Сигналдардың берілуі

• өлшенетін сигналдың жиіліктік – уақыт параметрімен квантталу аспабы (санды – импульсті, уақыт – импульсті, жиілікті – импульсті);
• интесивтік параметрінің квантталу аспабы (тізбектей өлшеу әдісі немесе кодимпульсті әдіс).

 

2.3 Сандық өлшеу аспаптарының түйіндері мен элементтері

 

Сандық өлшеу аспабын аналогты және сандық логикалық түйіндері арқылы іске асады. Аналогты түйіндерді құру үшін қолданатын негізгі элементтер  операционды күшейіткіш болып табылады. Сандық түйіндер арасында кең тарағандар:

• кілттер;
• логикалық сұлбалар;
• триггерлер;
• сақтаушы құрылғы;
• импульс санауышы;
• импульс генераторы;
• дешифраторлар;
• индикация құрылғысы т.б.

Кілттер – электрлік тізбектің тұйықталуы мен ажыратылуына арналған құрылғы.  Сандық өлшеу аспабында транзисторлы кілт және логикалық элемент тұрғысында құрылған кілтке қолдану тапты.

Логикалық сұлбалар – екі қарама – қарсы жағдайда болатын, шартты түрде логикалық 1 және логикалық 2 деп белгіленетін релелі әрекеттің элементтері. Әдетте, бұл жағдайға сұлбаның кірісінде немесе шығысында 5 В және 0 В кернеу сәйкес келеді.

Түйіндер мен сандық өлшеу аспабының блоктары құрылған негізгі элементтерді келесі түрде бөледі:

• Логикалық – қабылданатын екілік ақпараттардың түрленуі және белгілі логикалық операциялардың іске асуы арқылы орындалатын элементтер жиынтығы.
• Сақтаушы – қабылданатын ақпараттың мазмұнын өзгертпей ұзақ уақыт сақтауға мүмкіндік беретін қасиеті бар сұлбалық элементтер.

Триггер – ішкі сигналдың әрекетінен бір күйден екінші күйге тез ауыса алатын, екі қалыпты күйі болатын логикалық сұлба. Триггердің қалыпты күйі басқа ішкі сигнал оны өзгерпейінше, ол сақталып тұрады.

Импульс санауышы өлшенетін шама мәнінің саны арқылы импульсті санау үшін қолданылады. Триггер шығысында екі кіріс импульсіне бір импульс сәйкес келеді, сондықтан шығысында алынатын импульс жиілігі кірістегі импульс жиілігінен екі есе аз.

Импульс генераторы (үлгілі жиіліктің генераторы) сандық өлшеу аспабында саналатын импульсті өңдеу үшін пайдаланылады. Бұл генераторларды сандық өлшеу аспабының программалық жұмысын басқару үшін тактикалық құрылғы ретінде қолданады. Олар белгілі жиіліктегі кернеу мен формалардан әр түрлі сигналдар жасайды: синусоидалы, тікбұрышты, бөлек импульс түрінде.

Дешифраторлар – дыбыстық индикаторды басқаратын кодты сигналға түрлендіруге арналған құрылғы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Қазіргі заманғы сандық аспаптар мен аналогты – сандық түрлендіргіштің сипаттамалары

 

 

Сандық өлшеу аспаптары мен аналогты – сандық түрлендіргіштің дамуы метрологиялық сипаттамаларын жақсартуға, функциональдық мүмкіндіктерін кеңейтуге, сенімділігін арттыруға, арзандатуға және т.б. бағытталған.

Сандық  өлшеу аспаптарының  артықшылықтары:

1. Көрсетулерін алу объективтігі мен ыңғайлығы;
2. Өлшеу процесі толық автоматтандырылған жағдайда жоғары өлшеу дәлдігіне қол жеткізу мүмкіндігі;
3. Жоғары жылдамдыққа қол жеткізу мүмкіндігі;
4. Сандық өлшеу аспаптарының әр түрлі есептеу және автоматты құрылғылармен үйлестіру мүмкіндігі;
5. Өлшеу нәтижелерін код түрінде дәлдігін жоғалтпай алысқа жіберу мүмкіндігі.

Сандық өлшеу аспаптарының кемшіліктері – әжептеуір күрделілігі, сенімділігінің  біршама аздығы және қымбаттығы. Алайда, микроэлектрониканың жаңа элементтерін қолдану сандық өлшеу аспаптарының сенімділігін арттыруға, құнын азайтуға мүмкіндік береді.

  

 

 

 

     

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Байланыстың  желілік,  желістік  және  каналдар  типтері

 

 

ТВЖ – те  байланыс  желісі  пайдаланылады – телефондық,  телеграфтық,  телевизиялық,  спутниктік.  Байланыс  желісі  ретінде  қолданылады:  кабельді (қарапайым  телефонды  байланыс  желісі,  витая  пара,  коаксиль  кабелі,  байланыстың  талшық  оптималық  желісі (БТОЖ),  немесе  световоды),  радиорелелік,  радиожелілер. 

Байланыстың  кабельді  желілер  арасында  ең  жақсы  көрсеткіштерге  светаводтар  ие.  Олардың  негізгі  артықшылығы:  жоғары  өткізгіш  қабілеті  (секундына  жүздеген  мегабит):  сыртқы  электромагнитті  өріске  сезгіш  еместігі  және  меншікті  электромагнитті  сәулеленудің  жоқтығы,  оптикалық  кабельді  төсеудің  төмен  еңбек  сыйымдылығы;  үлкен  емес  меншікті  масса  (өткізу  жолағының  кума  массасының);  қолданудың  кең  саласы  (ұжымдық  қол  жеткізу  магистралін,  жергілікті  желістердің  перифейриялық  құрылғылы  ЭЕМ  байланыс  жүйесін  құру,  микропроцессорлық  техникада  және  т.б). 

БТОЖ  кемшілігі:  сигналдарды  беру  бір  бағытта  жүзеге  асады;  қосалқы  ЭЕМ  световодына  қосылу  сигналды  едәуір  нашарлатады;  световодтарға  қажетті  жоғары  жылдамдықты  модельдер  әзірше  қымбат;  Эем  жалғайтын  световодтар  электрлі  сигналдарды  жарықтыққа  түрлендіргішпен  жабдықталуы  тиіс  және  керісінше.ТВЖ – да  байланыс  каналдарының  мынадай   типтері  қолданыс  табуда:

• Симплексті,  мұнда  таратқыш  пен  қабылдағыш  байланыстың  бір  желісімен  байланысады,  ол  бойынша  ақпарат  тек  бірбағытта  беріледі  (бұл  телевизиялық  байланыс  желісіне  тән);
• Жартылай  дуплексті,  мұнда  байланыстың  екі  түйіні  бір  желісімен  жалғанған,  ақпарат  бір  бағытта  кезектесе  беріледі;  (бұл  ақпараттық – анықтамалық,  сұрау – жауап  жүйесі  үшін  тән);
• Дуплексті,  мұнда  байланыстың  екі  түйіні  екі  желіспен  жалғанған  (байланыстың  тікелей  желісімен  және  кері) ,  ақпарат  бір  мезгілде  қарама – қарсы  бағытта  беріледі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Байланыстың  коммутацияланатын  және  бөлінетін  каналдары

 

 

ТКЖ – де  бөлектенген  байланыс  каналдары  және  осы  каналдармен  ақпаратты  беру  уақытын  коммутациялау  болып  жіктеледі.

 Бөлектенген  байланыс  каналдарын  пайдаланғанда  қабылдаутаратқыш  аппаратура  үнемі  өзара  жалғанған.  Мұнымен  жүйенің  аппарат  беруге  дайындығының  жоғары  дәрежесі  қамтамасыз  етіледі.  Бөлектенген  байланыс  каналдарының  табыстылығы  тек  каналдарды  жеткілікті  түрде  жүктемелеу  жағдайында  ғана  жетеді.

Байланыстың  коммутирленетін  каналы  үшін  жоғары  икемділік  және  салыстырмалы  үлкен  емес  бағасы  тән  (трафиктік  кіші  көлемі  кезінде).  Мұндай  каналдардың  кемшіліктері: коммутацияға  кететін  уақыт,  байланыс  делісінің  жеке  учаскелерінің  бос  еместігінің  блокировкалау  мүмкіндігі,  байланыстың  ең  төмен  сапасы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Цифрлы  деректерді  аналогты  және  цифрлы  кодтау

 

 

ТКЖ – нің  бір  түйінінен  деректерді  басқаға  жіберу  байланыстың  барлық  битінен  жүйелі  беріліспен  жүзеге   асады. 

Аппараттық  сигналдар   деп – шектеулі  диапазон  шегінде  кейбір  шамалар  мәндерінің  сансыз  мөлшерін  көрсете  алады.

Цифрлі  (дискретті)  сигналдар  мәндердің  біреуіне  немесе  түпкілікті  наборға  ие  бола  алады.  Аналогтік  сигналмен  жұмыс  жасағанда  кодирленген  деректерді  беру  үшін  синусоидальді  формадағы  аналогты  негізгі  сигнал  пайдаланылады,  ол  цифрлі  сигналдар  жұмысында – екідеңгейлі  дискретті  сигнал.  Аналогты  сигналдар  бұрмалануға  сезгіш,  есесіне  деректерді  кодирлеу  мен  декодирлеу  цифрлі  сигналдар  үшін  қарапайым  жүзеге  асады. 

 Аналогты  кодирлеу  телефонды  байланыс  бойынша  цифрлі  деректерді  беру  кезінде  қолданылады.  Әдетте  ЭЕМ  келіп  түсетін  цифрлі  деректер  модул ятор – демодулятор  көмегімен  аналогты  формаға  түрленеді. 

Цифрлі  деректерді  аналогты  формаға  түрлендірудің  үш  тәсілі  немесе  модуляцияның  үш  әдісі  мүмкін:

• Амплитудты  модуляция – жүйелі  берілетін  ақпарат  биттеріне  сәйкес  негізгі  синусойдальді  тербелістің  амплитудасы  ғана  өзгереді:  мысалы,  бірлік  бергенде  тербеліс  амплитудасы  үлкен  болады,  ал  ноль  бергенде – кіші  немесе  негізгі  сигнал  типті  болмайды;
• Жиілікті  модуляция,  мұндай  модулирегіш  сигналдар  әрекетімен  тек  негізгі  синусоидальді  тербеліс  жиілігі  ғана  өзгереді: мысалы,  ноль  бергенде – төмен;
• Фазалық  модуляция,  мұнда  тек  негізгі  синусоидальді  тербелістің  фазасы  ғана  өзгереді:  сигнал  1 – ден  сигнал  0  өткенде  немесе  керісінше  болғанда  фаза  180&deg  өзгереді;
• Беретін  моделі  негізгі  синусоидальді  тербеліс  (амплитуданы,  желілік  немесе  фазалы)  сигналын  ЭЕМ – нен  немесе  терминалдан  цифрлі  деректерді  түрлендіреді.

Кері  түрлендіру  (демодуляция)  қабылдағыш  моделімен  жүзеге  асырылады.  Жүзеге  асатын  модуляция  әдісімен  амплитудалы,  жиілікті  және  фазалы  модуляция  моделіне  бөлінеді.  Көп  тарағаны  жиілікті  және  амплитудалы  модуляциялар. 

Цифрлі  деректерді  цифрлі  кодирлеу  тікелей,  сигнал  деңгейін  өзгерту  жолымен  атқарылады.  Мысалы,  егер  ЭЕМ  цифрлі  деректер  1  мен  0,2В  коды  үшін,  0  коды  үшін  5В  деңгей  сигналымен  берілсе,  онда  осы  деректерді  байланыс  желісіне  бергенде  сигналдар  деңгейі  +12В  мен  -12В – ге  лайықты  түрленеді.   Мұндай  кодирлеу  RS – 232 – C  асинхронды  тізбекті  адаптерлер  көмегімен  үлкен  емес  (ондаған  және  жүз  метрлер)  қашықтықта  бір  компьютерден  екіншісіне  цифрлі  деректерді  беру  кезінде  жүзеге  асырылады.

 

Қорытынды

 

 

Қазіргі уақытта сандық өлшеу аспаптары кеңінен қолданылады, оның аналогты электр өлшегіш аспаптарымен салыстырғанда, бірқатар ерекшеліктері бар.

Сандық өлшеу аспаптары өлшеулерді жоғары дәлдікпен, өлшеу процесінің  толық автоматтандырылған жағдайында жасау үшін және сондай – ақ, өлшеу нәтижелерін тіркеу, өңдеу немесе алысқа беру үшін код түрінде шығару қажет болған жағдайларда қолданылады.

Өндірістің автоматтандырылу деңгейінің жоғарылауына және есептеу машиналарының кең қолдануына байланысты сандық өлшеу аспаптарының дамуы кеңеюде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер

 

 

1. Б. П. Хромой, А. В. Кандинов  «Метрлогия, стандартизация  және өлшеу байланыс техникасында»  М.: Радио және байланыс, 1986.

2. А. В. Фрэмке, Е. М. Душина «Электрлік өлшеулер» М.:Жоғарғы мектеп, 2002.

3. Ж. Әміров, Э.Иванов, Ә. Жанқозин, М.Рысбаев «Метрология, стандарттау және сапамен меңгеру»  Алматы : Білім ,1996.