მიღწევა კომუნიკაციებში: მუხტკავშირიანი მოწყობილობები [CCD]


წყარო: Wikipedia.Org

ცნობისთვის: CCD შექმნეს უილარდ ბოილ[Willard Boyle] და ჯორჯ სმითმა[George E. Smith], 1969 წელს ლაბორატორიაში AT&T Bell Labs. მოწყობილობამ მოახდინა რევოლუცია ელექტრონულ ინჟინერიაში, რადგან მას ჰქონდა მაღალი წარმადობა, სიზუსტე და, იმდროინდელ მოწყობილობებთან შედარებით, ძალზედ მცირე ზომა. ყველაზე ფართოდ ის გამოყენება შუქმიმღებ მოწყობილობებში(სენსორებში). ვიდეოკამერები, სკანერები, ქსეროქსის მოწყობილობები – უმეტესობა გამოიყენებს CCD მიმღებს(ასევე, არსებობენ სხვა სენსორები, მაგ. CCD-ს მთავარი კონკურენტი – CMOS). მაღალხარისხიან ფოტოაპარატებსა და კამერებში გამოიყენება ე.წ. 3CCD სენსორი, რომელიც პრიზმის მეშვეობით, ყოფს შემავალ სხივებს 3 ფერად. თითოეულ ფერს აღიქვამს ცალკე CCD სენსორი. ამით მიიღწევა გამოსახულების მაღალი სიზუსტე. მეტი ინფორმაციისთვის, ეწვიეთ თავისუფალ ენციკლობედიას Wikipedia.Org->CCD

რასაც იხილავთ ქვემოთმოცემულ ჩანაწერში, არის ჩემი, გიორგი მაღლაკელიძისა, და ჩემი ძვირფასი შეყვარებულის, თამარ მახარაშვილის, თარგმანი ინგლისურიდან. წყაროდ ავიღეთ YouTube-ზე განთავესებული CCD-ს პრეზენტაციის ოფიციალური ვიდეო. ეს არის საკმაოდ თავისუფალი თარგმანი, მართლწერა შემოწმებული არ არის. შესაძლოა, ტექსტში დაშვებულია უზუსტობები. თუ ასეთები აღმოჩნდა, ან თუ გაგიჩნდათ შენიშვნები, დატოვეთ კომენტარი ან დავიკავშირდით ელფოსტის მისამართზე: acidlabz[at]gmail.com



შეგიძლიათ ჩართოთ ვიდეო, უსმინოთ და თან თვალი ადევნოთ ქართულ ტექსტს… 😉

* * *

PDF ფაილი: CCD ვიდეო ქართული თარგმანი

* * *

მიღწევა კომუნიკაციებში: მუხტკავშირიანი მოწყობილობები

Charge Coupled Devices [CCD]

— [უილარდ ბოილი] ჩემი სახელია ბილ ბოილ [Willard Boyle]

— [ჯორჯ სმითი] ჩემი კი – ჯორჯ სმით [George E. Smith]

[უილარდ ბოილი] ხოლო ჩვენი გამოსახულება, რომელსაც თქვენ ხედავთ ტელევიზორის ეკრანზე მიიღება ჩვენს წინ მდგომი, პატარა მუხტკავშირიანი კამერის მეშვეობით.

[ჯორჯ სმითი] თავიდან, ეს კამერა შეიქმნა ე.წ. “ვიდეო-ტელეფონისთვის”. ეს აჩვენებს, თუ როგორია ფერადი კამერა, როცა გამოიყენება მუხტკავშირიანი მოწყობილობები. შეგიძლიათ ჩაიხედოთ: ხედავთ სამ კაშკაშა რაღაცას? ესენი არიან მუხტკავშირიანი შუქმიმღებები, რომლებიც მიიღებენ სამ ფერს აი ამ პრიზმიდან. ის შეგვიძლია დავუპირისპიროთ [შევადაროთ] აქ მდგომ სატელევიზიო კამერას.

CCD შექმნილია ინფორმაცის გადატანისა და შენახვისთვის, ელექტრული მუხტის სახით.

აქ თქვენ მას ხედავთ ჭრილში. მისი ქვედა ფენა შესდგება ნახევარგამტარი ნივთიერებისაგან, დაფარული გაუმტარი მატერიალით[ინსულატორი]. ლითონის ელექტროდების თარგი [?] [უზორი] მოთავსებულია ინსულატორზე. ყოველი მესამე ელექქტროდი დაკავშირებულია ჩვეულებრივ გატართან. იმისათვის რომ გაჩვენოთ თუ როგორ მუშაობს CCD ჩვენ შევანელებთ მოქმედებას.

მუხტის გადატანის ანიმაცია, წყარო: Wikipedia.Org

როდესაც ელექტროდზე გადის დენი, მის ქვეშ მყოფ ნახევარგამტარზე ჩნდება პოტენციალის “ჭა”[well]. სატელევიზიო კამერის შემთხვევაში, “ჭაში” მყოფი მუხტის სიდიდე განპირობებულია სინათლის რაოდენობაზე, რომელიც ხდება შუქმიმღების მაგ უბანს. დენის შემდეგ ელექტროდზე გაჩენით, მათ ქვეშაც ფორმირდება პოტენციალის “ჭა” და ემატება უკვე არსებულს. მანამდე მიღებული მუხტი თანაბრად ნაწილდება ახალგაჩენილ, გადიდებულ ჭაში. როცა დენი ქრება პირველი ელექტროდიდან, მუხტი სრულად გადადის მეორე ჭაში. ამ პროცესის განმეორებით მუხტი მიედინება ერთი ელექტროდიდან მეორეზე სანამ არ მივა დეტექტორამდე.

შუქმიმღების სხვაგვარად გამოყენების დროს (როგორებიცაა მეხსიერება, სიგნალების გადამუშავება და ლოგიკა), მუხტი შედის ერთ ბოლოში (სატელეფონო ან კომპუტერის სიგნალით), გადადის შუქმიმღების ბოლომდე და მიიღება საწინააღმდეგო ბოლოში.

[უილარდ ბოილი] კიდევ ერთი თვისება, რომელიც ხდის CCD’ს უნიკალურს არის მისი შესაძლებლობა სპეციფიკური ქმედებების შესრულება, მაგალითად: კამერა, ან მეხსიერება, რომელიც გამოიყენება კომპიუტერში ან ე.წ. სინგალის დამუშავებაში, სადაც ჩვენ ვიყენებთ CCD მოწყობილობას სიგნაილის ფორმისა და ხარისხის მართვისთვის.

[ჯორჯ სმითი] აქ ჩვენ გვაქვს გამომსახავი მოწყობილობა [imaging device]. ეს არის ცენტრში მოტავსებული მოშავო მართკუთხედი, რომელზეც მოთავსებულია 250 000 ელემენტი. ეს არის სტანდარტული კომერციული სატელევიზიო კამერა, ანუ მისი მგრძნობიარე ნაწილი. რა თქმა უნდა, საჭიროა დამატებითი მოწყობილობები მისი გამოყენებისთვის.

[უილარდ ბოილი] თავისი ძალზედ პომპაქტური ფორმის გამო გვაძლევს საშუალებას ვაწარმოოთ მეხსიერების მოწყობილობები ბევრად უფრო დაბალ ფასად ვიდრე დღეს.

[ჯორჯ სმითი] მეხსიერება ნამდვილადაც მცირდება ზომებში, მაგალითად – ამ ჩიპზე არის 16 000 მეხსიერების ელემენტი. გარდა ამისა, ამ ჩიპზე ჩვენ მოვატავსეთ წრედის ყველა ის ნაწილი, რაც საჭიროა ჩიპის მუშაობისთვის.

[უილარდ ბოილი] CCD გვთავაზობს ბევრ უპირატესობას ტრადიციულ ელექტრონიკასთან შედარებით. ერთ-ერთი არის ის, რომ იგი ბევრად კომპაქტური ზომის არის, რაც გვაძლევს საშუალებას შევასრულოთ დავალება ერთ მეოთხედსი იმ სივრცისა, რაც საჭირო იქნებოდა კლასიკური ინტეგრირებული წრედების გამოყენებით.

[ჯორჯ სმითი] კიდევ ერთი გამოყენების გზა არის ლოგიკა, მისი რთული ფუნქციებიც კი. ის რაც მიჭირავს ხელში არის სურათი ჩვენი პირველი ლოგიკური ჩიპისა (კვანძი), რომელიც ასრულებს საკმაოდ მარტივ დავალებას. აი, ზემოთა ნაწილში, შესავალზე, ვაწვდით 1 ან 0, ხოლო ქვემოთ, გამოსავალზე, ჩვენ ვიღებთ მაგის საწინააღმდეგოს – 1 ან 0. ეს არის ერთ-ერთი უმარტივესი ლოგიკური ფუნქცია. შეგიძლიათ დაინახოთ ცალკეული თეფშები (plates), რომლებიც ქმნიან CCD კონდენსატორებს. აქ არის მათი ორი რიგი. რა თქმა უნდა, დღეს ჩვენ შეგვიძლია მოვათავსოთ ათასობით ასეთი ელემენტი ერთ ჩიპზე იმისათვის, რომ მათ შეასრულონ რთული დავალებები. ბოლო გამოყენების ხერხი და, ჩემი აზრით, მათგანი ყველაზე საინტერესო, არის ანალოგური სიგნალის დამუშავება. ეს არის ანალოგური სიგანილის დამმუშავებელი ჩიპი, რომელიც არის უბრალოდ დაყოვნების ხაზი [delay line]. იმისათვის, რომ მოგცეთ წარმოდგენა იმაზე, თუ რა არის ეს, შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ დაყოვნების ხაზი, რომლის ერთ მხარეს შედის ანალოგური სიგნალი; მას გარკვეული დრო სჭირდება მეორე მხრიდან გამოსვლისას. ამის გამოყენების უმარტივესი მაგალითია – რომ აიღოთ ხმის ტალთა და დააყოვნოთ ის, ხოლო მაგის შემდეგ შეუერთოთ ის ჩვეულებრივ ტალღას. ეს წარმოქმნის ექოს ეფეკტს. ამის საშუალებით, ხმის ჩამწერ სტუდიაში, შეიძლება რაიმე საინტერესო ეფექტების მიღება. ასევე შესაძლოა სიგნალის დამუშავების ძალიან ბევრი გზა მოიძებნოს.

ამ მრავალმხრივ მოწყობილობებს ჰქონდათ არაჩვეულებრივი დასაწყისი. საერთოდ, ინოვაციის პროცესი გრძელდება თვეებით ან წლებით, ხოლო CCD პრინციპის გამოგონება და შემუშავება იყო საოცრად სწრაფი.

[ჯორჯ სმითი] 1969 წელს, როცა ჩვენ პირველად გამოვიგონეთ CCD, სილიკონის ტექნოლოგია – ის ტექნოლოგია, რომელსაც ვიყენებთ ამ მოწყობილობების წარმოებისთვის. ეს ტექნოლოგია გამოიყენება დიდი მასშტაბის ინტეგრირებულ წრედებში. ანუ, ტექნოლოგია, საჭირო ამ მოწყობილობების წარმოებისთბის არსებობდა, საჭირო იყო მხოლოდ ცნება, იდეა.

— [უილარდ ბოილი] მაშინ, ერთ მშვენიერ დღეს, საკმაოდ სპონტანურად ჯორჯ სმითმა და მე ვიმსჯელეთ მოწყობილობების ახალი შესაძლო სახეობებზე და ჩვენ, გადაუჭარბელად, თითქმის სპონტანურად, წავაწყდით(?) ცნებას, მუხტკავშირიანი მოწყობილობების პრინციპს და იმას, რომ მათ შეეძლოთ ბევრი ანალოგური ფუნქციის შესრულება.

— [ჯორჯ სმითი] CCD გამოგონებული იქნა თითქმის ერთი საათის განმავლობაში.

— [უილარდ ბოილი] ჩვენი თავების დასაკმაყოფილებლად, დაფაზე დავხაზეთ რაღაც დიაგრამები, გავაკეთეთ გამოთვლები. აზრები ეყრდნობოდნენ [რაღაც] ფიზიკურ პრინციპებს.

— [ჯორჯ სმითი] [საწყისი] გამოგონების მერე, ერთ საათში ჩვენ წავედით და დაუყოვნებლივ ჩავწერეთ ყველა აზრი რვეულში, ეს ჩვენ სპეციალურად გვასწავლეს. ძალიან ხშირად კარგი იდეები უკვლოდ იკარგებიან. სიმართლე გითხრათ, ის რვეული აქ მაქვს. ის უკვე იხევა ნელ-ნელა იხევა კიდეც. აი, ამ გვერდზე არის თავდაპირველი ნახატები, რომლებზეც გამოსახულია მოწყოლიბლობა ჭრილში. ეს პრინვიპები ახლაც ვარგისიანია. მარტივი CCD მუშაობს ზუსტად ისე, როგორც აღწერილია თავდაპირველ მონახაზში. პირველი მოწყობილობის აწყობისთვის დაგვჭირდა 3 დღე, შემდეგ დავზომეთ და გადავამოწმეთ მისი პრინციპი – ყველაფერი მოხდა სულ რაღაც ერთი კვირის განმავლობაში. შედეგმა დაგვაქმაყოფილა.

— [უილარდ ბოილი] ჩვენ შემთხვევაში გადასვლა პრინციპიდან ნამდვილ, მუშა მოწყობილობაზე იყო არაჩვეულებრივი, და, შემიძლია დაგარწმუნოთ, იყო ძალიან ამაღელვებელი და დამაქმაყოფილებელი.

— [ჯორჯ სმითი] CCD’ს მომავალი საკმაოდ იმედისმომცემად გამოიყურება. ბაზარზე არის საკმაოდ ბევრი პროდუქტი: გამომსახავი, მეხსიერების, ანალოგური სიგნალის გამამუშავებელი მოწყობილობები.

[უილარდ ბოილი] შესაძლებელია წარმოვიდგინოთ CCD’ს გამოყენება მთელი რიგი ახალი მომსახურეობისათვის. შესაძლოა პირისპირული კავშირისთვის, გრაფიკული ან ფაკსური ინფორმაციის გადაცემისთვის. მაშასადამე, მომავალში შესაძლოა იარსებოს CCD’ს კომუნიკაციებში გამოყენების ასობით სხვადასხვა გზა.

Copyright 1978,

Bell Telephone Laboratories INC.

Georgian Translation by Giorgi Maghlakelidze & Tamar Makharashvili
ქართული თარგმანი მომზადებულია გიორგი  მაღლაკელიძისა და თამარ მახარაშვილის მიერ
Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s