डिजिटल उपकरणे: पल्स काउंटर, एन्कोडर, मल्टिप्लेक्सर्स

पल्स काउंटर - इनपुटवर लागू केलेल्या डाळींची संख्या मोजण्यासाठी डिझाइन केलेले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण. प्राप्त झालेल्या डाळींची संख्या बायनरी नोटेशनमध्ये व्यक्त केली जाते.

पल्स काउंटर हे एक प्रकारचे रजिस्टर (काउंट रजिस्टर्स) आहेत आणि ते अनुक्रमे फ्लिप-फ्लॉप आणि लॉजिक गेट्सवर बांधलेले आहेत.

काउंटरचे मुख्य सूचक म्हणजे मोजणी गुणांक K 2n — काउंटरद्वारे मोजता येणारी डाळींची संख्या. उदाहरणार्थ, फोर-ट्रिगर काउंटरमध्ये 24 = 16 चा जास्तीत जास्त काउंट फॅक्टर असू शकतो. चार-ट्रिगर काउंटरसाठी, किमान आउटपुट कोड 0000 आहे, कमाल -1111 आहे आणि जेव्हा काउंट फॅक्टर Kc = 10 असेल तेव्हा आउटपुट कोड 1001 = 9 असताना मोजणे थांबते.

आकृती 1a मालिकेत जोडलेल्या चार-बिट टी-फ्लिप काउंटरचे आकृती दाखवते. पहिल्या फ्लिप-फ्लॉपच्या काउंट इनपुटवर गणना डाळी लागू केल्या जातात. खालील फ्लिप-फ्लॉप्सचे काउंटर इनपुट मागील फ्लिप-फ्लॉपच्या आउटपुटशी जोडलेले आहेत.

सर्किटचे ऑपरेशन आकृती 1, b मध्ये दर्शविलेल्या वेळेच्या आलेखाद्वारे स्पष्ट केले आहे.जेव्हा पहिली गणना नाडी त्याच्या क्षयस्थानी येते, तेव्हा पहिला फ्लिप-फ्लॉप Q1 = 1 स्थितीत जातो, म्हणजे. काउंटरचा डिजिटल कोड 0001 आहे. दुसऱ्या काउंटर पल्सच्या शेवटी, पहिला फ्लिप-फ्लॉप स्टेट «0» वर जातो आणि दुसरा स्टेट «1» वर जातो. काउंटर 0010 कोडसह क्रमांक 2 रेकॉर्ड करतो.

आकृती 1 — बायनरी चार-अंकी काउंटर: अ) आकृती, ब) पारंपारिक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व, क) ऑपरेशनचे वेळेचे आकृती

आकृतीवरून (चित्र 1, b) असे दिसून येते की, उदाहरणार्थ, 5 व्या नाडीच्या क्षीणतेनुसार, कोड 0101 काउंटरमध्ये 9 व्या - 1001 नुसार लिहिलेला आहे, आणि असेच. 15 व्या पल्सच्या शेवटी, काउंटरचे सर्व बिट्स "1" स्थितीवर सेट केले जातात आणि 16 व्या नाडीच्या क्षय झाल्यानंतर, सर्व ट्रिगर रीसेट केले जातात, म्हणजेच, काउंटर त्याच्या प्रारंभिक स्थितीकडे जातो. काउंटरला रीसेट करण्यास भाग पाडण्यासाठी "रीसेट" इनपुट आहे.

बायनरी काउंटरचा काउंट फॅक्टर Ksc = 2n या गुणोत्तरावरून आढळतो, जेथे n ही काउंटरच्या बिट्सची (फ्लिप-फ्लॉप) संख्या असते.

डिजिटल माहिती प्रक्रिया उपकरणांमध्ये डाळींची संख्या मोजणे हे सर्वात सामान्य ऑपरेशन आहे.

बायनरी काउंटरच्या ऑपरेशन दरम्यान, प्रत्येक त्यानंतरच्या फ्लिप-फ्लॉपच्या आउटपुटवर डाळींचा पुनरावृत्ती दर त्याच्या इनपुट डाळींच्या वारंवारतेच्या तुलनेत अर्ध्याने कमी केला जातो (चित्र 1, बी). म्हणून, काउंटर वारंवारता विभाजक म्हणून देखील वापरले जातात.

स्क्रॅम्बलर (ज्याला एन्कोडर देखील म्हणतात) सिग्नलला डिजिटल कोडमध्ये रूपांतरित करतो, बहुतेक वेळा बायनरी संख्या प्रणालीमध्ये दशांश संख्या.

एन्कोडरमध्ये दशांश संख्या (0, 1,2, …, m — 1) आणि n आउटपुटसह अनुक्रमे m इनपुट्स असतात. इनपुट आणि आउटपुटची संख्या संबंध 2n = m (Fig. 2, a) द्वारे निर्धारित केली जाते. कोडर या इंग्रजी शब्दातील अक्षरांपासून «CD» हे चिन्ह तयार झाले आहे.

इनपुटपैकी एकाला सिग्नल लागू केल्याने आउटपुट इनपुट क्रमांकाशी संबंधित एन-बिट बायनरी संख्या तयार करते. उदाहरणार्थ, जेव्हा चौथ्या इनपुटवर नाडी लागू केली जाते, तेव्हा आउटपुटवर डिजिटल कोड 100 दिसून येतो (चित्र 2, अ).

बायनरी संख्यांना लहान दशांश संख्यांमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी डीकोडर (ज्याला डीकोडर देखील म्हणतात) वापरले जातात. डीकोडरचे इनपुट (Fig. 2, b) बायनरी संख्या पुरवण्यासाठी आहेत, आउटपुट अनुक्रमे दशांश संख्येसह क्रमांकित आहेत. जेव्हा इनपुटवर बायनरी क्रमांक लागू केला जातो, तेव्हा विशिष्ट आउटपुटवर एक सिग्नल दिसून येतो ज्याचा क्रमांक इनपुट क्रमांकाशी संबंधित असतो. उदाहरणार्थ, कोड 110 प्रदान केला जातो तेव्हा, सिग्नल 6 व्या आउटपुटवर दिसून येईल.

आकृती 2 — a) UGO एन्कोडर, b) UGO डीकोडर

मल्टीप्लेक्सर - एक डिव्हाइस ज्यामध्ये अॅड्रेस कोडनुसार आउटपुट इनपुटपैकी एकाशी जोडलेले असते. चे. मल्टीप्लेक्सर म्हणजे इलेक्ट्रॉनिक स्विच किंवा कम्युटेटर.

आकृती 3 — मल्टीप्लेक्सर: अ) पारंपारिक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व, ब) राज्य सारणी

A1, A2 इनपुटवर पत्ता कोड पाठविला जातो, जो डिव्हाइसच्या आउटपुटमध्ये कोणते सिग्नल इनपुट प्रसारित केले जातील हे निर्धारित करते (चित्र 3).

माहिती डिजिटल मधून अॅनालॉगमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी, डिजिटल-टू-एनालॉग कन्व्हर्टर्स (डीएसी) वापरा आणि उलट रूपांतरणासाठी, अॅनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टर्स (ADCs) वापरा.

DAC चा इनपुट सिग्नल हा बायनरी बहु-अंकी क्रमांक आहे आणि आउटपुट सिग्नल हा संदर्भ व्होल्टेजवर आधारित व्होल्टेज Uout आहे.

अॅनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण प्रक्रियेमध्ये (चित्र 4) दोन टप्पे असतात: वेळ नमुना (नमुना) आणि स्तर परिमाणीकरण. सॅम्पलिंग प्रक्रियेमध्ये केवळ वेगळ्या क्षणी सतत सिग्नलची मूल्ये मोजणे समाविष्ट असते.

आकृती 4-एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण प्रक्रिया

परिमाणीकरणासाठी, इनपुट सिग्नलच्या भिन्नतेची श्रेणी समान अंतराने - परिमाणीकरण स्तरांमध्ये विभागली गेली आहे. आमच्या उदाहरणात त्यापैकी आठ आहेत, परंतु सहसा बरेच काही असतात. परिमाणीकरण ऑपरेशन मध्यांतर निर्धारित करण्यासाठी कमी केले जाते ज्यामध्ये नमुना मूल्य कमी झाले आणि आउटपुट मूल्याला डिजिटल कोड नियुक्त केला जातो.