1.1)
Tiк жақшадағы нәтиже жуық бүтін санға дейін дөңгелектенген, δКт -i адымындағы кетуі мүмкін қате.
Берілген алгоритмнен көргеніміздей түп функциядан u (t) дискреттіге U (nTd) және одан әpi квант деңгейі Un көшу кезінде мәліметтің біp бөлігі жоғалады. Кодтау деңгейінде мүндай жоғалулар болмайды. Мәліметтердің жоғалу жағдайын кеңрек қарастырып көрейік.
Түп аналогты функция u (t) үндес сигналдардың жиынтық сомасы түрінде, көріне алады делік. Яғни оның жиілік спектрi шектеулі:
u(t) =i=1RUisin(ωit+φi). (1.2)
Олай болса, Котельников теоремасының Мәлімет теориясы бойынша дискретизация периоды Тd төмендегі шартқа жауап береді:
Тд=12ƒmax . (1.3)
Бұл жердегі ƒ max - u(t) түп сигналдың максималды гармоникасының жиілігі. Дискретті мәндер U (nТd) түп тәуелділкті u(t) толық, анықтап түр және U (nТd) бойынша түп түрін u(t) қалыпқа келтіру мүмкін болтандықтан аналогты функцияның u(t) дискретке U (nТd) алмасуы ешқандай түп тәуелділкпен байланыспайды. Яғни шарт орындалатын болса, дискретизация кезеңінде уақыт бойынша еш қате шыкпайды.
U (nТd) дискретті функциясы деңгейі бойынша кванттау процессі әрқашан да εi болжамды қате енуімен байланысты. Оның мәні теңсіздікпен - h2= εi =h2 анықталады.
Ei ұзындығы квант шуы деп аталады және Un функцияның мүмкін мәнге ие сандары арқылы, яғни қолданылатын Цифрлық кодгың разрядтылығымен анықталады. Сондықтан да квант шуына негізделген аналогты-Цифрлық түрленудегі қате кету мүмкіндігі шығыс кодының разрядтылығын ұлғайтқан жағдайда ең төменгі деңгейге дейін азая алады. Алайда уақыт бойынша дискретиза- циялаудан айырмашылығы ол қателіктер осы алгоритмге тән болтандықтан құралдың параметрін таңдау арқылы да оларды нөлдік деңгейге жеткізу мүмкін емес.
Қарастырылған қателіктер аналогты-Цифрлық түрлену алгоритмінің өзіне негізделген. АЦТ-да бұдан өзге де қателіктер кездесуі мүмкін. Олар қолданылатын элементік базаның кемшіліктеріне, яғни құралдардағы кемшіліктерге байланысты.
Цифрлық-аналогты түрлендіру процeci төмендегі операциялардың рет-ретімен орындалуын көздейді:
Шығыс М сигналының берілген өзгеру диапазонында α мәндеріне бөлінетін және қалыптасқан әр деңгейге тиісінше К1 коды қойылып UМ дискретті мәнін қалыптастыру. Т1 уақыт аралық интервалымен Кi кодына сәйкес келетін шығыс сигналына шыққан деңгейге сай мән үстеу.
Егер a=h және Т1= Тd деп алатын болсақ Кn кодының бұдан бұрын алынған цифрлық-аналогтық нәтижені Un баспалдақты функциясы болмақ. Бұл функция квант шуының әрекетімен түсіндірілетін болжалды қате нәтиженің салдарынан уақыт бойынша шексіз болғанымен деңгей бойынша дискретті.
Цифрлық-аналогтық түрлену өздігінен қате тудырмайды, тек аналогты-цифрлық түрлендіруден туындаған қателерді деректейді негізгі кемшіліктер құралдық сипатқа ие.
ЦАТ-ның математикалық алгоритмін былайша өрнектеуге болады:
Uni=αKni+δUni, (1.4)
δUni - i адымындағы түрлендірудің кемшіліктері.
Жоғарыда айтылғанды қорытындылай келе, алгоритм жұмысынан туындайтын қате АЦТ кезінде пайда болады, оны азайту кванттау адымы h пен Тд искретизация кезеңінің азаюын қажет етеді.
ЦАТ мен АЦТ классификациялаудың бірнеше белгілеpi бар. Төменде солардың жиі ұшырасатын түрлеріне тоқталмакпыз. Түрлендіру әдіci түрғысынан алғанда ЦАТ екі класка бөлінеді: бip эталонды бірнеше рет жүзеге асырып жинақтайтын әдіс құралы.
Біріншi класты ЦАТ жұмыс барысында ішкі бірлік кодының мәнімен анықталатын жалғыз эталонды пайдаланады. Код ЦАТ-ға ілеспелi түрде беріледі.
Екіншi классты ЦАТ-ның кipic код разрядтарына тең эталондары бар. Бұл эталондардың мәні пайдаланатын код коэфициентінің салмағына пара пар. Мұндай ЦАТ-ға кipic код параллельдi түрде беріледі.
Қазіргі таңда ЦАТ-ның екінші классты түpi ғана қолданыста жүргенін атап өткен жөн.
ЦАТ-ның интегралды сұлбалары функционалды аякталған, яғни өз жұмысына қосымша элемент қажетсінбейтін және функционалды аякталмаған деп бөлінеді. Соңғы жағдайда ішкi
элемент ретінде әдетте эталон қуат көзi, операциялық күшейткіш, регистр т.б. қолданылады.
Шығыс эталон қуат көзін пайдалану ЦАТ-ны екі топқа бөледі: еселенетін - уақытқа сай өзгеретін эталон сигнал көзімен жұмыс істейтін және еселенбейтін - барлық уақыт аралығында тұрақты болатын эталон сигналыньң көзімен жұмыс істейтін.
Барлық АЦТ қайта өңдеу әдісі. тұрғысынан алғанда: тізбектелген санау әдісін атқарушы құралдар және разрядты кодтау әдісін атқарушы құралдар, санау әдісін атқарушы құралдар болып бөлінеді.
Тізбектелген санау әдісімен жұмыс істейтін АЦТ-лар жиынтығы бірдей эталондардың ішкі аналогтық көлемін теңестіреді. Теңестіру сәті салыстырушы құралмен бектіледі. АЦТ осылайша кезекті бірлік кодын қалыптастырады. Бұдан api бұл код қажеті кез- келген түрге алмасады.
Разрядты кодтау әдісі бойынша жұмыс істейтін АЦТ бірнеше эталонды пайдаланады. Олардың саны разряд сандарына тең, ал мәнi шығыс позициялық код коэфициентінің салмағына пара-пар. Әpбip эталон ішкi көлемді өлшеушімен салыстырылады. Салыстыру процессі максималды мәнге ие эталоннан басталады. Осы салыстырудың нәтижесіне орай шығыс кодтың үлкен разрядының саны шығады. Егер эталон ішкi көлемнен үлкен болса, үлкен разрядта нөлдік мән қалыптасып, қалған ең ipi эталонның ішкi көлемімен салыстырылады. Егер максималды эталон ішкi көлемнен кішi болса, шығыс кодтың үлкен разрядында 1 лог. сигналы қалыптасып, максималды эталон мен ішкi көлемнің айырмашылық сигналы салыстырылады. өзге эталондар үшін де осы әрекеттер пайдаланылады.
Санау әдісі бойынша жұмыс істейтін АЦТ N эталонын (N кванттау дeнгeйiнiң саны) пайдаланады. Бұл орайда кішi эталон h-қа (квантгау адымына), келecici 2h-қа және т.с.с. тең. Iшкi көлем apбip эталонмен құрылғысы бойьшша салыстырылады.
Нәтижесінде құрылғының шығысында шығыс сигналы кipic сигналынан аз, бірлік саны эталон бірлігіне тең параллель бірлік коды қалыптасады.
1.2 Цифрлық құрылғының логикалық элементтері
Қатаң және икемді логика
Электронды жүйе - бұл кез келген электрондық түйін, блок және кіріс сигналдарын өңдеп шығыс сигналдарын шығаратын құрылғы (1-сурет).
1-сурет. Қатаң логика
Кіріс және шығыс сигналы ретінде мыналар қолданылады: аналогты сигналдар, бірлік цифрлық сигналдар, цифрлық кодтар, цифрлық кодтар тізбегі. Жүйе ішінде сигналдар сақталады, жинақталады және аналогты-цифрлық түрлендіргіш көмегімен кодтарға айналады, ал шығыс аналогтық сигналдар цифрлы-аналогтық түрлендіргіш көмегімен цифрлық кодтар тізбегінен құралады.
Дәстүрлі цифрлық жүйелердің сипаттамалық ерекшеліктері - онда ақпаратты өңдеу мен сақтау алгоритмі жүйенің схемотехникасымен байланысты, яғни қойылған есепке белгілі электрондық схема жасалады және жүзеге асырылады. Есептің берілген шартын өзгерту оның схемотехникалық шешімін өзгертуді де талап етеді, яғни жүйенің жұмыс алгоритмін өзгерту оның құрылымын өзгерту жолымен қарастырылады. Ондай схемаларды қатаң логикалы схема деп атайды.
Сондықтан қатаң логикалы жүйелер алдын-ала белгілі есептерді шығаруға бейімделген арнайы электронды жүйелерден тұрады.
Қатаң логикалы жүйелердің жетістігі оның жоғары жылдамдығы, ондай жүйелердің аппараттық шығындары аз болады, ал алгоритм орындалу жылдамдығы жеке логикалық элементтер жылдамдығымен анықталады. Қатаң логикалы цифрлық жүйелердің кемшілігі есеп шартын өзгерткен жағдайда оны қайтадан жобалап шығару керек.
Бұл кемшілікті икемді логикалы электронды жүйелер жоя алады, олар кезкелген есептерге адаптацияланады, бір алгоритмнен екінші алгоритмге электронды схеманы өзгертпей-ақ көше алады. Мұндай жүйелерде есеп шартын өзгерту жүйе жұмыс істеп тұрған бағдарламаны өзгертуге ғана әсер етеді (2-сурет).
Мұндай жүйе бағдарланатын (немесе қайтабағдарланатын) деп аталады. Микропроцессорлық жүйелер икемді логикалық жүйелерге жатады.
Әдетте, мұндай схемалар көп болса керек, себебі ол жеңіл де күрделі есептерді шығара алады. Ал күрделі есепті шығару үшін көптеген аппараттық жабдықтар талап етіледі.
2-сурет. Икемді логикалық электронды жүйе
Қарапайым есепті шығару үшін шығын көп кетеді. Мұндай артықшылық бір жағынан схема құнының өсуіне әкеліп соғады, екінші жағынан - жылдамдықты азайтуға әкеледі.
Жоғары аталғандардан мынадай түйін шығаруға болады: шешілетін есеп жоғары жылдамдықта, ақпаратты өңдеу алгоритмі қарапайым, біршама уақыт өзгермейтін болса қатаң логикалы жүйелер пайдаланылу керек. Ақпарат өңдеу алгоритмдері күрделі, жылдамдық онша маңызды емес болса, шешілетін есеп құрамы жиі ауыстырылатын болса икемді логикалық жүйелер пайдаланылу керек.
1.3 Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларыныңаналогиялық цифрлікке өзгеруі
Интерфейстің мамандандырылған құрылғыларына Аналокты- цифрлықтүрлену (АЦП), цифрлық-аналокты түрлену (ЦАП), кодтарды түрлендіргіштер жатады. Мамандандырылған арнайы құрылғылар (мұны мен кодты түрлендірушілерден жасайды) берілген машинаның қабылдауы үшін ыңғайлы етіп ақпаратты өзгертеді (3-сурет).
3-сурет. Мамандандырылған арнайы құрылғылар
ЦАП ақпаратты сыртқы қосалқы құрылғылар қабылдауы үшін қолайлы етіп қайта жасайды. Аналогиялық сәйкес ақпараттың цифрлікке өзгеруі Котельников теоремасына негізделген: қандай бір аналогиялық сигнал дискретті түрде жазыла алады және ақпарат жоғалмайды, егер квантталу қадамы t бұл жағдайдан таңдалатын болса:
мұндағы Fmax - берілетін сигнал спектірінің максималды, ең жоғарғы жиілігі.
Берілген суретда Ubx кернеуінің триггер импульсі ұзақтығына қарағанда қайтадан аралық түрленуі өтіп жатыр, ал бұл өз кезегінде есептелген есептегіштен импульстік жүйеліктің генератор импульстерінің санын анықтайды (4-сурет).
4-сурет. Триггер импульсі.
Есептегіш екілік кодта нәтижесін көрсетсе, соған орай есептегіш көрсеткіші Ubx көрсеткішіне пропорционалы болады. Тактілік импульс сызықтық өзгеру күшейткішінің генераторын жіберіп, есептегішті нөлдендіреді.
5 - сурет Тактілік импульс
К1 және К2 компараторларында сызықтық өзгеру күшейткішінің генераторы кернеуі --0-мен және Ubx - пен салыстырулары өтеді (5-сурет). Сызықтық өзгеру күшейткішінің генераторы кедергісінің деңгейі --0-ге тең келгенде, К шығуында триггерді бірлік қалыпқа қоятын сигнал жабдықталады. --N суретсында триггер шығысынан бірлік сигнал және импульстік жүйеліктің генератор шығысынан импульстер жүйелілігі беріледі. Импульстік жүйелік генераторының импульстері санауды жүзеге асыратын есептегішке жіберіледі. Араның кедергісі Ubx - ке тең келгенде, К2 шығысынан импульстер --U суретсынан өте алмау себебінен есептеу тоқтатылады. Өткен импульстер саны Ubx - ке пропорционал болады, өйткені --араның кедергісі қатаң түрде сызықты емес, бастапқы бөлікке келсек, қайта жасау нақтылығы үлкен емес. Үлкен нақтылықты ОС мен және қадағалаушы типі қамтамасыз етеді
1.4 Кері байланысты аналогты-цифрлық түрлендіргіш
Цифрлық-аналогты түрлендіргіш оң жақтағы сигнал кедергісін тудырады. Бұл кедергі баспалы форманы иеленген. Тактілік импульс ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz