متوسط ​​​​عربة الشحن

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
مخطط كتلي لآلة تجميع عربات الشحن.

جهاز متوسط ​​الصندوق ، أو جهاز التكامل ذو البوابة، أو جهاز التكامل ذو الصندوق هو أداة اختبار إلكترونية تقوم بتكامل جهد إدخال الإشارة بعد فترة انتظار محددة (تأخير التشغيل) على مدى فترة زمنية محددة (عرض البوابة) ثم تقوم بحساب المتوسط ​​على نتائج التكامل المتعددة (العينات) - للحصول على وصف رياضي، انظر دالة الصندوق .

جهاز قياس متوسط ​​المسافة بين عربات الشحن من شركة زيورخ إنسترومنتس .

يتمثل الغرض الرئيسي من تقنية القياس هذه في تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء في التجارب النبضية ذات دورة التشغيل المنخفضة في كثير من الأحيان من خلال الآليات الثلاث التالية: 1) يعمل تكامل الإشارة كخطوة متوسطة أولى تعمل على قمع مكونات الضوضاء بتردد يساوي عرض البوابة المتبادل أو أعلى، 2) اختيار أجزاء الإشارة التي تحمل بالفعل معلومات مهمة بناءً على المجال الزمني وتجاهل جميع أجزاء الإشارة التي تحتوي على ضوضاء فقط، و3) يوفر المتوسط ​​على مدى عدد محدد من الفترات ترشيحًا منخفض التمرير وضبطًا مناسبًا للدقة الزمنية.

شركة Artifex Engineering للتكامل المحكم
مخطط توقيت جهاز قياس متوسط ​​السرعة لعربة الشحن.

على غرار مضخمات التزامن ، تُستخدم مُعدِّلات متوسطات الصندوق في الغالب لتحليل الإشارات الدورية. فبينما يُمكن فهم مضخم التزامن على أنه مرشح تمرير نطاق متطور ذو تردد مركزي وعرض نطاق قابلين للتعديل، يسمح مُعدِّل متوسطات الصندوق بتحديد الإشارة المطلوبة ودقة التوقيت الناتجة في المجال الزمني في الغالب .

مبدأ التشغيل

يتم تعريف عملية الصندوق من خلال تأخير التشغيل، وعرض البوابة، وعدد أحداث التشغيل (أي العينات) التي يتم حساب متوسطها في المخزن المؤقت.

يمكن فهم مبدأ التشغيل على أنه عملية من خطوتين: تكامل الإشارة على مدى عرض البوابة المطلوب، وحساب متوسط ​​الإشارة المتكاملة على مدى عدد محدد من الفترات/أحداث التشغيل.

بالنظر إلى التنفيذ البسيط للدائرة الأساسية، يبدو الأمر وكأنه مرشح تمرير منخفض RC عادي يمكن التحكم فيه بواسطة مفتاح S.

مخطط الدائرة المكافئ الذي يصف الوظائف الأساسية للمكامل ذي البوابة.

إذا تم ضبط ثابت زمن المرشح τ = RC على قيم كبيرة بما يكفي بالنسبة لعرض البوابة، فإن جهد الخرج يُقارب تكامل إشارة الدخل بعرض نطاق إشارة B = 1/(4RC). يمكن بعد ذلك إخضاع خرج هذا المرشح لدائرة تناظرية أخرى لإجراء عملية حساب المتوسط. بعد كل حدث تشغيل، يجب إعادة ضبط دائرة أخذ العينات هذه قبل استقبال النبضة التالية. يُعد زمن إعادة الضبط هذا أحد أهم قيود السرعة في التطبيقات التناظرية، حيث تكون معدلات التشغيل القصوى عادةً بضع عشرات من الكيلوهرتز ، على الرغم من أن عرض البوابة نفسه قد يكون منخفضًا جدًا، يصل إلى بضع عشرات من البيكوثانية، وتم ضبط التأخير على الصفر. 

تاريخ

يعود أصل جهاز المتوسط ​​المتحرك (boxcar averager) إلى عام 1950، حيث ساهمت هذه التقنية في تحسين جودة الإشارة في التجارب التي تبحث في الرنين المغناطيسي النووي باستخدام مخططات نبضية. [ 1 ] وكان هولكومب ونوربيرغ أول من نشر تطبيقًا لدوائر "boxcar" في الرنين المغناطيسي النووي. [ 2 ] [ 3 ] وفي ورقتهم البحثية المنشورة عام 1955، نسب هولكومب ونوربيرغ اختراع "مكامل boxcar" إلى حد كبير إلى إل إس كيبتا وإتش دبليو كنوبل.

مراجع

  1. ↑ ذكر كل من د. وير وب. مانسفيلد في منشور عام 1966 أن "جزءًا كبيرًا من العمل المبكر على دوائر "العربة"، بما في ذلك التحليل النظري، موجود في كتاب جيه إل لوسون وجي إي أولينبيك، إشارات العتبة، سلسلة مختبر الإشعاع بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (شركة ماكجرو هيل للنشر، نيويورك، 1950؛ جيه إل لوسون وجي إي أولينبيك، إشارات العتبة ، سلسلة مختبر الإشعاع بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (شركة ماكجرو هيل للنشر، نيويورك، 1950)".
  2. ↑ هولكومب، د. ف.؛ نوربيرغ، ر. إ. (15 مايو 1955). "استرخاء اللف المغزلي النووي في الفلزات القلوية". مجلة Physical Review ، 98 (4). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 1074-1091 . doi : 10.1103/physrev.98.1074 . ISSN 0031-899X . 
  3. ↑ وير، د.؛ مانسفيلد، ب. (1966). " مكامل بوكسكار عالي الاستقرار للقياسات السريعة العابرة للرنين النووي المغناطيسي في المواد الصلبة". مراجعة الأدوات العلمية . 37 (9). منشورات معهد الفيزياء الأمريكي: 1167-1171 . doi : 10.1063/1.1720449 . ISSN 0034-6748 .