زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

[goldperson2005]

با سلام
میخواستم بدونم با چه روش ها و مداراتی میشه فاصله زمانی در حد نانو ثانیه رو با دقت 0.5 نانو ثانیه اندازه گیری کرد .
لطفا راهنمایی کنید .

[arvinfx]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

با سلام
میخواستم بدونم با چه روش ها و مداراتی میشه فاصله زمانی در حد نانو ثانیه رو با دقت 0.5 نانو ثانیه اندازه گیری کرد .
لطفا راهنمایی کنید .

فکر کنم با نور میشه. که اونم تکنیک های تغییر فاز رو اندازه میگیرین

[goldperson2005]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

فکر کنم با نور میشه. که اونم تکنیک های تغییر فاز رو اندازه میگیرین

برای اندازه گیری اختلاف فاز نور هم به زمانگیری دیجیتال نیاز هست .
اگر اشتباه می کنم تصحیح کنید .

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

برای اینکه دوستان بتونن راهنمایی های بیشتری بکنن
اطلاعات بیشتری در اختیار بذارید. مثلا:
- فاصله ی زمانی ای که میخواین اندازه گیری کنید رو کجا میخواید ذخیره کنید؟
آیا این فاصله ی زمانی بین سیگنال های خاصی هستش؟

اگه سیگناله،فکر کنم اگه بگید که سیگنال مورد اندازه گیری چی هست، بهتر باشه:
- از نوع ولتاژه یا جریان؟
- در چه فواصل زمانی ای میخواد اندازه گیری بشه؟
- ماکزیمم و مینیمم دامنه ی سیگنال چقدره؟
- چه محدودیت هایی وجود داره؟

و ...
در کل اگه بیشتر راهنمایی کنید سریعتر به جواب میشه نزدیک شد

[goldperson2005]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

برای اینکه دوستان بتونن راهنمایی های بیشتری بکنن
اطلاعات بیشتری در اختیار بذارید. مثلا:
- فاصله ی زمانی ای که میخواین اندازه گیری کنید رو کجا میخواید ذخیره کنید؟
آیا این فاصله ی زمانی بین سیگنال های خاصی هستش؟

اگه سیگناله،فکر کنم اگه بگید که سیگنال مورد اندازه گیری چی هست، بهتر باشه:
- از نوع ولتاژه یا جریان؟
- در چه فواصل زمانی ای میخواد اندازه گیری بشه؟
- ماکزیمم و مینیمم دامنه ی سیگنال چقدره؟
- چه محدودیت هایی وجود داره؟

و ...
در کل اگه بیشتر راهنمایی کنید سریعتر به جواب میشه نزدیک شد

روی 32 تا Instant Access Flip Flop یا ARM
از نوع ولتاژه
بین 1ns تا چند میلی ثانیه
ماکزیمم و مینیممش قابل تنظیمه
محدودیت : Max Delay From Input to Output نباید بیشتر از 500ps باشه.

:agree:

[goldperson2005]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

در کل اینطور توضیح بدم که
می خوام بدونم که باروش ها و مدارات آنالوگ میشه بازه زمانی در حد چند نانو ثانیه رو با دقت بالا اندازه گیری کرد و زمان اندازه گیری شده رو به ARM یا FPGA فرستاد ؟
در اون روش که معرفی میشه حداکثر Delay چقدر خواهد بود ؟
فعلا نمیخوام محدودیت بیشتری تعریف کنم چون شاید بشه از بعضیاشون چشم پوشی کرد یا قابل جبران یا قابل تنظیم باشند .

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

یک پاسخ دم دستی که الان به ذهنم خطور کرد
استفاده از فیلترهاست!
و یا استفاده از پاسخ زمانی یک مدار RC !
میدونیم که شارژو دشارژ خازن در یک مدار RC ساده به مقادیر R و C بستگی داره
و معادله ی دشارژ یک خازن برابره با:
http://images.tutorvista.com/cms/ima...-capacitor.PNG
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...ele/capdis.gif
http://macao.communications.museum/i..._3_5_5_eng.png
(ببخشید لینک گذاشتم بجای عکس، بخاطر لود شدن سریع این صفحه ست)
حالا میتونی به کمک یک مقایسه کننده (البته اگه کلا منظورت آنالوگه اونم باید انالوگ بسازی!)
مدت زمانی دشارژ شدن خازن رو تبدیلش کنی به یک پالس مربعی!
درواقع با چنین مدار شارژ و دشارژ ای، میتونی یک پالس مربعی متناظر
ایجاد کنی و هر بلایی که خواستی سرش بیاری

[goldperson2005]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

یک پاسخ دم دستی که الان به ذهنم خطور کرد
استفاده از فیلترهاست!
و یا استفاده از پاسخ زمانی یک مدار RC !
میدونیم که شارژو دشارژ خازن در یک مدار RC ساده به مقادیر R و C بستگی داره
و معادله ی دشارژ یک خازن برابره با:
http://images.tutorvista.com/cms/ima...-capacitor.PNG
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...ele/capdis.gif
http://macao.communications.museum/i..._3_5_5_eng.png
(ببخشید لینک گذاشتم بجای عکس، بخاطر لود شدن سریع این صفحه ست)
حالا میتونی به کمک یک مقایسه کننده (البته اگه کلا منظورت آنالوگه اونم باید انالوگ بسازی!)
مدت زمانی دشارژ شدن خازن رو تبدیلش کنی به یک پالس مربعی!
درواقع با چنین مدار شارژ و دشارژ ای، میتونی یک پالس مربعی متناظر
ایجاد کنی و هر بلایی که خواستی سرش بیاری

خیلی ممنون
آخرشو تصمیم دارم DAC بذارم
ولی مطمئنم که دقت چندانی نخواهد داشت چون ظرفیت خازن و اندازه مقاومت رو نمیشه به طور دقیق بدست آورد
ولی در کل خیلی عالی بود

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

خیلی ممنون
آخرشو تصمیم دارم DAC بذارم
ولی مطمئنم که دقت چندانی نخواهد داشت چون ظرفیت خازن و اندازه مقاومت رو نمیشه به طور دقیق بدست آورد
ولی در کل خیلی عالی بود

با مقاومت ها و خازن های معمولی درست میگی،
ولی میتونی از خازن ها و مقاومت های دقیقتر استفاده کنی!
اما خب هزینه کمی بالا میره
با توجه به فرمول Td در شکل زیر
http://macao.communications.museum/i..._3_5_5_eng.png
در زمان دشارژ خازن،
مقدار زمانی اینطوری بدست میاد:
Td = r c
خب حالا میخوایم مقادیر r و c را بدست بیاریم که چند باشن!
میدونی این مقادیر رو چی تعیین میکنه؟
جواب های مختف میشه بهش داد!

- از دید یک نفر که مدار 1 و 2 خونده:
مقدار مقاومت رو بذار 1 اهم خازن رو بدست بیار، تمومه! :agree:

- از دید یک نفر که آزمایشگاه گذرونده:
مقدار مقاومت روبذار 100 اهم ببین خازن چند میشه؟
حالا ببین چنین خازنی موجوده؟

- از دید یک نفر که کارهای عملی کرده:
مقادیر مقاومت و خازن به شرایط مختلفی بستگی داره
پاسخ فرکانسی کلی مدار
مقاومت ورودی و خروجی
اثر خازن یا مقاومت بر روی بقیه ی مدار
ایزولاسیون
در صورت کم بودن مقدار خازن، اثرات فرکانس بالا
مدار خازنی بوجود اومده بین دو تا پایه ی خازن و ...

- از دید یک نفر حرفه ای:
من که حرفه ای نیستم، نمیدونم چه دیدی هست! :rolleyes:

:eek:

[goldperson2005]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

دوست عزیز فرمول دشارژ فقط شامل پارامتر هایی که تا به حال دیدیم نمیشه
دما - رطوبت - امواج صوتی - در کل امواج اکترومغناطیسی و نویز های دیگه هم روی مقاومت موثرند و هم روی خازن . اون چه خازن و مقاومتی باید باشه که علاوه بر پارامترهایی که شما فرمودید رو در موردش باید در نظر گرفت و هم عوامل فوق در اون کمترین تاثیر رو بذارن تا بشه زمان رو در حد پیکو ثانیه اندازه گیری کرد ؟!

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

حرف شما کاملا درسته
و تمام پارامتهایی که گفتین تاثیر گذارن
بنابراین بهتره که یک فرمول دقیق برای دشارژ خازن پیدا کنیم اول!
که تا اونجایی که میشه خطا کاهش پیدا کنه
اما در مورد مقادیری که گفتین
با صرفنظر از اون پارامترهایی که نام بردید
اگه از خازن و مقاومت smd ریز با دقت بالا (مثلا 0.001 درصد! ) (موجوده) استفاده کنید
میشه تا حدودی به جواب امیدوار بود!
مثلا خازن 1 پیکو فاراد و مقاومت 500 اهم، مدت زمانی 0.5 نانو ثانیه رو باید ایجاد بکنن!
و یا خازن 10 پیکو و مقاومت 50 اهم!
.................
*نکته: انتشار خطا
در بحث های خطایابی، بحثی هست به نام انتشار خطا
مثلا در مثال خودمون هم خازن داریم هم مقاومت که در هم ضرب میشن
اما کدومشون تعیین کننده ی بیشترین مقدار خطا هستن؟
و ...
................

[goldperson2005]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

صحبت از مقاومت مسیر ها روی برد PCB و خاصیت خازنی Junction هاست دیگه SMD و ... جای خود .
بهترین روش , روشی هست موسوم به " System On a Chip " که دقت بالایی داره و مقاومت و خازن رو از موازی کردن نانو خازن ها و سری کردن نانو رزیستور ها به دست میارن اونم تو خانواده خاصی از FPGA ها قابل اجراست .
شدنش که خیلی چیزا شدنیه ولی اینکه ما بتونیم انجام بدیم یا نه مهمه . من که به شخصه بعید میدونم بتونم , مخصوصا تو بحث مدارات جانبی از قبیل کالیبریزاسیون ها .

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

در ادامه ی پاسخ شما اینون منم اضافه کنم که
یک استاد الکترونیک داشتیم یه زمای برامون داشت از مدارات مجتمع صحبت میکرد
میگفت توی مدارات مجتمع چون بحث فرکانس بالاست
خازن و مقاومت به اون شکلی که در ذهن ماست وجود نداره
همه ی اونا رو با همون شیوه ی مدار مجتمعی طراحی میکنن
و دیگه خبری ازخازن و مقاومت جداگانه نیست!
در زمان طراحی، لحاظ میشه و تحلیل میشه
و در زمان ساخت مدارات مجتمع (اونم به صورت نانو!) اعمال میشه
به همین سادگی
اینطوری از بسیاری از مشکلاتی که اینجا بهش اشاره کردیم
جلوگیری به عمل میاد
اما خب، ساختش برای ما تقریبا میشه گفت امکان پذیر نیست :rolleyes:
در مورد مقاومت مسیرها روی برد هم میشه باصرف هزینه،
با استفاده از مواردی مانند نقره یا طلا (!!!) به رسانایی بسیار بالایی دست یافت
کاری که در برخی جاهای حساس انجامش میدن.
و در مورد خاصیت خازنی بین جامپرها و ... کار کمی سخت تر میشه
(من که از روش مقابله با این نوع خازن بی اطلاع هستم)

[goldperson2005]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

درست می فرمایید .
ولی اگه از طلای ناب هم ساخته بشه باز هم خطا داره . حتی همونایی که به صورت نانو توی برد جاسازی میشن در موردشون قطعیتی وجود نداره و تحت تاثیر خیلی عوامل تغییر میکنن ولی با توجه به محاسباتی که انجام دادن از همه بهتر همونان . وقتی صحبت از پیکو و فمتو ثانیه بشه معلومه که باید به همچین چیزای ریزی توجه کنن .

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : زمانسنجی توسط مدارات آنالوگ

حالا که بحث به اینجا رسید
این نکته هم اضافه کنم که
همون استادمون وقتی درس میداد
در مورد ترانزیستوها در فرکاس بالا
لیستی از مشکلات ترانزیستورها رو مطرح کرد
که برخیشون فقط در حالت مدار مجتمع قابل حل بودن
اونایی که الکترونیک 1 و 2 خونده باشن
یادشونه که توی ترانزیستوها اثری داریم به نام
اثر کانال کوتاه
که بخاطر خاصیت خازنی که ایجاد میشد بود.
خازنی که بخاطر بارهای الکتریکی و صفحات رسانا و عایق ایجاد میشه
همین خازن سبب میشد تا پاسخ فرکانسی تانزیستور خراب بشه
حالا شما داری از پیکو و فمتو صحبت میکنی
اگه میگفتی نانو میشد یه جورایی باهاش کنار اومد :rolleyes:
اما در مورد فمتو و پیکو قطعا به متخصصین خبره نیاز داره
یا کسی باشه که به طور دقیق مطالعه کرده باشه :read: