ڈیجیٹل ڈیوائسز: پلس کاؤنٹرز، انکوڈرز، ملٹی پلیکسرز

پلس کاؤنٹر - ایک الیکٹرانک ڈیوائس جو ان پٹ پر لگائی جانے والی دالوں کی تعداد کو شمار کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ موصول ہونے والی دالوں کی تعداد بائنری اشارے میں ظاہر کی جاتی ہے۔

پلس کاؤنٹر ایک قسم کے رجسٹر (کاؤنٹ رجسٹر) ہیں اور بالترتیب فلپ فلاپ اور لاجک گیٹس پر بنائے گئے ہیں۔

کاؤنٹرز کے اہم اشارے ہیں گنتی کا گتانک K 2n - دالوں کی تعداد جو کاؤنٹر کے ذریعہ شمار کی جاسکتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک چار محرک کاؤنٹر میں زیادہ سے زیادہ کاؤنٹ فیکٹر 24 = 16 ہو سکتا ہے۔ فور ٹرگر کاؤنٹر کے لیے، کم از کم آؤٹ پٹ کوڈ 0000، زیادہ سے زیادہ -1111، اور جب کاؤنٹ فیکٹر Kc = 10 ہے، آؤٹ پٹ کوڈ 1001 = 9 ہونے پر گنتی رک جاتی ہے۔

شکل 1a سیریز میں منسلک چار بٹ ٹی فلپ کاؤنٹر کا خاکہ دکھاتا ہے۔ گنتی کی دالیں پہلے فلپ فلاپ کے کاؤنٹ ان پٹ پر لگائی جاتی ہیں۔ مندرجہ ذیل فلپ فلاپس کے کاؤنٹر ان پٹ پچھلے فلپ فلاپس کے آؤٹ پٹس سے جڑے ہوئے ہیں۔

سرکٹ کے آپریشن کو شکل 1، b میں دکھائے گئے ٹائمنگ گرافس سے واضح کیا گیا ہے۔جب پہلی گنتی کی نبض اپنے زوال پر پہنچتی ہے، تو پہلا فلپ فلاپ حالت Q1 = 1 میں چلا جاتا ہے، یعنی کاؤنٹر کا ڈیجیٹل کوڈ 0001 ہے۔ دوسرے کاؤنٹر پلس کے آخر میں، پہلا فلپ فلاپ اسٹیٹ «0» پر جاتا ہے، اور دوسرا اسٹیٹ «1» پر جاتا ہے۔ کاؤنٹر نمبر 2 کو کوڈ 0010 کے ساتھ ریکارڈ کرتا ہے۔

شکل 1 — بائنری چار ہندسوں کا کاؤنٹر: a) ڈایاگرام، b) روایتی گرافیکل نمائندگی، c) آپریشن کے ٹائمنگ ڈایاگرام

خاکہ (تصویر 1، بی) سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ، مثال کے طور پر، 5ویں نبض کی کشندگی کے مطابق، کوڈ 0101 کاؤنٹر میں لکھا گیا ہے، 9ویں - 1001 کے مطابق، وغیرہ۔ 15ویں نبض کے اختتام پر، کاؤنٹر کے تمام بٹس کو "1" پر سیٹ کر دیا جاتا ہے، اور 16ویں نبض کے زوال کے بعد، تمام محرکات کو دوبارہ ترتیب دیا جاتا ہے، یعنی کاؤنٹر اپنی ابتدائی حالت میں چلا جاتا ہے۔ کاؤنٹر کو دوبارہ ترتیب دینے پر مجبور کرنے کے لیے ایک «ری سیٹ» ان پٹ موجود ہے۔

بائنری کاؤنٹر کا شمار عنصر Ksc = 2n کے تناسب سے پایا جاتا ہے، جہاں n کاؤنٹر کے بٹس (فلپ فلاپ) کی تعداد ہے۔

دالوں کی تعداد کو شمار کرنا ڈیجیٹل انفارمیشن پروسیسنگ آلات میں سب سے عام عمل ہے۔

بائنری کاؤنٹر کے آپریشن کے دوران، ہر بعد کے فلپ فلاپ کے آؤٹ پٹ پر دالوں کی تکرار کی شرح اس کی ان پٹ دالوں کی فریکوئنسی کے مقابلے نصف تک کم ہو جاتی ہے (تصویر 1، بی)۔ لہذا، کاؤنٹرز کو تعدد تقسیم کرنے والے کے طور پر بھی استعمال کیا جاتا ہے.

ایک اسکریبلر (جسے انکوڈر بھی کہا جاتا ہے) سگنل کو ڈیجیٹل کوڈ میں تبدیل کرتا ہے، اکثر بائنری نمبر سسٹم میں اعشاریہ نمبر۔

ایک انکوڈر میں اعشاریہ نمبر (0, 1,2, …, m — 1) اور n آؤٹ پٹ کے ساتھ لگاتار نمبر والے m ان پٹ ہوتے ہیں۔ ان پٹ اور آؤٹ پٹ کی تعداد کا تعین 2n = m (تصویر 2، اے) کے تعلق سے ہوتا ہے۔ علامت «CD» انگریزی لفظ Coder کے حروف سے بنتی ہے۔

ان پٹ میں سے کسی ایک پر سگنل لگانے سے آؤٹ پٹ ان پٹ نمبر کے مطابق ایک این بٹ بائنری نمبر تیار کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، جب چوتھے ان پٹ پر پلس لگائی جاتی ہے، تو آؤٹ پٹ پر ڈیجیٹل کوڈ 100 ظاہر ہوتا ہے (تصویر 2، اے)۔

ڈیکوڈرز (جنہیں ڈیکوڈر بھی کہا جاتا ہے) بائنری نمبروں کو چھوٹے اعشاریہ نمبروں میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ڈیکوڈر کے ان پٹس (تصویر 2، بی) بائنری نمبرز فراہم کرنے کے لیے ہیں، آؤٹ پٹ کو اعشاریہ نمبروں کے ساتھ ترتیب وار نمبر دیا گیا ہے۔ جب ایک بائنری نمبر ان پٹس پر لاگو ہوتا ہے، تو ایک خاص آؤٹ پٹ پر ایک سگنل ظاہر ہوتا ہے جس کا نمبر ان پٹ نمبر سے مماثل ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، جب کوڈ 110 فراہم کیا جاتا ہے، تو سگنل چھٹے آؤٹ پٹ پر ظاہر ہوتا ہے۔

شکل 2 — a) UGO انکوڈر، b) UGO ڈیکوڈر

ملٹی پلیکسر - ایک ایسا آلہ جس میں آؤٹ پٹ ایڈریس کوڈ کے مطابق ان پٹ میں سے کسی ایک سے منسلک ہوتا ہے۔ چے ملٹی پلیکسر ایک الیکٹرانک سوئچ یا کمیوٹیٹر ہے۔

شکل 3 — ملٹی پلیکسر: a) روایتی گرافیکل نمائندگی، ب) ریاستی میز

ایک ایڈریس کوڈ ان پٹ A1, A2 پر بھیجا جاتا ہے، جو اس بات کا تعین کرتا ہے کہ کون سا سگنل ان پٹ ڈیوائس کے آؤٹ پٹ میں منتقل کیا جائے گا (تصویر 3)۔

معلومات کو ڈیجیٹل سے اینالاگ میں تبدیل کرنے کے لیے، ڈیجیٹل سے اینالاگ کنورٹرز (DACs) استعمال کریں، اور ریورس کنورژن کے لیے، ینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹرز (ADCs) استعمال کریں۔

DAC کا ان پٹ سگنل ایک بائنری کثیر ہندسوں کا نمبر ہے اور آؤٹ پٹ سگنل حوالہ وولٹیج کی بنیاد پر تشکیل شدہ وولٹیج Uout ہے۔

اینالاگ سے ڈیجیٹل تبدیلی کا طریقہ کار (تصویر 4) دو مراحل پر مشتمل ہے: ٹائم سیمپلنگ (سیمپلنگ) اور لیول کوانٹائزیشن۔ نمونے لینے کا عمل صرف مجرد لمحات میں مسلسل سگنل کی قدروں کی پیمائش پر مشتمل ہوتا ہے۔

شکل 4-انالاگ سے ڈیجیٹل تبدیلی کا عمل

کوانٹائزیشن کے لیے، ان پٹ سگنل کے تغیر کی حد کو مساوی وقفوں — کوانٹائزیشن لیولز میں تقسیم کیا گیا ہے۔ ہماری مثال میں ان میں سے آٹھ ہیں، لیکن عام طور پر اور بھی بہت ہیں۔ کوانٹائزیشن آپریشن کو اس وقفہ کا تعین کرنے کے لیے کم کیا جاتا ہے جس میں نمونہ کی قیمت گر گئی اور آؤٹ پٹ ویلیو کو ڈیجیٹل کوڈ تفویض کیا جاتا ہے۔