Tizim va signallarni qayta ishlash O’quv uslubiy majmua
Analog-raqam va raqam-analogli o‘zgartirgich
Download 450.29 Kb.
|
Tizim va signallarni qayta ishlash O’quv uslubiy majmua-hozir.org
|
1.4. Analog-raqam va raqam-analogli o‘zgartirgich
29
va kvantlash. Diskretlash signalning oniy qiymatini kerakli vaqtda aniqlash, kvantlash esa kuchlanish qiymatini oniy kuchlanish qiymatiga teng ikkilik kodga aylantirish imkonini beradi. Ushbu jarayonlarning har ikkalasida ham kuchlanishni kodga aylantirish vaqti va aniqligi muhimdir [2, 3]. Diskretlash va kvantlash jarayonlari signallarni raqamlashtirish jarayoniga o‘z xatoliklari bilan tasir qiladi. Diskretlash jarayonidagi xatoliklar doimiy kvantlash qadamlari asosida yuzaga keladi va signal tarkibining keskinligi asosida qo‘shni qiymatlar bir-biridan keskin farq qilishi mumkin. Bunda diskretlash xatoligi yuzaga keladi, ya’ni signalning qo‘shni nuqtalari orasidagi qiymatlarni aniqlab bo‘lmaydi (1.7-rasm). Diskretlash xatoligi signalning chiziqli bo‘limlari uchun doimiy xususiyatga ega va gorizontal bo‘limlar uchun esa yo‘q. Diskretlash xatoliklarini kamaytirishga kvantlash chastotasini oshirish va qiymatlar orasidagi masofani kamaytirish orqali erishish mumkin, ammo bu qayta ishlanadigan yoki uzatiladigan ma’lumotlar miqdorining ortishiga olib keladi. - diskretlash xatolligi (const) t Signal amplitudasi q - kvantlash xatoligi N=8 bo’lganda q=1/256 = 0.4% max dan q = 5/256 = 0.02 v (5 v bo’lganda) q =2/256 = 0.01 v (2.5 v bo’lganda) 5 v 30
Kvantlash jarayonidagi xatoliklar o‘zgartirish razryad soniga bog‘liq bo‘lib, analog-raqamli o‘zgartirgichning razryadi qancha katta bo‘lsa, signalni ifodalash aniqligi shuncha yuqori bo‘ladi. Yuqori bo‘lmagan aniqlik talabi (masalan, sanoatni avtomatlashtirishda) 6-8 (64-256 kvantlash darajasi) oralig‘ida tanlanadi. Yuqori aniqlik talablari 10-14 razryad qiymatlari (1024-16384 kvantlash darajasi) oralig‘ida bo‘lishi mumkin. Kvantlash xatoliklarini kamaytirishning bir usuli – bu kvantlash darajalar sonini oshirishdir, ammo bu yondashuv har doim ham muammoning yechimi bo‘la olmaydi. Agar signallarda amplitudalar darajasi past bo‘lgan joylar mavjud bo‘lsa, bu ma’lumotlar hajmining ko‘payishiga olib keladi. O‘zgaruvchi kvantlash qadami apparatni juda murakkablashtiradi. Signalning siqilishi (diapazonning siqilishi) doimiy kvantlash bosqichida signal qiymatlarini namoyish etish ko‘lamini o‘zgartirishga imkon beradi (1.8-rasm). a) b) 1.8-rasm. Diskretlash va kvantlash xatoliklarini kamaytirish: 1 2 1 2 q 1 q 2 31
Kvantlashda logarifmik o‘zgartirish shkalasi yordamida siqishga erishiladi, ya’ni signal namunalarining raqamli shakldagi qiymatlari har bir qadamda masshtablashgan koeffitsiyentiga ko‘paytirish orqali shakllantiriladi. Signal amplitudasining raqamli ekvivalenti bu nuqtalardagi signalning haqiqiy qiymatidan kam bo‘ladi. Qabul qilish tomonida signal qiymatlari kirish qiymatlariga mos holda tiklanishi kerak. Buning uchun signal qiymatlari qabul qiluvchi tomonida ularni logarifmik shkalaning masshtab koeffitsiyentlariga bo‘lish orqali signal qiymatlarini tiklash amalga oshiriladi. Shunday qilib, signal asl shakliga tiklanadi. Diskretlash va kvantlash jarayonlarini amalga oshiruvchi asosiy qurilma analog-raqamli o‘zgartirgichlar (ARO‘) hisoblanadi. ARO‘ ni qurishning eng ko‘p tarqalgan usuli – bu ketma-ket approksimatsiya usulidan foydalanishdir. Bu turdagi ARO‘ larda kirish taqqoslash sxemasi, boshqarish sxemasi, teskari hisoblagich va raqam-analogli o‘zgartirgichlarni (RAO‘) tashkil etib, uning chiqishi taqqoslash sxema kirishiga bog‘langan bo‘ladi (1.9-rasm). Taqqoslagichning analog sxemasining bir kirishida kiruvchi signal Vkr, sxemaning boshqa kirishida esa RAO‘ ning chiqishidan teskari aloqa signali Vts kirib keladi. Taqqoslash natijasiga asoslanib, boshqaruv sxemasi teskari hisoblagich uchun qo‘shish yoki ayirish signalini hosil qiladi. 32
Teskari hisoblagichning joriy kodi RAO‘ ga qabul qilinadi, teskari aloqaning ekvivalent kuchlanishi Vts ga aylanadi va taqqoslash sxemasining kirishiga qabul qilinadi. Bu jarayon V KIRISH va V TS kattaliklar tenglashguniga qadar davom etadi. Ayni paytda V KIRISH = V TS , boshqaruvchi qurilma “tenglik” haqida signal beradi va teskari hisoblagich holatini “o‘qish” shinasi orqali qayta ishlash kompyuteriga uzatadi [13, 14]. Sxemaning boshlang‘ich nuqtasida teskari hisoblagichning holati Vkr – maksimal kirish kuchlanish diapazonining V TS – yarmiga o‘rnatiladi. Bu taqqoslash momentini tezlashtirish uchun bajariladi V KIRISH = V TS . Taqqoslash momenti belgilangandan so‘ng teskari hisoblagichning holati “o‘qish” o‘qish shinasi orqali taqqoslash yacheykasining kirishiga yana uzatiladi. Agar bu vaqtga kelib signal teskari aloqa (V KIRISH > V TS ) dan oshib ketgan bo‘lsa, nazorat kuchaytirgichi qo‘shish signalini chiqaradi va teskari hisoblagich V KIRISH = V TS yana sodir bo‘lgunga qadar uning holatini oshiradi. Bu analog-raqam o‘zgartirgichning bir davri hisoblanadi. Zamonaviy ARO‘ larning turlicha turlari mavjud. Bu turlar aniqligi va tezligi bilan, ya’ni raqamlar soni va kuchlanishning kodga aylanish usuli bilan farqlanadi. Ko‘rib chiqilgan ARO‘ ning turi eng keng tarqalgan hisoblanadi. 1 0 ma x А v о t v V V KIRISH TS + - taqqoslash sxemasi boshqaruv sxemasi teskari hisoblagich RAO’ Faoliyat tartibi: 1. O’rnatish V 0 2. Yoqish V KIRISH "0" 3. V KIRISH > V 0 bo’lganda (ketma-ket ayirish) 4. V KIRISH > V 0 bo’lganda (ketma-ket ayirish) "1" 5.V KIRISH > V 0 bo’lganda kodni o’qish o’qish |
