Table of Contents
إدماج جهات متعددة الأطراف في البلدان الجزرية الصغيرة النامية وفي نظم تحويل البيانات المعززة
وفي مجال الإلكترونيات الحديثة، تعمل نظم تحويل البيانات على أنها جسر بين النطاقات المشابهة والرقمية، وسواء كانت تقرأ جهازاً لفحص درجة الحرارة، أو تجهز إشارة سمعية، أو تتحكم في سائق حركية، ونوعية وكفاءة تصميمات المواد المشابهة إلى الأرقام، وتحويلات المواد الرقمية إلى مواد مدوّنة، تؤثر مباشرة على أداء النظام عموماً.
أساسيات المضاعفات، وأجهزة تحديد الهوية، وأجهزة المساعدة الإنمائية
ما هو متعدد الألواح؟
ويُعدّ مُعدّد (م أكسس) مفتاحاً مركباً يُختار إشارة من عدة إشارات إلى مدخلات ويُرسل إشارة مختارة إلى ناتج واحد، وفي مضاعفات قياسية، فإن المدخلات والنواتج هي فولت أو تيارات مُعدية؛ وفي أجهزة التكرير الرقمية المتعددة المؤشرات، تكون أكثر أهمية بالنسبة لنظم تحويل البيانات، فإن المُعدّلات المُعدّدة المُدوّلة ذات الصلة هي معايير مثل قنوات الانتقاء على نطاق التردديّات.
دور البلدان الجزرية الصغيرة النامية
وتحوّل شركة ADC مجموعة من المواد الاصطناعية إلى رقم رقمي مفصّل، وتشمل المواصفات الرئيسية القرار (عدد القطع)، ومعدل أخذ العينات، والسمية، وبالنسبة لنظم المقاييس العالية الدقة، تكون سجلات الاختبار المتعاقبة ذات النطاقات العالية شعبية لأنها توفر حلا جيدا بالسرعة المتوسطة مع انخفاض استهلاك الطاقة.
دور لجنة المساعدة الإنمائية
ويؤدي مركز المساعدة الإنمائية المهمة العكسية: فهو يأخذ رمزا رقميا وينتج مجموعة إنتاجية أو تيارا من قبيل المخرجات المشابهة، ومرة أخرى، يكون الوقت الحاسم في مجال التسوية وتسوية المواد، وفي النظم التي تتطلب نواتج متعددة من قبيل المناظرات (مثل التحكم في عدة مكتظات أو قنوات سمعية)، يمكن الجمع بين لجنة المساعدة الإنمائية الواحدة وبين مجموعة من المذيبات (أو مفاتيح متعددة) لتوليد إشارات متعددة مستقلة عن المنتجات.
How Multiplexing Data Conversion Systems
تخفيض تعقيدات وتكاليف برامجيات البرمجيات
ومن خلال تقاسم وحدة التطوير المائي أو لجنة المساعدة الإنمائية بين القنوات المتعددة، يخفض عدد المحولات في نظام ما تخفيضا جذريا، فعلى سبيل المثال، يمكن لنظام يرصد 16 جهاز استشعار للأشعة المقطعية أن يستخدم جهازا واحدا متعدد القنوات يغذي وحدة تحليل البيانات الجمركية عالي الاستبانة بدلا من 16 وحدة من البلدان النامية، وهذا النهج يقلل إلى أدنى حد من منطقة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ويخفض تكلفة إنتاج المواد ويحتاج إلى تصميم واحد لإمدادات ذات كفاءة عالية.
Scalability and Flexibility
وتُعدّ البنايات المتعددة المكوّنة قابلة للتقسيم في جوهرها، فإضافة قنوات جديدة لا تتطلب سوى توسيع شجرة المضاعفات (مثلاً، باستخدام مراحل متعددة من المكافئات) أو إضافة مكافئ آخر إلى حافلة قائمة من الحاويات الصناعية (الشركة)، وعلى النقيض من ذلك، تتطلب النظم غير المرنة كمية مكرّسة من المصانع الجديدة، قد لا تكون مجدية بسبب القيود المفروضة على الفضاء أو الميزانية.
أخذ العينات الدقيقة واقتناء البيانات
وفي نظام متعدد الأطراف لتجمعات القوى العاملة، يتم أخذ العينات من خلال العينات المتتابعة، ويعادل معدل أخذ العينات الفعلي لكل قناة معدل أخذ العينات الإجمالي للشركة المقسم على عدد القنوات، وعلى سبيل المثال، فإن 100 كيلوباسكال من طراز ADC متعدد القنوات عبر 8 قنوات، ينتج عنها معدل فعال قدره 12.5 كيلوباسكال لكل قناة، وهذا يكفي للعديد من الإشارات ذات الترددات المنخفضة (التصميمات العالية التكلفة، والضغط، وما إلى ذلك).
تحسين إدارة الإشارات وعزل القنوات
ويوفِّر تعدد المكثفات عزلة ممتازة من القناة إلى القناة عند اختيارها على النحو الصحيح، وتُخفَّف الإشارات غير المستخدمة لمنع التخاطب أثناء تحويل القناة النشطة، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مضاعفات لتنفيذ خطط الحماية: قبل التحول إلى قناة جديدة، يمكن تحديد المضاعف إلى دولة آمنة معروفة، وهذا مفيد عندما تنتج بعض أجهزة الاستشعار كميات كبيرة من المحركات التي يجب سدها من خلال العملية العادية.
الهندسة المعمارية للتكامل المتعدد الأطياف - المركز الأفريقي للتنمية الزراعية
متعددة المحذوفات
ويستخدم الطبقات الطبوغرافية الأبسط أداة متعددة ذات قيمة واحدة، وتُشار جميع إشارات المدخلات إلى أرضية مشتركة، وهذا يصلح جيداً عندما يتقاسم جميع المستشعرات نفس المرجع الأرضي، وتكون مستويات الإشارة في نطاق مدخلات شركة التعمير والتنمية، غير أن الحلقات الأرضية والضوضاء الشائعة يمكن أن تتدهور الأداء، وكثيراً ما يتطلب الأمر وضعاً دقيقاً وتبايناً في الإشارة إلى البيئات المزعجة.
التفريق المتعدد
وبالنسبة للحصانة من الضوضاء العالية، يمكن استخدام مضاعفات ذات مدخلات متمايزة، ولكل قناة مدخل إيجابي وسلبي، كما يجب أن يكون الفرق بين هذه القنوات، وأن تلغي هذه التشكيلة الضوضاء الشائعة، وتفضل في التطبيقات الصناعية التي تُستخدم فيها كوابل طويلة، وأن تعددات التفاضلية عادة ما تكون لها قيمة أعلى من حيث الكم، وقد تتطلب منطقا أكثر تعقيدا للتحكم.
Multiplexer with Programmable Gain Amplifier (PGA)
وكثيرا ما يغذي الناتج المتعدد الأوكسجين أداة متعددة الأطراف قبل اجتماع التعاون التقني، وتضبط الهيئة العامة لمراقبة المناخ نطاق الإشارة بحيث يضاهي النطاق الكامل لمؤسسة التعاون التقني، ويحسن النطاق الدينامي، ويمكن برمجة المكسب لكل قناة، ويضم أجهزة الاستشعار ذات فولتات ناتجة مختلفة على نطاق واسع، وهذه التركيبة (MUX + PGA + ADC) متاحة كحل وحيد للحيازة العالية للبيانات([1]).
برمجيات التوقيت للمراكز
أما من ناحية النواتج، فيمكن أن يكون هناك مقسم زمني واحد بين النواتج المتعددة المشابهة باستخدام مفاتيح التناظر (معامل متغير) وتستكمل لجنة المساعدة الإنمائية ناتجها إلى الفولط المطلوب لل القناة 1، ثم يتواصل التحول إلى القناة 1 بينما يستكمل مركز المساعدة الإنمائية القناة 2، وهكذا يجب أخذ عينات من النواتج المحدثة للنموذج (سواء كانت هناك قنوات خارجية لتحديث العينات).
التطبيقات العملية
التصوير الطبي ورصد المرضى
وفي أجهزة رصد المرضى المتعددة المستويات، يجب أن يتم رقمنة عشرات أجهزة الاستشعار (الجماعة الأوروبية، درجة الحرارة، ضغط الدم) في وقت واحد من أجل التحليل في الوقت الحقيقي، غير أن نطاق الترددات في كل جهاز استشعار منخفض (الرقم القياسي لأسعار الاستهلاك إلى بضع مئات من الهرتز) كما أن نظاما متعدد الأطراف للتصنيف مع محول ذي استبانة عالية يمكن أن يعالج جميع القنوات الاقتصادية.
التلقائية الصناعية وأجهزة الاستشعار
وكثيراً ما يتطلب التشغيل الآلي للمصانع رصد العديد من أجهزة الاستشعار عن طريق الحرارة والضغط والتدفقات المنتشرة عبر مصنع، ويستخدم نظام موزع لاقتناء البيانات متعدد المعالم لجلب إشارات الاستشعار المحلية المتعددة إلى مركزي للتصنيف الصناعي المتعدد الأطراف، ويمكن وضع المضاعف بالقرب من أجهزة الاستشعار للحد من الأسلاك، ويمكن نقل خطوط المراقبة الرقمية على مسافات أطول، وهذا النهج شائع في أجهزة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (مركبات غير الرسمية) والوحدات الطرفية عن بعد.
تجهيز المواد السمعية والفيديو
وفي اتحادات الخلط الصوتي المهني، توجه قنوات سمعية متعددة (الهواتف المحمولة، الأدوات) إلى شركة واحدة للتصنيف الرقمي، أو يتم تحويل وحدة من وحدات مكافحة المخدرات إلى قنوات متعددة للإنتاج، وعلى الرغم من أن معدات الصوت الحديثة كثيرا ما تستخدم رموزا مخصصة لكل قناة، فإن التصميمات الحساسة من حيث التكلفة للشركات أو البث لا تزال تعتمد على تعددية.
نظم الاستشعار الذاتي
وتحتوي المركبات الحديثة على أكثر من 100 جهاز استشعار، من ضغط الإطار إلى درجة حرارة المحرك، ومن أجل الحفاظ على التكلفة وضغط الأوزان المزودة بأجهزة قياس مضاعف، تستخدم هذه المركبات على نطاق واسع، فعلى سبيل المثال، يمكن لنموذج مراقبة الجسم قراءة جميع مفاتيح تبديل الأبواب ومجسات درجة الحرارة الداخلية من خلال جهاز قياسي ثابت طوله 12 درجة، مع تركيز متعدد من حيث الكم من 8 إلى 1 ميغا متر مكعب.
اعتبارات التصميم المتعلقة بتحويل البيانات المتعددة
النزاهة والإلمام
ويدخل المضاعفات في المقاومات والثقوب التي يمكن أن تشكل مرشحات للمنسقين المقيمين مع القدرة على استخدام مدخلات شركة ADC، والحد من نطاق الترددات، والتسبب في أخطاء في تسوية الوضع، ويجب أن تسوي هذه المادة في غضون فترة اقتناء شركة ADC، وأن تستخدم أجهزة متعددة المزودات ذات فترات منخفضة في المقاومة وبطولة سريعة، وأن تلجأ إلى أجهزة التصفيق بواسطة أجهزة التصفيق، وأن تخفف من المسائل المتعلقة بأجهزة الدفع الرقمية.
التوقيت والتسلسل
وفي نظام متعدد الأطراف لتجمعات القوى العاملة، يجب أن يولد المتحكم توقيتاً دقيقاً، إذ أن نظام مراقبة الحركة يتصدى للخطوط، ثم ينتظر التحول إلى التسوية قبل بدء تحويل شركة التعمير والتنمية، وبعد التحويل، يتم اختيار القناة التالية، وفي نظم متزامنة، يمكن معالجة هذه السلسلة بواسطة جهاز حكومي أو جهاز مزود بمقياس زمني، أما بالنسبة لتعدد نواتج لجنة المساعدة الإنمائية، فيجب أن يستقر ناتج شركة DAC بعد تحويل مسارات الإنتاج إلى قنوات سلسة.
القرار والمفاضلات السريعة
أما في حالة تعدد القنوات، فإن معدل إنتاج المصانع المحتوية على وحدات متطورة، يتناقص بشكل تناسبي، إذ أن نظاماً من نوع 16 قناة يحتوي على 10 كيلوباسكال من طراز ADC، لا يحصل على عينات من كل قناة إلا 625 Hz، وبالنسبة للإشارات ذات المحتوى العالي التردد، مثل تحليل اليقظة، فإن هذا غير كاف، في هذه الحالات، النظر في استخدام تطبيقات متعددة من طراز ADCs أو قناة أسرع من هذا النوع.
استهلاك السلطة
ويستهلك المضاعفون طاقة لا تُذكر، ولكن لا يمكن أن يخفض حجم القوى المضخمة وأي مضخمات احتياطية، إذ يمكن تخفيض الطاقة الكلية للنظام، غير أن شركة التعمير الأفريقية يجب أن تظل نشطة في الوقت الذي يجري فيه أخذ عينات من أي قناة، أما بالنسبة لتطبيقات الطاقة المنخفضة جدا، مثل أجهزة الاستشعار التابعة للشركة، فقد يكون من الأفضل استخدام جهاز تسجيل رقمي واحد ذي cycling:
القناة عبر الاتصال والتخلي
وحتى عندما لا يتم اختيار قناة، يمكن أن يقترن قدر صغير من الإشارة على تلك القناة في القناة المختارة بسبب الانقلاب الأسري داخل جهاز التردد العالي، ويُطلق هذا العزل ويُحدد في مضبوطات الدي بي.
الحماية ومعالجة المضاعفات
ويمكن أن ينتج المستشعرون في بيئات قاسية فولات تتجاوز نطاق مدخلات شركة التعمير أو إمدادات شركة مورغان، ويُحسب عادة عدد المضاعفات من أجل زيادة حجم المدخلات (مثلاً، 15 V) بالنسبة لجهاز قياسي لشبكة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، وإذا كان بالإمكان الإفراط في التأثير، فإن هناك حاجة إلى أجهزة خارجية للتسامح أو مقاومة للضغط على المركبات الحالية(30).
المواضيع المتقدمة والحلول الهجينة
عينات بسيطة ضد عينات متعددة
وعندما يلزم إجراء قياسات مراعية للمنظور في المرحلة (مثل رصد ثلاث مراحل للطاقة)، يجب أن يتم فحص كل قناة في نفس اللحظة تماماً، حيث أن البلدان المتقدمة المتعددة الأطراف تُدخل في صلبها فترة زمنية مقطوعة بين القنوات، وبالنسبة لهذه التطبيقات، تستخدم معاينات متزامنة (مع دوائر متعددة العينات ومجمعة) أو تجمعات متعددة من البلدان النامية، وتجمع بعض رقائق اقتناء البيانات الحديثة بين قيم متعددة ومحولة ذاتية.
"الشيب الدايزي - شاين"
وبالنسبة للنظم التي يوجد بها عدد كبير جدا من القنوات (مثلا 256 أو أكثر)، يمكن التعاقب على عدة مراحل متعددة الأوكسجين، فعلى سبيل المثال، يختار جهاز متعدد الأوكسجينات الرئيسي واحدا من 16 وحدة متعددة الأعلام، يختار كل منها أحد 16 مدخلا، ويخلق ذلك شجرة من طراز MX 256 إلى 1، ويصبح منطق الرقابة أكثر تعقيدا، ولكن سلسلة المقاومة الحاجزة لا تزال واحدة.
التصوير الرقمي والتصحيح
وفي النظم المتعددة، يمكن زيادة تقليل الضوضاء عن طريق التغليف المفرط لكل قناة، وبعد تحويل جميع القنوات مرة واحدة، يعاد التسلسل، ويمكن تطبيق أجهزة التصفيف الرقمية المنخفضة التجويف على كل من مسارات البيانات في كل قناة، وهذا فعال بشكل خاص بالنسبة للإشارات المتباينة ببطء ويمكن أن يحسن من حلها بعدة أجزاء )تسمى هذه التقنية في كثير من الأحيان " غرساً " (.
النظر في البرامجيات والبرمجيات
ويتطلب تنفيذ نظام متعدد الأطراف للتصنيف الصناعي المتعدد الأطراف في إطار برامجيات الحاسوب معالجة دقيقة للتوقف ووقف البيانات، وقد قام العديد من المتحكمين في الميكروفونات ببناء أساليب المسح المتطورة التي تتسلسل تلقائياً من خلال قنوات ذات توقيت قابل للتحليل، وفيما يتعلق بالنظم السريعة العالية، فإن استخدام نظام إدارة الشؤون الإدارية لتحويل نتائج التحويل مباشرة إلى ذاكرة دون تدخل من وحدة تحليل البرامج، وفيما يتعلق بتعدد نواتج لجنة المساعدة الإنمائية، يمكن أن يحمّل نظام إدارة الشؤون المالية مدونات جديدة على وجه الدقة.
خاتمة
Integrating multiplexers with ADCs and DACs remains a fundamental technique for building efficient, scalable, and cost-effective data conversion systems. By carefully considering signal integrity, timing, and resolution trade — tradingoffs, engineers can deploy single-converter structure that handle tens or even hundreds of channels without sacrificing accuracy. The widespread use of multiplexed designs in fields ranging from medical valuemotive systems.