অ্যানালগ এনালগ গুণ, একটি সংকর সিপিইউ এর অংশ (মজা জন্য)

10

সংক্ষিপ্ত সংস্করণ: আমি কীভাবে একটি এনালগ গুণক তৈরি করব যা দুটি এনালগ ডিসি ইনপুট নেয়?

দীর্ঘ সংস্করণ:

আমি আরেকটি প্রশ্নের জন্য বেন ইটারসের ভিডিওর প্রস্তাব দেওয়ার জন্য একটি মন্তব্য করেছি , এমনটি করার সময় আমি নিজেকে (আবার) কিছু দেখার এবং নিজেকে " হুঁ ... আমি ভাবছি কিছু অংশ খাঁটিভাবে অ্যানালগ করা সহজ হবে কিনা " আমি ভাবছি ।

বাসটি কেবল একটি তারের হতে পারে যেখানে বিভিন্ন ভোল্টেজের স্তরগুলি পরে এডিসি দিয়ে বিটে অনুবাদ করা হবে।

কিছুটা ঘোরাঘুরি করে আমি এ পর্যন্ত চলে এসেছি যা তাত্ত্বিকভাবে ফিবোনাচি সংখ্যাগুলি গণনা করতে পারে:

চিত্র 1, হাইব্রিড কম্পিউটারের ছোট ডেমো প্রথম ফিবোনাচি সংখ্যা গণনা করছে

লিংকসিমুলেটারের ।

উপরের জিআইএফ-তে আমি ভোল্টেজের সীমার বাইরে চলে যাচ্ছি তাই ফাইবোনাকি সংখ্যাগুলি সহজেই দেখতে পাওয়া যায়, বাস্তবে আমি কেবল 250 এমভি = বাইনারি 1 ("সেট মানগুলিতে" এলএসবি) ব্যবহার করতে পারি এবং তারপরে এটি প্রচার করতে পারি ডিআরএএম যা প্রতি ক্যাপাসিটারে 4 বিট ধারণ করে।

জিআইএফ-তে গুরুত্বপূর্ণ অংশটি হল "এ + বি" পাঠ্যের ডানদিকে অপ-এম্পের আউটপুট, এটি ফিবোনাচি সংখ্যাগুলি দেখায়।

প্রতিটি ক্রিয়াকলাপের মধ্যে আমি একটি এডিসি এবং তারপরে একটি ড্যাক অনুসরণ করে উত্তরটি মাপতামুক্ত করব। সুতরাং আমি যদি ১.১২ ভি পড়ি তবে ড্যাক এটিকে একটি ১.০ ভিতে রূপান্তরিত করবে যা পরে ডিআরএমে সংরক্ষণ করা হবে। এবং তারপরে প্রতি এক্স ঘড়িতে একবার পুরো ডিআরএএমকে ক্যাপাসিটারটি ভেসে না যায় তা নিশ্চিত করার জন্য কোয়ানটিজারের মধ্য দিয়ে যেতে হবে ।

ALU কেবলমাত্র +, - এবং করতে সক্ষম। আমি গুণটি করার কথা ভাবছিলাম এবং থামলাম। আমি এর আগে ডায়োড ভিত্তিক গুণিতক তৈরি করেছি এবং দেখেছি, তবে আমি সেগুলি ব্যবহার করতে চাই না কারণ ডায়োডগুলি মেলাতে হবে। আমি বরং প্রতিরোধকগুলি ব্যবহার করি যা আমি পেন্টিওমিটার দিয়ে কাটতে পারি। যাইহোক, আমি একটি সংকর গুণক, অর্ধ এনালগ, অর্ধেক ডিজিটাল নিয়ে এসেছি।

তাই আমি সর্বত্র অভিন্ন প্রতিরোধকের সাথে প্রথম তৈরি করেছি।

চিত্র 2, ডিজিটাল সংখ্যা এবং অ্যানালগ মানগুলির মধ্যে নিষ্পাপ গুণক । ডিজিটাল মান 1 দ্বারা অফসেট হয়।

যা আমি তখন বাইনারি ওজনের সাথে এটিতে পরিণত হয়েছিল:

চিত্র 3, বাইনারি ওজনযুক্ত ডিজিটাল সংখ্যা এবং অ্যানালগ মানগুলির মধ্যে নির্দোষ গুণক । ডিজিটাল মান 1 দ্বারা অফসেট হয়।

এটি আমাকে আর 2 / আর মইয়ের কথা মনে করিয়ে দিয়েছে, তবে আমি তাদেরকে অপ-অ্যাম্প দিয়ে কাজ করতে পারি না।

যাইহোক, আমি কীভাবে আর 2 / আর মই কাজ করেছিল সে সম্পর্কে ভেবেছিলাম এবং আমি মনে করেছি যে তাদের আউটপুট তাদের ভোল্টেজ উত্স দ্বারা বহুগুণ হয়েছে। সুতরাং অবশেষে আমি এই নকশাটি নিয়ে এসেছি:

চিত্র 4, বাইনারি ওজনযুক্ত ডিজিটাল সংখ্যা এবং অ্যানালগ মানগুলির মধ্যে আরপি / আর ভিত্তিক গুণক

আমি এটি পছন্দ করি, তবে একমাত্র সমস্যাটি হ'ল বাসটি এনালগ, কেবল একটি তার। সুতরাং যদি আমি উপরের চিত্র 4 তে সমাধানটি ব্যবহার করতে বাধ্য হই, তবে আমি হাইব্রিড সিপিইউর গুণনের জায়গায় অন্য একটি এডিসি ব্যবহার করতে বাধ্য হচ্ছি। কোয়ান্টিজার এরিয়াতে আমি এটিকে আবার ব্যবহার করতে পারি না।

প্রশ্নের সময়:

আমি কীভাবে একটি গুণক তৈরি করব যা দুটি অ্যানালগ ইনপুট নেয়?

আমি 3 টি ডায়োড ও 4 অপ-এম্পএস-এর উপর ভিত্তি করে সমাধানটি চাই না কারণ আপনি ডায়োডগুলি ছাঁটাতে পারবেন না। আমার বিশ্বাস এই যে তারা যদি মিলে না যায় তবে তারা একটি উত্তর দেবে যা 250 এমভিেরও বেশি দ্বারা বন্ধ রয়েছে। আমি বাস্তব বিশ্বে এটি চেষ্টা করি নি।
আমি এই শব্দের এক ইঞ্চি উপরে আক্ষরিক লিঙ্কে এমওএস ভিত্তিক গুণকটি চেষ্টা করেছি, তবে আমি জানি না যে আমি বোবা। আমি এটি সিমুলেটারে কাজ করতে পারি না। এমওএস বাস্তবায়নের ব্যর্থতার জন্য নীচে জিআইএফ দেখুন। অথবা সিমুলেশন জন্য এই লিঙ্কটি ক্লিক করুন ।
আমি না সমস্যাটিতে কোনও মাইক্রোকন্ট্রোলার নিক্ষেপ চাই ।
আমি না কোনও মোটর ব্যবহার চাই যা ঘোরানো হয় এবং কিছু শেননিগান ব্যবহার করে।
আমি ধরে রাখতে লোপাস গঠনে একটি আরসি ফিল্টার ব্যবহার করার কথা ভাবছিলাম $e^{\frac{-t}{RC}}$
স্পষ্টতা নিখুঁত হতে হবে না, এখন এটি ক্যাপাসিটর প্রতি মাত্র 4 বিট, এটি প্রতিটি স্তর দেয় $\frac{4}{2^4}=0.25$
গুণটি সম্পন্ন হওয়ার পরে, মানটি যতটা সম্ভব বাইনারি মানের কাছাকাছি রয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য এটি কোয়ান্টাইজারে নেওয়া হবে। সুতরাং ছোট ত্রুটি ঠিক আছে।

এখানে এমন জিআইএফ যা এমওএস ভিত্তিক একটি তৈরি করতে আমার ব্যর্থতা দেখায়:

চিত্র 5, আমি উপরের উইকি লিঙ্ক থেকে স্কিম্যাটিকটি অনুলিপি করেছি, তবু এটি সিমুলেটারে কাজ করে না।

যদি এটি কাজ করে, তবে আমি রেফারেন্সের ভোল্টেজটি 5 ভি থেকে -5 ভিতে পরিবর্তন করার সাথে সাথে কোথাও 1 ভি মানটি দেখেছি I

analog cpu multiplier

— হ্যারি সুইভেনসন
সূত্র

1

প্রথমবার যখন আমি কোনও অ্যানালগ গুণকটি

— ডাব্লুপি-

2

গিলবার্ট সেল কি ডিসি-র কাজ করে? আমি মনে করি এটি আরএফ মিশ্রণ করতে ব্যবহৃত হয়

— ভ্লাদিমির ক্র্যাভারো

1

@ ভ্লাদিমিরক্রেরো একটি গিলবার্ট সেল মূলত একটি গুণক - এটি সম্পর্কে চিন্তা করুন, আপনি যদি দুটি সিগন্যাল, একটি এফ 1 এবং একটি এফ 2 এ গুণ করেন, আপনি f1-f2 এবং f1 + f2 এ একটি আউটপুট পাবেন, যা একটি মিশুক কী করে। এগুলির জন্য এগুলি পরিবর্তনশীল লাভ পরিবর্ধকগুলির জন্যও ব্যবহৃত হয় - একটি সংকেত একটি ধ্রুবক (লাভের সেটিং) হবে দ্বিতীয়টি আপনি যে জিনিসটি প্রশস্ত করতে চান তা হবে।

— জোরেেন ওয়েস

5

আপনি যদি অ্যানালগ গুণকটি তৈরি করতে চান যা কিছুটা অফ-দ্য বিট ট্র্যাক, তবে যখন আপনি অ্যানালগ স্যুইচ দিয়ে অ্যানালগ সিগন্যাল খাওয়ান তখন কী হয় তা বিবেচনা করুন তবে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে পিডব্লিউএম এর সাথে অ্যানালগ স্যুইচটি নিয়ন্ত্রণ করুন (জীবন গঠনে উল্লেখযোগ্যভাবে nyquist উপরে সহজ).

যদি পিডব্লিউএম 50% মার্ক-স্পেস হয় তবে বেসব্যান্ড অ্যানালগ সিগন্যালটি অর্ধেক দ্বারা আটকানো হবে। স্পষ্টতই আপনাকে আর্টফেসগুলি স্যুইচ করার জন্য একটি পুনরুদ্ধার ফিল্টার ব্যবহার করতে হবে। তবে এই কৌশলটির সাহায্যে আপনি পিডাব্লুএম ডিউটি চক্রটি পৃথক করে এনালগ সংকেতকে প্রশমিত করতে পারেন: -

আপনি এটিকে 4 চতুর্ভুজ গুণক হিসাবেও তৈরি করতে পারেন। একটি অ্যানালগ ইনপুট একটি পালস প্রস্থের মড্যুলেটর নিয়ন্ত্রণ করে। অন্যান্য অ্যানালগ ইনপুট স্যুইচ করা আছে।

আপনার আগ্রহী হলে কেবল একটি চিন্তাভাবনা।

আরও বিশদ এখানে

— অ্যান্ডি ওরফে
সূত্র

এটি একটি খুব আকর্ষণীয় পদ্ধতির!

— জোরেেন ওয়েস

1

হুম, PWM ব্যবহার করে যেখানে প্রশস্ততা হল একটি ভোল্টেজ, এবং শুল্কচক্রটি অন্যান্য আপেক্ষিক ভোল্টেজ এবং তারপরে এলপি ফিল্টার করা হয়। এটি আসলে কোনও খারাপ ধারণা নয়।

— হ্যারি সোভেনসন

1

এটি কিছু রেডিওতে মডিউলার হিসাবে এবং এলভিডিটিগুলিতে পজিশন ডিমোডুলেশন হিসাবে ব্যবহৃত হয়। আমি একটি সংবেদনশীল ধাতব ডিটেক্টরটিতে আই এবং কিউ ডেমোডুলেটর হিসাবে একটি প্রয়োগ করেছি।

— অ্যান্ডি ওরফে

4

এই জিনিসগুলি বিদ্যমান - অ্যানালগ ডিভাইসগুলিতে (অভ্যস্ত?) এমন কয়েকটি গুণক আইসি রয়েছে যা আপনি কিনতে পারেন (করতে পারেন?)। তাদের কাছে এই দুর্দান্ত অ্যাপনোটও রয়েছে যা আমি অবশ্যই পড়ার পরামর্শ দিই।

অ্যানালগ ডিজাইনে ক্লাসিক বিল্ডিং ব্লকগুলির একটি হ'ল গিলবার্ট সেল , নামটি ব্যারি গিলবার্টের নামে রাখা হয়েছে। এটি আপনি যা চান তা করে (অন্তত, যদি আমি আপনার প্রশ্নটি সঠিকভাবে বুঝতে পারি)। এই গুণমানের দক্ষতার কারণে এটি প্রায়শই ভেরিয়েবল লাভ পরিবর্ধকগুলিতে বিল্ডিং ব্লক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটির বিষয়ে চিন্তা করুন, যদি আপনার কাছে এমন কোনও বিল্ডিং ব্লক থাকে যার সাথে ইনপুট-আউটপুট সম্পর্ক দেওয়া থাকে $V_{OUT}(t) = V_{IN, 1}(t) \cdot V_{IN, 2}(t)$ এবং আপনি সেট $V_{IN, 1}$ আপনি প্রসারিত করতে চান এমন সংকেত হিসাবে, আপনাকে কেবল পরিবর্তন করতে হবে $V_{IN,2}$ আপনার লাভ নিয়ন্ত্রণ করতে। এটি একই কারণে একটি মিশুক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

— জোরেেন ওয়েস
সূত্র

1

আপনি এখনও এই এনালগ গুণক পেতে পারেন। আমি বিশ্বাস করি যে তাদের জন্য ডিজিকে একটি সম্পূর্ণ পণ্য বিভাগ রয়েছে।

— হৃদয়

2

যাইহোক, একটি গিলবার্ট সেল ট্রানজিস্টর ম্যাচিংয়ের উপর সমালোচনামূলকভাবে নির্ভর করে (ট্রানজিস্টর যখন একক মৃত্যুর অংশ হয় তখন তুলনামূলকভাবে সহজ)। ওপি এমন একটি সার্কিট ব্যবহার করে প্রত্যাখ্যান করেছে যা ট্রানজিস্টরের সাথে মিলে যাওয়ার উপর নির্ভর করে, সুতরাং আমি নিশ্চিত না যে এটি একটি ভাল উত্তর।

— হোয়াটআরবিস্ট

1

AD633 হ'ল একটি 4-চতুর্ভুজ গুণক যা (X1-X2) (Y1-Y2) / 10V + Z আউটপুট করে। বিশেষভাবে সস্তা নয়।

— স্পিহ্রো পেফানি

3

আমি কেবল ভবিষ্যতের পাঠকদের জন্য এটি একটি কার্যকর উত্তর হিসাবে এখানে রাখছি।

জোরেনের উত্তর পড়ার পরে আমি বুঝতে পেরেছিলাম যে অনেক অ্যানালগ গুণকগুলি ম্যাচের উপাদানগুলিতে নির্ভর করে। তাই আমি নিজেকে ভেবেছিলাম, কেন কেবল উপাদানগুলি পুনরায় ব্যবহার করব না কেন একই উপাদানটি সর্বত্র ব্যবহৃত হয়? এইভাবে আমি সমস্ত কিছু স্বয়ংক্রিয়ভাবে মেলে ফেলব।

তাই আমি টিপিকাল ডায়োড ভিত্তিক গুণকটি দেখেছি এবং দেখেছি যে সমস্ত ডায়োডের আনোডগুলি সর্বদা অপ-এম্পের ইনপুট (-) ইনপুটটির সাথে সংযুক্ত থাকে। একই 1 কিলো প্রতিরোধকের এক পিনের জন্য।

সিমুলেশন লিঙ্ক ।

উপরের চিত্রটিতে, গুণনের 2.25 25 3 গণনা করা হয় যার ফলস্বরূপ 6.75। খুব একই গুণটি নীচে ... এককথায় করা হয়।

"একটির মান" এর জন্য ভোল্টেজ রেফারেন্স reference সুতরাং এটি যদি 0.1 ভি এবং ভি 1 = ভি 2 = 1 ভোল্ট হয়। তারপরে উত্তরটি 10 ভি হবে যা 0.1 ভি 1 হলে 100 নম্বরটিতে অনুবাদ করে।

সুতরাং আমি সিদ্ধান্ত নিয়েছি ক্যাথোড এবং অন্য 1 পিস রেজিস্টরের এবং পিনের অন্য পিনটি মিশ্রিত করার জন্য একটি দুর্দান্ত লোগারিদম এবং এক্সফোনিশিয়াল ফাংশন রয়েছে। আপনি নীচের জিআইএফ দেখতে পারেন।

সিমুলেশন লিঙ্ক ।

জিআইএফটি কিছুটা দানাদার, এটি 8 এমবি নীচে 2 এমবি স্কেল করার উদ্দেশ্যে to এছাড়াও জিআইএফ 55 এর পরিবর্তে 2x, 28 সেকেন্ড বাড়িয়েছে।

আমি জানি এটি বেস লগে "লগ (এক্স)" এবং "পাও (y, x)" যা সত্য নয়। আমি ভোল্টেজ রেফারেন্সে নিজেকে বিভ্রান্ত করেছি। এটি কেবল কিছু এলোমেলো বেস সহ লগ এবং পাউ। চতুর গণিতবিদরা জানবেন যে বেসটি কী তা বিবেচ্য নয়, আপনি কোনও লগকে অন্য কোনও লগতে রূপান্তর করতে পারেন।

6..7 সংখ্যাটি নীচে ডানদিকে অপ-এম্পের আউটপুটে প্রদর্শিত হবে। সার্কিটজেএস কোনও মাউস ঘোরা ছাড়াই সংখ্যা উপস্থাপন করার সময় 6.75 থেকে 6.7 কেটে যায়। উপরের মাউস স্থাপন 6.69 ভি দেখিয়েছে, সুতরাং 60 এমভি ত্রুটি যা 250 এমভিের চেয়ে কম এবং এর জন্য গ্রহণযোগ্য। মতে .. সেরা সিমুলেটর না।

অ্যান্ডি আকার উত্তর পড়ার পরে আমি নিশ্চিত নই যে অন্য কোনও উত্তর এটি হারাতে পারে কিনা। অন্য কোনও উত্তর না মারলে আমি কয়েকদিনের মধ্যে তাকে গ্রহণ করব। আমি বিশ্বাস করি না যে আমার উত্তর অ্যান্ডিকে মারবে।

— হ্যারি সুইভেনসন
সূত্র

1

আমি সম্প্রতি একটি 1968 এনালগ কম্পিউটারে "প্যারাবোলিক গুণক" সার্কিট পেরিয়ে এসেছি। A এবং B কে গুণিত করতে, আপনি A + B এবং AB গণনা করতে দুটি op amps দিয়ে শুরু করুন। এর পরে, আপনার একটি ফাংশন জেনারেটর দরকার যা এক্স ^ 2 তৈরি করে (অর্থাত্ একটি প্যারোবোলায়)। দুটি ফাংশন জেনারেটর সহ, আপনি গণনা করুন (A + B) ^ 2 এবং (AB)) 2। আপনি দুটি ফলাফলকে একটি অপ্প এম্পিড দিয়ে বিয়োগ করুন, যার ফলস্বরূপ 4 × এ × বি হয়, যা স্কেলিংয়ের পরে আপনি পছন্দমতো A × B দেয়।

আপনি এক্স ^ 2 ফাংশনটি কীভাবে পাবেন? একটি স্বেচ্ছাসেবক উত্তল ফাংশন (যেমন এক্স ^ 2) প্রতিরোধক-ডায়োড নেটওয়ার্কের সাথে প্রায় অনুমান করা যায়। ধারণাটি হ'ল প্রতিটি ডায়োড একটি নির্দিষ্ট ইনপুট ভোল্টেজ (উপরের প্রতিরোধক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত) এ চালু হবে এবং আউটপুটটিতে একটি বর্তমান (নিম্ন প্রতিরোধক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত) সরবরাহ করবে। ফলাফলটি একটি টুকরোচক লিনিয়ার ফাংশন। (নীচের উপাদানগুলির মানগুলি স্বেচ্ছাসেবী; আমি এক্স for 2 এর মানগুলি কার্যকর করি নি)) প্রকৃত ফাংশন জেনারেটরের আরও নির্ভুলতার জন্য এক ডজন ডায়োড থাকতে পারে। একটি ফাংশন জেনারেটর হার্ডওয়ার্ড হতে পারে, বা সম্ভাব্য পরিমাণ থাকতে পারে যাতে ব্যবহারকারী এটি যে কোনও পছন্দসই ফাংশনে সেট করতে পারে।

পরিকল্পিত

^{এই সার্কিটটি অনুকরণ করুন - সার্কিটল্যাব ব্যবহার করে স্কিম্যাটিক তৈরি করা হয়েছে}

প্যারাবোলিক গুণককে এনালগ গুণিত করার একটি উচ্চ-যথার্থ পদ্ধতি হিসাবে বিবেচনা করা হত। একটি সংক্ষিপ্ত উল্লেখ ডারনিয়ার 240 এনালগ কম্পিউটার ম্যানুয়ালটিতে । (জার্মান ভাষায়, বিভাগ 9 -এ ডের প্যারাবেল-মাল্টিপ্লাইজারার দেখুন )

— কেন শিরিফ
সূত্র