Популярные услуги

Курсовой проект по деталям машин под ключ
Все лабораторные под ключ! КМ-1. Комбинационные логические схемы + КМ-2. Комбинационные функциональные узлы и устройства + КМ-3. Проектирование схем
ДЗ по ТММ в бауманке
КМ-3. Типовое задание к теме прямые измерения. Контрольная работа (ИЗ1) - любой вариант!
Любая лабораторная в течение 3 суток! КМ-1. Комбинационные логические схемы / КМ-2. Комбинационные функциональные узлы и устройства / КМ-3. Проектирование схем
КМ-2. Выпрямители. Письменная работа (Электроника семинары)
Допуски и посадки и Сборочная размерная цепь + Подетальная размерная цепь
КМ-3. Задание по Matlab/Scilab. Контрольная работа - любой вариант за 3 суток!
ДЗ по матведу любого варианта за 7 суток
Курсовой проект по деталям машин под ключ в бауманке

Цифровые сигналы

2021-03-09СтудИзба

Лекция №15

Цифровые сигналы.

Классификация сигналов и способов их обработки.

Сигналы и способы их обработки и соответствующие устройства радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) делятся на две большие группы – аналоговые и цифровые.

Аналоговый сигнал (АС) описывается непрерывной (или кусочно–непрерывной) функцией S(t), причем время  t и сама функция S(t) могут принимать любые значения  из некоторых интервалов по t и по S. АС представляет зависимость некоторой физической величины от времени подобным образом, например изменение интенсивности звука или яркости телевизионного сигнала  во времени с помощью изменения напряжения на выходе микрофона или телевизионной камеры. Радиотехнические устройства и вычислительные машины, использующие АС, называют аналоговыми. Они основаны на аналогии между операцией, которую надо произвести и протекающими в них физическими процессами. Например, дифференцирование, интегрирование в схемах с операционными усилителями основано на законах заряда – разряда емкости, сложение и умножение - на законах Кирхгофа; для нелинейного преобразования используют нелинейность характеристик транзисторов и так далее.

Цифровые сигналы передают информацию о физических процессах в виде импульсов, в которых эта информация зашифрована. Соответствующие устройства для операций с этими сигналами называют цифровыми.

Для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и наоборот  используют аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП).

        Преобразование аналогового (АС) сигнала в цифровой сигнал (ЦС).

 Можно выделить три основных этапа преобразования АС в ЦС – дискретизация, квантование, кодирование.

Рекомендуемые материалы

1).Дискретизация.

Из АС производятся выборки значений Sк=S(tк) в моменты tк=кDt, к=0, ±1, ±2,… Значения Sк представляется последовательностью равноотстоящих импульсов   разной высоты Sк или ступенек высоты Sк.


                                                                                                                           

Интервал дискретизации Dt выбирается в соответствии с теоремой Котельникова (теоремой отсчетов). Если АС имеет  максимальную частоту fMAX, то его можно восстановить полностью по отсчетам Sк, если Dt£1/2fMAX.

 При таком выборе Dt по значениям отчетов Sк можно точно найти значение S(t) между отсчетами  tк<t<tк+1, к=0, ±1, ±2… Физически это обусловлено тем, что из-за ограничения частоты сигнала между отсчетами он меняется достаточно гладко.


АС записывается через отсчеты с помощью ряда:

                                 

Ряд представляет разложение S(t) по функциям:

                             , ,

 с коэффициентом Sк=S(kDt)  при  tк=кDt.

2). Квантование сигнала.


Вместе с этой лекцией читают "29 Глоссарий".

Величинка  отсчетов дискретизированного сигнала  Sк может иметь любые значения  в интервале изменения  исходного основного сигнала 0<Sк<Sмакс. Для представления сигнала  в цифровой форме  необходима также  дискретизация по уровням сигнала, которая  называется квантованием. При этом упрощается также генерация соответствующих импульсов, которые будут иметь по величине заданную сетку значений Sе, е=0,1,2… L с интервалом DS.

Проводятся  округление отсчетов Sк до уровней Sе. Это приводит к погрешности квантования, которая становится меньше с уменьшением DS. С другой стороны DS надо  увеличивать по следующей причине.

Пусть  при передаче уровня Sе  к нему добавится помеха x, возникающая  из-за  шумов в передающей линии, магнитной ленте в магнитофоне, помех в атмосфере  и так далее. Тогда в приемнике, если, то Sе+x округлится на Sе; при   будет Sе+x . Помеха не влияет на уровень принимаемого сигнала, если DS> 2x.

 Общее число уровней  уменьшается с возрастанием DS, таким образом при использовании дискретизированного квантованного сигнала для выбора интервала квантования DS исходят из компромисса между ошибками округления (шумами квантования), влиянием внешних помех и необходимым числом уровней.

3). Кодирование.

Вместо передачи импульсов напряжений, соответствующих различным уровням, можно  передавать номера уровней l  Для этого используется представление числа l  в двоичной форме                                                       , где                                        ,    n-число используемых  разрядов . Таким образом для передачи номера уровня l надо передать соответствующую совокупность  нулей и единиц           за интервал дискретизации Dt. При униполярной кодировке единице соответствует импульс напряжения , а нулю-его отсутствие. Величина импульсов напряжения должна выбираться достаточно большой, чтобы помеха не могла перекинуть ноль в единицу и наоборот.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5173
Авторов
на СтудИзбе
437
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее