Elektr signallar shaklini kuzatish va taxlil qilish. Signalning chastota-vaqt parametrlarini o‘lchash va spektrni taxlil qilish. O‘lchov signallarining generatorlari

Raqamli-analog o‘zgartirgichlar
Тo‘rt xonali RAO‘ ning ish­lash prinsipi 4.30-rasmda berilgan OK dagi eng sodda sxemasi yordamida namoyish qilingan. Sxemaning asosini o‘zgarmas kuch­lanish manbali rezistorlar matritsasi tashkil etgan bo‘lib, ular OK ning invertirlovchi kirishi bi­lan ikkilik kodda (masalan, sanagichning chiqish kodida) bosh­qariladigan kalitlar orqali ulangan.

4.30-rasm. Тo‘rt xonali RAO‘.
Sxemaga keladigan signalning raqamli kodiga bog‘liq ravishda kuchaytirgichga turli nominal qarshilikli rezistorlar ulanadi. Sxemada kalitlar ularga faqat mantiqiy birga mos buyruqlar kelganda yopiladi. Invertirlovchi kuchaytirgichning 2⁰, 2¹, 2² va 2³ kirishlar bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyentlari mos ravishda quyidagilarga teng:
(4.49)
bu yerda Q₀, Q₁, Q₂, Q₃ – ikkita qiymat qabul qiladigan kod sonlar: yo 1 (kalit yopiq), yoki 0 (kalit ochiq).
(4.49) formuladan to‘rt xonali ikkilik kod amplitudasi bo‘yicha 0 dan 15D gacha o‘zgaruvchi chiqish kuchlanishiga o‘zgarishi kelib chiqadi (bu yerda D – kvantlash qadami). Masalan, ikkilik son 1001 ga u_chiq1=D(8·1+4·0+...+2·0+1·1)=9D, 1100 soniga esa u_chiq2=12D kuchlanish mos keladi. Rezistiv matritsaning kirishiga doimiy kuchlanish E berilganligi sababli raqamli signal kodi qayta ulanganida RAO‘ ning chiqish kuchlanishi sakrab o‘zgaradi. Chiqish signalining silliqlanishi past chastota filtri (PChF) bilan amalga oshiriladi.
Analog-raqamli o‘zgartirgichlar
Analog-raqamli o‘zgartirgichlar (ARO‘) o‘z tuzilishi bo‘yicha RAO‘ lardan murakkabroqdir, shu bilan birga RAO‘ lar ko‘pincha ARO‘ larning asosiy uzeli bo‘ladi. Hozirgi vaqtda ARO‘ lar sxemalarini tuzishning uchta turli usuli mavjud: ketma-ketli, parallel va ketma-ket-parallel usullar.
ARO‘ larni ketma-ketli yasash usuli (ketma-ket sanash usuli) (4.31-rasm) kirish qarshiligiga teng kuchlanish hosil qilish uchun zarur bo‘ladigan kichik xonaning tayanch kuchlanishini jamlashlar sonini sanashga asoslangan. Bunda bitta sanoqning k xonali ikkilik kodi sxemada 2^k ta diskretlash oraliqlarida aniqlanadi.

4.31-rasm. Ketma-ket sanoqni ARO’ ning tuzilish sxemasi.
Kirish uzluksiz signalini o‘zgartirila boshlanishi ishga tushirish impulsining kelish vaqti bilan aniqlanadi, bu impuls RS-trigger T orqali sanagich Sn2 ni taktli (sanoq) impulslari generatori M ning chiqishiga ulaydi. Sanagichdan raqamli kod keladigan RAO‘ D/A chiqish kuchlanishi u_chiq ni shakllantiradi, u komparator K da kirish kuchlanishi u_kir bilan taqqoslanadi. Bu kuchlanishlani taqqoslanayotganda komparator mantiqiy element VA (&) orqali sanagich Sn2 ga taktli impulslarni berishni to‘xtatish signalini beradi. Natijada sanagichdan o‘zgartirish tugallangan momentda kirish kuchlanishining raqamli ekvivalentini ifodalaydigan chiqish to‘rt xonali raqamli kodni sanash amalga oshadi.
Тavsiflangan bu ARO‘ da chiqish raqamli kodining qiymatlari o‘zgartirish jarayonida ko‘p marta o‘zgaradi, shuning uchun u past tezkorlikka ega bo‘ladi.
Parallel (sanash usuli bo‘yicha) k-xonali ARO‘ larning ishlashi 2^k–1 ta komparatordan foydalanishga asoslanadi (4.32-rasm). Komparatorlar operatsion kuchaytirgichlarining inventirlamay­digan kirishlari birlashtirilgan va ularga uzluksiz signal beriladi, har bir invertirlovchi kirishiga esa rezistiv bo‘lgichdan olinadigan individual tayanch kuch­lanish ulangan. Ikkita qo‘shni komparatorning tayanch kuch­lanishlari orasidagi ayirma kvantlash qadami D=U_tayanch/2^k ga teng. Chiqish kuchlanishi tegishli tayanch kuchlanishlardan oshadigan komparatorlar mantiqiy 1 ni, qolganlari esa mantiqiy Q ni ishlab chiqaradi.

4.32-rasm. Parallel ARO’ ning tuzilish sxemasi.
Axborot komparatorlarning chiqishidan shifrator CD ga keladi va u bu axborotni ikkilik kodga aylantiradi.
Parallel sxemalar ARO‘ larning boshqa turlari orasida eng katta tezkorlikka ega. Biroq o‘lchashlar aniqligini oshirish va kvantlash shovqinlari quvvatini kamaytirish uchun parallel ARO‘ larda komparatorlar sonini oshirish talab qilinadi.
ARO‘ larning ketma-ket-parallel sxemalarida signallarni ketma-ket va parallel o‘zgartirishlarning birikmasidan foydalaniladi, bu esa ketma-ket o‘zgartirgichlarning tezkorligini jiddiy oshiradi va parallel ARO‘ larning hajmini kamaytiradi.
4.33-rasmda mazkur turdagi olti xonali analog-raqamli o‘zgar­tirgichning tuzilish sxemasi ko‘rsatilgan bo‘lib, unda ikkita uch xonali parallel ARO‘, bitta uch xonali RAO‘ va summator S dan foydalaniladi.

4.33-rasm. Ketma-ket-parallel ARO’ ning tuzilish sxemasi.
Analog-raqamli o‘zgartirgich kirish kuchlanishidan chiqish kodining 2³, 2⁴ va 2⁵ qiymatlarga mos uchta yuqori xonasini shakllantiradi. Bu xonalar uch xonali RAO‘ ning kirishiga keladi va unda ular yana kirish kuchlanishi u_kir dan ARO‘₁ sxemasi o‘zgartirish xatoligining kattaligiga farq qiladigan analog kuchla­nishga o‘zgartiriladi. Analog kuchlanish RAO‘ sxemasining kirishi­dan summator S ga beriladi, u yerda u kirish kuchlanishi u_kir dan ayiriladi. Hosil qilingan ayirma kuchlanish ARO‘₂ ga beriladi, u yerda u o‘zgartirgich chiqish kodining uchta kichik raqamli xonasi 2⁰, 2¹ va 2² ga o‘zgartiriladi.
Keyingi yillarda analog-diskret o‘lchash asboblari (ADO‘A) qo‘llanilmoqda. RAO‘ lardan farqli o‘laroq, ularda kvazianalog sanash qurilmalaridan foydalaniladi va ularda ko‘rsatkich vazifasini shkalaga nisbatan o‘z uzunligini (polosa) yoki vaziyatini (nuqta) o‘zgartiradigan shu’lalanuvchi polosa yoki shu’lalanuvchi nuqta bajaradi. Kvazianalog sanoq qurilmalari kod orqali boshqariladi. Bunday asboblarda analog asboblarning va RAO‘ larning afzalliklari mujassamlangan.