ಡಿಜಿಟಲ್ ಸಾಧನಗಳು: ಪಲ್ಸ್ ಕೌಂಟರ್‌ಗಳು, ಎನ್‌ಕೋಡರ್‌ಗಳು, ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್‌ಗಳು

ಪಲ್ಸ್ ಕೌಂಟರ್ - ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ಕಾಳುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಎಣಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನ. ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಬೈನರಿ ಸಂಕೇತದಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪಲ್ಸ್ ಕೌಂಟರ್‌ಗಳು ಒಂದು ರೀತಿಯ ರೆಜಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು (ಕೌಂಟ್ ರಿಜಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು) ಮತ್ತು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಲಾಜಿಕ್ ಗೇಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಕೌಂಟರ್‌ಗಳ ಮುಖ್ಯ ಸೂಚಕಗಳು ಎಣಿಕೆಯ ಗುಣಾಂಕ K 2n - ಕೌಂಟರ್‌ನಿಂದ ಎಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಕಾಳುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನಾಲ್ಕು-ಪ್ರಚೋದಕ ಕೌಂಟರ್ 24 = 16 ರ ಗರಿಷ್ಠ ಎಣಿಕೆ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. ನಾಲ್ಕು-ಪ್ರಚೋದಕ ಕೌಂಟರ್‌ಗೆ, ಕನಿಷ್ಠ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕೋಡ್ 0000, ಗರಿಷ್ಠ -1111, ಮತ್ತು ಎಣಿಕೆ ಅಂಶವು Kc = 10 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕೋಡ್ 1001 = 9 ಆಗ ಎಣಿಕೆ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1a ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ನಾಲ್ಕು-ಬಿಟ್ ಟಿ-ಫ್ಲಿಪ್ ಕೌಂಟರ್‌ನ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಎಣಿಕೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಮೊದಲ ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್‌ನ ಎಣಿಕೆ ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್‌ಗಳ ಕೌಂಟರ್ ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗಳನ್ನು ಹಿಂದಿನ ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್‌ಗಳ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 1, ಬಿ ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಸಮಯದ ಗ್ರಾಫ್ಗಳಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ.ಮೊದಲ ಎಣಿಕೆ ಪಲ್ಸ್ ಅದರ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಗೆ ಬಂದಾಗ, ಮೊದಲ ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್ ರಾಜ್ಯ Q1 = 1 ಗೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ. ಕೌಂಟರ್ 0001 ರ ಡಿಜಿಟಲ್ ಕೋಡ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಎರಡನೇ ಕೌಂಟರ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ, ಮೊದಲ ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್ ರಾಜ್ಯ «0» ಗೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದು «1» ರಾಜ್ಯಕ್ಕೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಕೌಂಟರ್ ಸಂಖ್ಯೆ 2 ಅನ್ನು ಕೋಡ್ 0010 ನೊಂದಿಗೆ ದಾಖಲಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1 — ಬೈನರಿ ನಾಲ್ಕು-ಅಂಕಿಯ ಕೌಂಟರ್: ಎ) ರೇಖಾಚಿತ್ರ, ಬಿ) ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಚಿತ್ರಾತ್ಮಕ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯ, ಸಿ) ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳು

ರೇಖಾಚಿತ್ರದಿಂದ (Fig. 1, b) ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 5 ನೇ ನಾಡಿನ ಅಟೆನ್ಯೂಯೇಶನ್ ಪ್ರಕಾರ, ಕೋಡ್ 0101 ಅನ್ನು ಕೌಂಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಬರೆಯಲಾಗಿದೆ, 9 ನೇ - 1001, ಮತ್ತು ಹೀಗೆ. 15 ನೇ ನಾಡಿ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ, ಕೌಂಟರ್‌ನ ಎಲ್ಲಾ ಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು "1" ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು 16 ನೇ ನಾಡಿ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯ ನಂತರ, ಎಲ್ಲಾ ಟ್ರಿಗ್ಗರ್‌ಗಳನ್ನು ಮರುಹೊಂದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಕೌಂಟರ್ ಅದರ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಕೌಂಟರ್ ಅನ್ನು ಮರುಹೊಂದಿಸಲು ಒತ್ತಾಯಿಸಲು «ರೀಸೆಟ್» ಇನ್ಪುಟ್ ಇದೆ.

ಬೈನರಿ ಕೌಂಟರ್‌ನ ಎಣಿಕೆ ಅಂಶವು Ksc = 2n ಅನುಪಾತದಿಂದ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲಿ n ಕೌಂಟರ್‌ನ ಬಿಟ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ (ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್‌ಗಳು).

ಡಿಜಿಟಲ್ ಮಾಹಿತಿ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಎಣಿಸುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯಾಗಿದೆ.

ಬೈನರಿ ಕೌಂಟರ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ನಂತರದ ಫ್ಲಿಪ್-ಫ್ಲಾಪ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ನಲ್ಲಿ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ದರವು ಅದರ ಇನ್ಪುಟ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ಆವರ್ತನಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ (Fig. 1, b). ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೌಂಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಆವರ್ತನ ವಿಭಾಜಕಗಳಾಗಿಯೂ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸ್ಕ್ರಾಂಬ್ಲರ್ (ಎನ್‌ಕೋಡರ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ) ಸಂಕೇತವನ್ನು ಡಿಜಿಟಲ್ ಕೋಡ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಬೈನರಿ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ದಶಮಾಂಶ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು.

ಎನ್‌ಕೋಡರ್ m ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗಳನ್ನು ದಶಮಾಂಶ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು (0, 1,2, ..., m — 1) ಮತ್ತು n ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಒಳಹರಿವು ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು 2n = m (Fig. 2, a) ಸಂಬಂಧದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. "ಸಿಡಿ" ಎಂಬ ಚಿಹ್ನೆಯನ್ನು ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ಪದ ಕೋಡರ್ನಲ್ಲಿನ ಅಕ್ಷರಗಳಿಂದ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದರಿಂದ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ n-ಬಿಟ್ ಬೈನರಿ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನಾಲ್ಕನೇ ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ನಾಡಿಯನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಡಿಜಿಟಲ್ ಕೋಡ್ 100 ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (Fig. 2, a).

ಬೈನರಿ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಸಣ್ಣ ದಶಮಾಂಶ ಸಂಖ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಡಿಕೋಡರ್‌ಗಳನ್ನು (ಡಿಕೋಡರ್‌ಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ) ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡಿಕೋಡರ್‌ನ ಒಳಹರಿವು (Fig. 2, b) ಬೈನರಿ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾಗಿದೆ, ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗಳನ್ನು ದಶಮಾಂಶ ಸಂಖ್ಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಂಖ್ಯೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಬೈನರಿ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅದರ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಇನ್‌ಪುಟ್ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕೋಡ್ 110 ಅನ್ನು ಒದಗಿಸಿದಾಗ, ಸಿಗ್ನಲ್ 6 ನೇ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 2 - a) UGO ಎನ್ಕೋಡರ್, b) UGO ಡಿಕೋಡರ್

ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್ - ವಿಳಾಸ ಕೋಡ್ ಪ್ರಕಾರ, ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಸಾಧನ. ಚೆ. ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್ ಎನ್ನುವುದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸ್ವಿಚ್ ಅಥವಾ ಕಮ್ಯುಟೇಟರ್ ಆಗಿದೆ.

ಚಿತ್ರ 3 — ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್: ಎ) ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಚಿತ್ರಾತ್ಮಕ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯ, ಬಿ) ಸ್ಟೇಟ್ ಟೇಬಲ್

ವಿಳಾಸ ಕೋಡ್ ಅನ್ನು A1, A2 ಗೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಧನದ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಯಾವ ಸಿಗ್ನಲ್ ಇನ್‌ಪುಟ್‌ಗಳನ್ನು ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ (Fig. 3).

ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಡಿಜಿಟಲ್‌ನಿಂದ ಅನಲಾಗ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು, ಡಿಜಿಟಲ್-ಟು-ಅನಲಾಗ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳನ್ನು (DACs) ಬಳಸಿ, ಮತ್ತು ರಿವರ್ಸ್ ಪರಿವರ್ತನೆಗಾಗಿ, ಅನಲಾಗ್-ಟು-ಡಿಜಿಟಲ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳನ್ನು (ADCs) ಬಳಸಿ.

DAC ಯ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಬೈನರಿ ಬಹು-ಅಂಕಿಯ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಉಲ್ಲೇಖ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ರಚಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Uout ಆಗಿದೆ.

ಅನಲಾಗ್-ಟು-ಡಿಜಿಟಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ವಿಧಾನ (Fig. 4) ಎರಡು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಸಮಯ ಮಾದರಿ (ಮಾದರಿ) ಮತ್ತು ಮಟ್ಟದ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣ. ಮಾದರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿರಂತರ ಸಂಕೇತದ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಅಳೆಯುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 4-ಅನಲಾಗ್-ಟು-ಡಿಜಿಟಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ, ಇನ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಸಮಾನ ಮಧ್ಯಂತರಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ - ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣ ಮಟ್ಟಗಳು. ನಮ್ಮ ಉದಾಹರಣೆಯಲ್ಲಿ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಂಟು ಇವೆ, ಆದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇನ್ನೂ ಹಲವು ಇವೆ. ಮಾದರಿ ಮೌಲ್ಯವು ಬೀಳುವ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಡಿಜಿಟಲ್ ಕೋಡ್ ಅನ್ನು ನಿಯೋಜಿಸಲು ಕ್ವಾಂಟೈಸೇಶನ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.