بخشی از مقاله
مالتی پلکسرها
فهرست:
کاربرد مالتی پلکسرها درگيرنده های اسکن کننده باند فرکانسی خودکار- auto scanning receivers
سيستم VPP و مالتی پلکسرها
دستگاه مالتی پلکسر (Multiplexer ) چيست ؟
FPGA چیست ؟
دو نوع سوال از مالتی پلکسر ها
کاربرد مالتی پلکسرها درگيرنده های اسکن کننده باند فرکانسی خودکار- auto scanning receivers
ساخت یک گیرنده تک فرکانس نیاز به تنها یک اسیلاتور در فرکانس مورد نظر است که عملیات میکس را انجام بدهند و سیگنال RF را به باند پایه منتقل کند. با قرار دادن یک خازن متغیر می توان فرکانس اسیلاتور را تغییر و در نتیجه فرکانس های رادیویی مختلفی را دریافت کرد. این کار مستلزم چرخاندن پیچ خازن متغیر است. در رادیو های اسکنر ، عمل تغییر فرکانس و سوایپ فرکانس های رادیو یی به طور خودکار انجام می گیرد و موج مناسب را انتخاب و پخش می نماید. هدف ساخت یک اسکنر است.
اما برای ساخت یک گیرنده اسکن کننده یک باند فرکانسی، نیاز به چندین اسیلاتور در فرکانس های مورد نظر می باشد. اکثرگیرنده های اسکن کننده قدیمی، برای هر فرکانس مورد نظر یک اسیلاتور در نظر می گرفتند و برای اسکن کردن فرکانس های موجود، هر یک از این اسیلاتور ها به روش مالتی پلکس ، در مدار قرار می گرفتند و یا از آن خارج می شدند. اشکال این روش نیاز به استفاده از چندین اسیلاتور و همچنین دانستن فرکانس هایی که می باید دریافت گردند. در این روش در طبقه میکسر گیرنده سوپرهتروداین، برای دریافت چندین فرکانس از چندین اسیلاتور
استفاده می کنند. اگر مدار میکسر را در نظر بگیرید، ( ساده ترین نوع: اسیلاتور کولپیتس تک ترانزیستوری که هم عمل میکس و هم عمل اسیلاتور را انجام می دهد) ، برای تغییر فرکانس میکسر می باید فرکانس تیونر را تغییر دهیم . به این منظور نیز می باید مقادیر سلف و خازن مدار تیون را تغییر دهیم. بنابراین با تغییر مقادیر سلف و یا خازن می توان فرکانس اسیلاتور و در نتیجه فرکانس میکسر را تغییر داد. برای تغییر مقادیر خازن از سوایچ خازنی استفاده می شود که توسط مدار دیجیتال مثل میکرو کنترلر کنترل می شود و مقادیر آن تغییر می یابد. به این خازن ها ، خا
زن دیجیتال نیز گفته می شود. راه دیگر تغییر سلف مدار است. که می توان به این منظور از یک مالتی پلکسر استفاده نمود که سلف ها در ورودی های مالتی پلکسر قرار گرفته و خروجی مالتی پلکسر در مدار اسیلاتور و میکسر قرار می گیرد. سلف های ورودی نیز به Vcc متصل میشوند. برای قرار دادن هر یک از این سلف ها در مدار ، توسط میکرو کنترلر با نوشتن در پایه های select مالتی پلکسر سلف مورد نظر را در مدار وارد می کند.
برای مثال 8 موج رادیویی را در نظر گرفته اید که اسکن کنید و زمانی که در حال اسکن هستید مدت زمانی روی فرکانس دریافتی توقف می نماید اگر پس از مدت زمان معینی این موج توسط کاربر انتخاب شد، این موج همواره پخش می شود در غیر این صورت به سراغ فرکانس بعدی می رود. برای ساخت چنین گیرنده ای هشت سلف را با توجه به فرکانسی که می باید تولید کند، در ورودی مالتی پلکسر قرار داده و خروجی را به کلکتور ترانزیستور اسیلاتور وصل می کنیم. برای تولید هر فرکانس می باید سه پایه select مالتی پلکسر را توسط میکرو کنترل کرد. به این ترتیب که رشته 000، 001، 010، 011 ، 100 ،101 ، 110 ، 111 را با لحاظ زمان مورد نظر توسط تایمر، به پایه های مالتی پلکسر اعمال کرده و بنابراین در هر زمان سلف مورد نظر در مدار قرار می گیرد و از یک پین میکرو برای دریافت درخواست کاربر استفاده نمود. بلوک دیاگرام این روش در شکل 1 آمده است.
همانطور که گفته شد می توان به جای مالتی پلکس کردن سلف ها از خازن دیجیتال یا سوایچ خازنی استفاده کرد.
نسل بعدی گیرنده های اسکن کننده ی فرکانس، با PLL ( phase lock loop ) کار میکردند. در این روش، سینتسایزر یکvco را کنترل می کند و آن را در یک فرکانس ثابت قفل می نماید.سینتسایزر می تواند VCO را برای قرار گرفتن در یک باند فرکانسی کنترل کند. تنها عیب روش PLL مدت زمانی است که لازم است تا در فرکانس مورد نظر قفل شود. این زمان را فیلتر RC که برای قفل کردن مورد نیاز است ، تعیین می کند. که برای رسیدن به پایداری کامل فرکانس، می باید این زمان بسیار طولانی باشد. بنابراین در روش معمول PLL به سرعت بالائی جهت اسکن باند فرکانسی دست نمی یابیم . برای ارتقای این روش از مدار DSS استفاده می شود.
سيستم VPP و مالتی پلکسرها
سيستم VPP مخفف عبارت لاتين Video Pack Professional System به معنای يک سيستم حرفه ای و يکپارچه تصويری است . VPP بر مبنای يک سيستم بسيار ساده برای اپراتورها و با قابليت امنيتی بالا جهت مصارف حرفه ای طراحی گرديده است .
طراحی اين سيستم توسط شرکت فرانسوی AASSET می باشد و ساخت آن به وسيله شرکت سامسونگ الکترونيک ( SAMSUNG ) کره انجام شده و جزء جديدترين محصولات سال 2004 ميلادی می باشد.
ويژگيهای سيستم VPP
دارای يک مانيتور مدار بسته ( 15 يا 21 اينچ ) مرکزی است که اولين مانيتور صفحه تخت مدار بسته در دنيا می باشد.
دارای مالتی پلکسر داخلی بوده که در داخل مانيتور ذکر شده قرار دارد و بدون نياز به تجهيزات جانبی مورد استفاده قرار گرفته است . ( دارای 8 ورودی دوربين )
دارای کنترل از راه دور مادون قرمز می باشد .
دارای حافظه داخلی جهت ضبط آخرين تصاوير می باشد .
دارای هشدارهای ورودی ، تصوير در تصوير و نگهداشتن تصاوير می باشد .
قابليت رد يابی هوشمند ( Motion Detection )
دستگاه مالتی پلکسر (Multiplexer ) چيست ؟
مالتی پلکسر مغز يک سيستم مدار بسته می باشد که تصاوير را به صورت تکی ، چهارتايی ، نه تايی و يا شانزده تايی نشان می دهد و به وسيله آن هشدارهای سيستم آشکار می گردد . همچنين قابليت کنترل دوربينها ( زوم کردن ) نيز ميسر می باشد و نيز دارای قابليت رديابی به صورت هوشمند ( Motion Detection ) می باشد .
سيستمهای جانبی VPP
1- سيستم ضبط کننده ديجيتال با هارد 80 گيگا بايت و قابليت جستجوی تصاوير ضبط شده بر اساس تاريخ ، زمان و وقوع آلارام
2- سيستم انتقال تصاوير که می توان در هر مکانی روی کره زمين و از طريق اينترنت به تصاوير دوربين ها دسترسی پيدا کرد . همچنين با فرد مورد نظر در سايت صحبت نمود يا دربی را باز و يا بسته نمود .
3- باکس آلارم که به يک سنسور يا کارت خوان متصل می گردد .
4- دوربينهای مخصوص سيستم که دارای قابليت زوم و چرخش بوده و کنترل آنها از طريق مانيتور انجام می شود .
با توجه به پیشرفت دنیای دیجیتال و همچنین عدم پاسخ گویی مدارات مجتمع معمولی برای پیاده سازی توابع پیچیده ، به مرور تراشه های جدیدی طراحی شده اند که با توجه به نیاز طراح ، دارای تعداد زیادی گیت و بلوک منطقی هستند . از این میان PLD ، PLA ، CPLD ، SPLD و FPGA ها مشخص ترین نوع این تراشه ها هستند که تعداد گیت های به کار رفته در آنها تا چندین هزار گیت می باشد .
FPGA چیست ؟
FPGA ها نسل جدید مدارهای مجتمع دیجیتال قابل برنامه ریزی هستند که عبارت FPGA از سر کلمه های Field Programmable Logic Gate Array گرفته شده است . سرعت اجرای توابع منطقی در FPGA ها بسیار بالا و در حد نانو ثانیه است . اگر بخواهیم FPGA ها را به طور ساده تشریح کنیم ، عبارت است از یک تراشه که از تعداد بالایی بلوک منطقی - LB (Logic Block) ، خطوط ارتباطی و پایه های ورودی / خروجی (IOB) تشکیل شده است که به صورت آرایه ای در کنار یکدیگر قرار دارند . خطوط ارتباطی که وظیفهء آنها ارتباط بین بلوک های منطقی است از سوئیچ های قابل برنامه ریزی تشکیل شده اند . این سوئیچ ها بسته به نوعی که دارند ، برخی تن
ها یکبار قابل برنامه ریزی هستند و برخی به تعداد دفعات زیادی برنامه ریزی می شوند .
بلوک های منطقی نیز دارای انواع مختلفی هستند که عموما توسط المانی پایه ، تمامی توابع منطقی را ایجاد می کنند . به عنوان مثال بلوک های منطقی در خانواده ACT-1 از شرکت Actel ، با پایهء مالتی پلکسری عمل می کنند . به این معنا که توسط مالتی پلکسر ، توانایی ایجاد توابع منطقی مختلف را دارند .
البته تعداد ورودی های هر بلوک منطقی متفاوت است و به نوع FPGA مربوط می شود . به عنوان مثال بلوک های منطقی در خانوادهء ACT-1 ، از نوع 8 ورودی است . البته در برخی موارد به بلوک های منطقی ، سلول های منطقی نیز گفته می شود (LC) .
