ડિજિટલ ઉપકરણો: પલ્સ કાઉન્ટર્સ, એન્કોડર્સ, મલ્ટિપ્લેક્સર્સ

પલ્સ કાઉન્ટર - ઇનપુટ પર લાગુ કઠોળની સંખ્યાની ગણતરી કરવા માટે રચાયેલ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ. પ્રાપ્ત કઠોળની સંખ્યા બાઈનરી નોટેશનમાં દર્શાવવામાં આવે છે.

પલ્સ કાઉન્ટર્સ એ એક પ્રકારનું રજિસ્ટર (કાઉન્ટ રજિસ્ટર) છે અને તે અનુક્રમે ફ્લિપ-ફ્લોપ અને લોજિક ગેટ પર બનેલ છે.

કાઉન્ટર્સના મુખ્ય સૂચકાંકો ગણતરી ગુણાંક K 2n છે - કઠોળની સંખ્યા જે કાઉન્ટર દ્વારા ગણી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચાર-ટ્રિગર કાઉન્ટરમાં મહત્તમ કાઉન્ટ ફેક્ટર 24 = 16 હોઈ શકે છે. ચાર-ટ્રિગર કાઉન્ટર માટે, ન્યૂનતમ આઉટપુટ કોડ 0000 છે, મહત્તમ -1111 છે અને જ્યારે કાઉન્ટ ફેક્ટર Kc = 10 છે, ત્યારે આઉટપુટ જ્યારે કોડ 1001 = 9 હોય ત્યારે ગણતરી કરવાનું બંધ કરે છે.

આકૃતિ 1a શ્રેણીમાં જોડાયેલ ચાર-બીટ ટી-ફ્લિપ કાઉન્ટરનો આકૃતિ દર્શાવે છે. કાઉન્ટ પલ્સ પ્રથમ ફ્લિપ-ફ્લોપના કાઉન્ટ ઇનપુટ પર લાગુ થાય છે. નીચેના ફ્લિપ-ફ્લોપના કાઉન્ટર ઇનપુટ્સ અગાઉના ફ્લિપ-ફ્લોપના આઉટપુટ સાથે જોડાયેલા છે.

સર્કિટની કામગીરી આકૃતિ 1, b માં બતાવેલ સમયના ગ્રાફ દ્વારા દર્શાવવામાં આવી છે.જ્યારે પ્રથમ કાઉન્ટ પલ્સ તેના સડો પર આવે છે, ત્યારે પ્રથમ ફ્લિપ-ફ્લોપ Q1 = 1 સ્થિતિમાં જાય છે, એટલે કે. કાઉન્ટર પાસે 0001 નો ડિજિટલ કોડ છે. બીજા કાઉન્ટર પલ્સના અંતે, પ્રથમ ફ્લિપ-ફ્લોપ સ્ટેટ «0» પર જાય છે, અને બીજો સ્ટેટ «1» પર જાય છે. કાઉન્ટર કોડ 0010 સાથે નંબર 2 રેકોર્ડ કરે છે.

આકૃતિ 1 — દ્વિસંગી ચાર-અંકનું કાઉન્ટર: a) રેખાકૃતિ, b) પરંપરાગત ગ્રાફિકલ રજૂઆત, c) કામગીરીના સમય આકૃતિઓ

આકૃતિ (ફિગ. 1, b) પરથી જોઈ શકાય છે કે, ઉદાહરણ તરીકે, 5મી પલ્સના એટેન્યુએશન અનુસાર, કાઉન્ટરમાં કોડ 0101 લખાયેલ છે, 9મી - 1001 અનુસાર, વગેરે. 15મી પલ્સના અંતે, કાઉન્ટરના તમામ બિટ્સ સ્ટેટ «1» પર સેટ હોય છે, અને 16મી પલ્સના સડો પછી, બધા ટ્રિગર્સ ફરીથી સેટ થાય છે, એટલે કે, કાઉન્ટર તેની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં જાય છે. કાઉન્ટરને ફરીથી સેટ કરવા માટે દબાણ કરવા માટે "રીસેટ" ઇનપુટ છે.

દ્વિસંગી કાઉન્ટરનું કાઉન્ટ ફેક્ટર Ksc = 2n ગુણોત્તરમાંથી જોવા મળે છે, જ્યાં n એ કાઉન્ટરના બિટ્સ (ફ્લિપ-ફ્લોપ) ની સંખ્યા છે.

કઠોળની સંખ્યા ગણવી એ ડિજિટલ માહિતી પ્રક્રિયા ઉપકરણોમાં સૌથી સામાન્ય કામગીરી છે.

દ્વિસંગી કાઉન્ટરની કામગીરી દરમિયાન, દરેક અનુગામી ફ્લિપ-ફ્લોપના આઉટપુટ પર કઠોળનો પુનરાવર્તન દર તેના ઇનપુટ કઠોળની આવર્તન (ફિગ. 1, બી) ની તુલનામાં અડધાથી ઘટે છે. તેથી, કાઉન્ટર્સનો ઉપયોગ આવર્તન વિભાજક તરીકે પણ થાય છે.

સ્ક્રેમ્બલર (જેને એન્કોડર પણ કહેવાય છે) સિગ્નલને ડિજિટલ કોડમાં રૂપાંતરિત કરે છે, મોટાભાગે બાઈનરી નંબર સિસ્ટમમાં દશાંશ સંખ્યાઓ.

એન્કોડરમાં દશાંશ સંખ્યાઓ (0, 1,2, …, m — 1) અને n આઉટપુટ સાથે સળંગ m ઇનપુટ્સ હોય છે. ઇનપુટ્સ અને આઉટપુટની સંખ્યા સંબંધ 2n = m (ફિગ. 2, a) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. અંગ્રેજી શબ્દ કોડરના અક્ષરોમાંથી «CD» પ્રતીક રચાય છે.

ઇનપુટમાંથી એક પર સિગ્નલ લાગુ કરવાથી આઉટપુટ ઇનપુટ નંબરને અનુરૂપ એન-બીટ બાઈનરી નંબર ઉત્પન્ન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ચોથા ઇનપુટ પર પલ્સ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આઉટપુટ પર ડિજિટલ કોડ 100 દેખાય છે (ફિગ. 2, a).

ડીકોડર્સ (જેને ડીકોડર્સ પણ કહેવાય છે) નો ઉપયોગ દ્વિસંગી સંખ્યાઓને પાછી નાની દશાંશ સંખ્યામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે. ડીકોડરના ઇનપુટ્સ (ફિગ. 2, b) દ્વિસંગી નંબરો પૂરા પાડવા માટે બનાવાયેલ છે, આઉટપુટ ક્રમિક રીતે દશાંશ નંબરો સાથે ક્રમાંકિત છે. જ્યારે ઇનપુટ્સ પર બાઈનરી નંબર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ચોક્કસ આઉટપુટ પર સિગ્નલ દેખાય છે જેનો નંબર ઇનપુટ નંબરને અનુરૂપ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે કોડ 110 આપવામાં આવે છે, ત્યારે સિગ્નલ 6ઠ્ઠા આઉટપુટ પર દેખાશે.

આકૃતિ 2 — a) UGO એન્કોડર, b) UGO ડીકોડર

મલ્ટિપ્લેક્સર - એક ઉપકરણ જેમાં આઉટપુટ સરનામાં કોડ અનુસાર ઇનપુટમાંથી એક સાથે જોડાયેલ છે. ચે. મલ્ટિપ્લેક્સર એ ઇલેક્ટ્રોનિક સ્વીચ અથવા કમ્યુટેટર છે.

આકૃતિ 3 — મલ્ટિપ્લેક્સર: a) પરંપરાગત ગ્રાફિકલ રજૂઆત, b) રાજ્ય કોષ્ટક

એક સરનામું કોડ ઇનપુટ્સ A1, A2 પર મોકલવામાં આવે છે, જે નિર્ધારિત કરે છે કે કયા સિગ્નલ ઇનપુટ્સ ઉપકરણના આઉટપુટ પર પ્રસારિત થશે (ફિગ. 3).

માહિતીને ડિજિટલથી એનાલોગમાં કન્વર્ટ કરવા માટે, ડિજિટલ-ટુ-એનાલોગ કન્વર્ટર્સ (DACs) નો ઉપયોગ કરો અને રિવર્સ કન્વર્ઝન માટે, એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર (ADCs) નો ઉપયોગ કરો.

DAC નો ઇનપુટ સિગ્નલ એ દ્વિસંગી બહુ-અંકનો નંબર છે અને આઉટપુટ સિગ્નલ એ સંદર્ભ વોલ્ટેજના આધારે રચાયેલ વોલ્ટેજ Uout છે.

એનાલોગ-થી-ડિજિટલ રૂપાંતરણ પ્રક્રિયા (ફિગ. 4) બે તબક્કાઓ ધરાવે છે: સમય નમૂના (સેમ્પલિંગ) અને સ્તર પરિમાણ. નમૂના લેવાની પ્રક્રિયામાં માત્ર અલગ સમયે સતત સિગ્નલના મૂલ્યોને માપવાનો સમાવેશ થાય છે.

આકૃતિ 4-એનાલોગ-થી-ડિજિટલ રૂપાંતર પ્રક્રિયા

પરિમાણીકરણ માટે, ઇનપુટ સિગ્નલની વિવિધતાની શ્રેણીને સમાન અંતરાલોમાં વહેંચવામાં આવે છે - પરિમાણ સ્તર. અમારા ઉદાહરણમાં તેમાંથી આઠ છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે ત્યાં ઘણા વધુ છે. ક્વોન્ટાઇઝેશન ઑપરેશન એ અંતરાલ નક્કી કરવા માટે ઘટાડવામાં આવે છે જેમાં નમૂનાનું મૂલ્ય ઘટ્યું હતું અને આઉટપુટ મૂલ્યને ડિજિટલ કોડ સોંપવામાં આવે છે.