7-ma`ruza Anologli signallarni diskretlashtirish

7-ma`ruza Anologli signallarni diskretlashtirish

Reja.
1.Kvantlash va vakt bo‘yicha diskretlash.

2.Axborot o‘zgartirish vositalaridagi xatoliklar.
Tayanch iboralari. Vaqt, kvant, porsiya, kod, diskret, xatolik, axborot, uzatish vositasi.
Yuqorida ko‘rib o‘tdikki, analog signalni raqamli signalga o‘tkazishdan maqsad signallarni real vaqt tizimlarida mikroprotsesorlar vositasida qayta ishlashdir. Xar bir analog signalni raqamli signalga o‘tkazish uchun uni kvantlash lozim. Kvantlashda asosiy parametrlardan biri diskretlash davridir. Diskretlash davri qnchalik kichik bo‘lsa signalni raqamli signalga o‘zgartirish darajasi shunchalik yuqori bo‘ladi.
Analog signal ma’lumki uzluksiz qiymatlardan iborat. Uni diskret qiymatlarga keltirish uchun o‘zgarishlari uchun chastota tanlash lozim. Bu chastotani diskretlash chastotasi deb ataladi. To‘xovsiz o‘zgaruvchi signal spektri qiymatlarini aniqlash borasida interpolyatsiyalanadi, u diskret qiymatlarda ma’lum chetlanishlar bilan ifodalanishi mumkin. Sxemadan ko‘rinib turibdiki, analog signalni raqamli signalga o‘tkazishda, impulsli generatordan olingan signalga analog signal modulyatsiyalanadi. Lekin uni anikligi modulyatsilanuvchi analaog signal bilan generator signali amplitudasi bir darajada bo‘lishi lozim.

Analogov signal to‘la raqamliga o‘zgarishi uchun ma’lum vaqt zarur bo‘dadi bu vaqt o‘zgartirish vaqti deb olinadi.
Diskret signaldan analog signalni qayta aniq tiklash t Kotelnikov — Shennon teoremasi bilan aniqlanadi. Teorema signalni tiklanishi uchun diskretlash chastotasi siganl chatotasini ikkilamchilanganidan katta bo‘lishi kerak. Masalan ovozni ѐzishni kompyuterli tizimlarda ovoz tebranishlarini diskretlash(kvantlash) 192 kGs ni tashkil etadi. U ovoz tebranishlar chastotasidan ancha yuqori. Ovoz tebranishlari chastotasi 20 kGs
ARO‘Q larni asosiy texnik xarakiyeristikalari quydagilar:
- Kirish signali o‘zgarish diapazoni(oralig‘i)
- O‘zgartirish chastotasi. Uni diskretlash chastotasi ham deb ataladi
- O‘zgartirish davri. O‘zgartirish chastotasiga teskari bo‘lgan kattalik
- ARO‘Q razryadi. 2N bu yerda N – 1, 2,.....
- Signal/shovqin munosabati.
ARO‘Q kirishi signali kuchlanish, tok kuchi ѐki zaryad bo‘lishi mumkin.
Ko‘p kanalli ARO‘Q lar kirishi paralel ѐki kommutatsion bo‘lishi mumkin. Kommutatsion kalit tashkarida, ya’ni o‘lchash qurilmasida ѐki ichki bo‘lishi mumkin.
Ko‘pchilik ARO‘Q lar chiziqli xisoblanadi. Bu yerda chiqish signalini o‘zgarishini analog signaliga bogliqligi tushiniladi, signal diskret uzulikli signalga aylantirilgan bo’lsa ham.
Analog signalni raqamli signalga o‘zgartirish qurilmasini o‘zgartirish jaraѐnida ba’zi xatoliklar kuzatiladi. Bu xatolikni kvantlash xatoligi xam deb ataladi. Bundan tashqari takt generatoridan kelib chiquvchi apertura xatoligi bo‘ladi.
O‘zgartirish xatoligini o‘lchov birligi qiymatga ega bo‘lgan kichik razaryad (QKR) bilan baxolanadi. Yuqorida ko‘rib o‘tilgan misollardagi o‘zgartirish xatoliklari 1 QKR 8 razryadli ikkilik ARO‘Q da signalni to‘la diapazonida 1/256 ni tashkil etib 0,4 % ni, v 5 razryadli –tritn uchlik ARO‘Q da 1 QKR to‘la diapozonda 1/243ni tashkil etib 0,412 %, 8-razryadli tritn uchlik ARO‘Q da 1 MZR to‘la diapazonda 1/6561 ni tashkil etib 0,015 %. ga teng.
Kvantlash xatoligi ARO‘Q imkoniyatlari chegaralaganlanganligidan kelib chiqib doimo bo‘ladi. Xatolik absolyut qiymati dan 1 QKR oraligida bo‘ladi.
Analog signallarni amplituda qiymatlari QKR dan katta farqlanadi. Bu xollarda xatolik korelatsiyalanmagan bo‘lib, signal bo‘yicha teng taqsimlangan. Amaliѐtda bu xatoliklarni kalibrovkalash bilan kamaytiriladi.
ARO‘Q lar qo‘llaniladigan soxalaridan ba’zi birlarini sanab o‘tish mumkin:
- O‘lchov asboblarida(multimetr);
- Video tizimlarda, audio tizimlarda, video va ovozli informatsiyalarni qayta ishlashda;
- Informatsiyalarni yig‘ish va saqlash tizimlarda;
- Bir kristalli mikrokontrollerlar ish tizimida;
- Raqamli ossillograflarda;
- Zamonaviy elektron tarozilarida;
- Radio modem orkali informatsiyalarni uzatish va qabul qilish tizimlarida;
- SMART-antenna Va RLS. antenalarda.
ARO‘Q larniishlash prinsipi va ulardagi kvantlash tartibiga qarab quydagicha farqlash mumkin:
- To‘g‘ridan to‘g‘ri paralel o‘zgartiruvchi ARO‘Q. Xar bir satx kirish signali uchun aloxida komparatorga ega. Signal paralel ravishda o‘zgartiriladi.YA’niy komparatorlar o‘zidagi signal chegaraviy qiymatdan ortib ketsa signal chiqaradi. Aks xolda signal bermaydi. Komparatorlardan chiqqan diskret signallar paralel ѐki ketma-ket tarzda registirda to‘planadi. Signal chiqgani 1, chiqaman 0. Keyinda keltirilgan signallar programmali ѐki apparatli qurilma shifrator orqali kodlanadi. Paralell ARO‘Q lar eng tez qurilmalar xisoblanadi. Lekin ularni razryadi chegaralangan. Odatda ular 8 razryadli bo‘ladi va ko‘p qurilmalarni talab etadi (2n – 1 = 28 - 1 = 255 ta komporator). Bunday ARO‘Q lar tez ishlaganligi sababli ishlab chiqarishda vaqt bo‘yicha tez boruvchi jaraѐnlarni nazorat qiluvchi tizimlarda keng qo‘llaniladi.
Ovozli informatsiyalarni raqamli shakilga o‘tkazish da asosan ikki qurilma ishtirok etadi. Birinchisi mikrofon bo‘lib, tovush signallarini elektr tebranishiga aylantiradi. Elektr signali - analog signal ARO‘Q ga uzatiladi.Analog signallarni raqamli signallarga o‘zgartirish jaraѐnini kuydagi sixemada ko‘rish mumkin.
Sxemadan ko‘rinib turibdiki, ARO‘Q qurilmasi ma’lum chastota bilan signalni amplituda qiymatini o‘lchaydi va qayd etadi. Bu ikkilik kod bo‘ladi. Ikki o‘lchash orasidagi masofa semplin deb ataladi. U ARO‘Q ni ikoniyatini belgilab beradi. Agar o‘lchash oraliklari, ya’ni ulchash chastotasi signalni o‘zgarish chastotasidan kichik bo‘lsa, ARO‘Q dan olingan signal qayta tiklanganda sifat bo‘lmaydi. Quyidagi sxemada semrling chastotasi signal o‘zgarishidan kichik bo‘lgan xolat ifodalangan. Ko‘rinib turibdiki, olingan ikkilik kod signaldagi o‘zgarishni ifodalay olmaydi.
Ma’lumki ovoz tebranishlari chastotasi 20 Gs dan 20 kGs oraligida ѐtadi. Demak ARO‘Q semplingi kamida ikki marta katta bo‘lishi uchun 40 Gs dan 40 kGs gacha bo‘lishi lozim. Xozirgi zamon DVD tizimlarida sempling 96 kGs ni tashkil etadi. YA’ni 1 sekunda signal amplitudasi o‘lchalanadi.

Analog signalni diskretlash

Analog signalni diskretlashda diskretlash chastotasi signal chastotasidan kichik


Nazorat savollari:
1. Diskretlash nima ?
2. Kvantlash nima ?
3. Kotelnikov qonuni nimaga bag‘ishlangan ?
4. Diskretlashda chastota qanday rol o‘ynaydi ?
5. Analog signalni raqamli signalaga texnik aylantirish qanday amalga oshiriladi ?
6. Analog signalni raqamli signalaga aylantirish qurilmasi parametrlari nimalar ?
7. Analog signalni raqamli signalag aylantirishda sifat nimaga bog‘liq ?