بخش میکروپروسسور ها Microprocessor (ریزپردازنده)

آشنایی با بخش (مبدل A/D یا آنالوگ به دیجیتال A/D converter) میکرو پروسِسورها Microprocessor

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)


در میکرو پروسِسورها مبدل آنالوگ به دیجیتال با وضوح بالا (A/D) و مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) در میکرو پروسِسور های دارای سیگنال مختلط به عنوان واسط بین سیستم های آنالوگ و دیجیتال مورد نیاز است.اتصال مدارهای دیجیتال به دستگاه های حسگر ساده است اگر دستگاه های سنسور ذاتا دیجیتالی باشند. سوئیچ ها ، رله ها و رمزگذارها به دلیل ماهیت روشن و خاموش بودن سیگنال های آنها به راحتی با مدارهای دروازه در ارتباط هستند.با این حال ، هنگامی که دستگاه های آنالوگ درگیر هستند ، واسط بسیار پیچیده تر می شود. آنچه لازم است راهی برای ترجمه الکترونیکی سیگنال های آنالوگ به مقادیر دیجیتالی (باینری) و برعکس در میکرو پروسِسورها است. 



مدار های مجتمع خطی یا آنالوگ دارای خروجی مداوم متغیر هستند و این بستگی به سطح سیگنال ورودی دارد. این مدار های یکپارچه خطی به عنوان تقویت کننده فرکانس صوتی و فرکانس رادیویی و مدار های تغذیه استفاده می شوند. میکرو پروسِسورها های آنالوگ در واقع مدار های آنالوگ در مقیاس کوچک  که با سیگنال هایی آزاد هستند که از صفر تا  ولتاژ  منبع  تغذیه  کامل  متفاوت است. این بر خلاف مدار های دیجیتالی است که تقریباً به طور انحصاری از سیگنالهای "همه یا هیچ چیز" استفاده می کنند: ولتاژهای محدود به مقادیر ولتاژ منبع صفر و کامل ، بدون هیچ وضعیت معتبری بین آن حد و مرزهای شدید میکرو پروسِسورها ها و مدار های آنالوگ غالباً به عنوان مدار های خطی برای تأکید بر استمرار معتبر دامنه سیگنال ممنوع در مدارهای دیجیتال گفته می شوند ، اما متاسفانه این برچسب گمراه کننده است.فقط به این دلیل که یک سیگنال ولتاژ یا جریان اجازه می دهد تا یکنواخت بین حد فاصل صفر و منبع تغذیه کامل متفاوت باشد ، لزوماً به  معنای این نیست که تمام روابط ریاضی بین این سیگنال ها به معنای " خط " یا " متناسب " از کلمه خطی هستند، بسیاری از مدار های به اصطلاح " خطی " کاملاً غیر خطی در رفتار های خود هستند ، چه به ضرورت فیزیک و چه با طرح مدار های موجود در این فصل از اجزای  میکرو پروسِسورها یا مدار یکپارچه استفاده می کنند . چنین قسمت هایی در واقع شبکه ای از اجزای بهم پیوسته هستند که بر روی یک ویفر واحد مواد نیمه هادی تولید می شوند. مدارهای مجتمع آنالوگ که بسیاری از کارکرد های از قبل مهندسی شده را با هزینه بسیار کمی در دسترس دارند. اکثر مدار های مجتمع عملکردی مشابه مدار های نیمه هادی " گسسته " را در سطوح بالاتر قابلیت اطمینان و در کسری از هزینه ارائه می دهند. معمولاً ، ساخت مدار مجزا مدار تنها هنگامی مورد حمایت قرار می گیرد که سطح اتلاف نیرو برای مدار های مجتمع بیش از حد بالا باشد.




مدار های مجتمع دیجیتالی فقط در چند حالت تعریف شده کار می کنند ، نه بیش از یک طیف مداوم دامنه سیگنال. این آی سی ها در مودم ها ، رایانه ها ، شمارنده های فرکانس و شبکه های رایانه ای استفاده می شوند. بلوک های اصلی ساخت دیجیتال میکرو پروسِسورها ، دروازه های منطقی هستند که با داده های باینری کار می کند.IC های دیجیتال از دروازه های منطقی استفاده میکنند ، که فقط با مقادیر آن و صفرها کار می کنند. سیگنال کم ارسال شده به یک مؤلفه درمیکرو پروسِسورها دیجیتال ، مقدار 0 را در پی خواهد داشت ، در حالی که سیگنال بالا مقدار 1 را ایجاد می کند. میکرو پروسِسورهای دیجیتال نوعی است که معمولاً در رایانه ها ، تجهیزات شبکه و اکثر لوازم الکترونیکی مصرفی پیدا خواهید کرد.هر  قسمت میکرو پروسِسور، وظایف خاصی را در مدار انجام می‌دهد. عموما هر میکرو پروسِسور چندین ورودی دارد که با پردازش این ورودی ها، مقادیر خروجی را تولید و در بخش خروجی خود قرار می دهند. بعضی از ریز تراشه ‌ها با سیگنال‌ های دیجیتال کار می‌ کنند.میکرو پروسِسورها  که دارای دسته بندی گوناگونی می باشند به سه دسته کلی دیجیتال ، آنالوگ و آنالوگ - دیجیتال تقسیم می شوند. از جمله این نوع قطعه می توان به  میکروپرسسور ها ، پردازشگر ها ، کانورتور ها A-D , D-A , حافظه ها , CPLD و دهها دسته دیگر نام برد.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک