1-laboratoriya ishi Mavzu: Signallarni vaqt bo’yicha diskretlashda va qayta tiklashda spektrlarni o’zgarishini tadqiq qilish
Ishdan maqsad: Analog signalni raqamli shaklga o'tkazishdan kelib chiqadigan effektlarni o'rganishdir.
Laboratoriya ishlarida foydalaniladigan dasturlar:
Laboratoriya ishi shaxsiy kompyuterda MATLAB va SIMULINK muhitlarida bajariladi.
Laboratoriya ishlarini bajarish tartibi:
Laboratoriya ishi to'rt qismdan iborat. Birinchi qismda analog signalni diskretlashdagi ta’sirini ko’rish. Ikkinchi bo'limda impuls signallarining diskretlashni ko'rib chiqiladi. Uchinchi va to'rtinchi qismlarda turli xil kvantlash usullari uchun analog-raqamli va raqamli-analogga o'tkazish natijasida kelib chiqadigan kvantlash shovqinlari ko'rib chiqiladi.
3.1 Tajriba 1. Diskretlash natijasida yuzaga keladigan effektlarini tekshirish. Tajribani o'tkazish uchun Simulink kutubxonasidan foydalanib, tipik elementlardan sxema yig'ish kerak, 1-rasm. 1-sxema turli chastotali garmonik tebranishlar misolidan foydalanib, analog signalni diskretlashda paydo bo'ladigan spektrni o'zgartirish effektlarini o'rganish uchun ishlatiladi, 2-rasm.
1-rasm. Simulink kutubxonasi oynasi
2-rasm. Analog signalni diskretlashdagi effektlarini o'rganish uchun 1-sxema.
SIN signalining turini tanlash orqali signal generatorini sozlang, chiqish signalining amplitudasi 1 volt va chastotasi 1 kHz. Nol tartibli ushlab turuvchi ekstrapolyatorda (Zero–Order Hold) diskretlash chastotasini 48 kHz ga sozlang, 3-rasm.
3-rasm. Nol tartibli ekstrapolyatorning parametrlarini o'rnatish oynasi
Keyin, siz osillografni sozlashingiz kerak, 4-rasm va "Ma'lumotlar tarixi" yorlig'ida ko'rsatilgan nuqtalar hajmini cheklash uchun katakchani olib tashlash kerak.
b)
4-rasm. Osillograf oynalari: a) - asosiy oyna; b) - sozlash oynasi
Spektr analizatori 5-rasmda ko'rsatilganidek o'rnatilishi kerak, kirish buferining o'lchamini tanlang (Buffer size) 4096, buferlarning bir-birining ustiga chiqishi (Buffer overlap) 64 va FFT (Fast Fourier Transform ) uzunligi (FFT Length) 4096.
5-rasm. Spektr analizatorini sozlash oynasi
Sxemani bajarish uchun ishga tushirgandan so'ng, siz Time Scope va Spectrum Scope oynalarida olingan signalga qarashingiz kerak. Shundan so'ng, 20 kHz qadam bilan 1 kHz dan 96 KHz gacha bo'lgan chastotalar uchun tajriba qilish talab qilinadi. Olingan natijalarni hisobotda tushuntirishlar bilan aks ettiring.
3.2 Tajriba 2. Analog signal spektrini cheklashning diskretlashga ta'sirini o'rganish.
2-sxemani yig'ish 6-rasm. Impuls generatorida 1 voltli impuls amplitudasi, 1 kHz impuls chastotasi va 20% impuls davomiyligiga sozlanadi.
6-rasm. Analog signal spektrini cheklash
7-rasm. Analog filtrni sozlash oynasi
Filtrning xarakteristikasi sifatida Butterworth xarakteristikasini tanlash orqali (Analog filter design) sozlang, tartib 16, kesish chastotasi (частоту среза)10 KHz. (7-rasm).
Sxemani ishga tushiring. Analog filtrdan oldin va keyin olingan spektrlarni solishtiring. Filtrning turli kesish chastotalari (частотa среза), uning xarakteristikalari va tartibi uchun tajriba o'tkazing. kesish chastotalari (частотa среза), sifatida 2, 5 va 10 kHz qiymatlarini tanlang. Chebishev va elliptik xarakteristikaga ega filtrlar uchun tajriba o'tkazing. Filtr tartibini quyidagicha tanlang: 16, 8 va 2. Olingan natijalar tushuntirishlar bilan hisobotda aks ettirilishi kerak.
Tajribada foydalanilgan signalning nazariy spektrini keltiring. Uning garmoniklarini hisoblash formulasini keltiring.
Tajriba 3. Kesish (методом усечения) orqali kvantlashni o'rganish.
8 -rasmda ko'rsatilgan 3-sxemani yig'ing. SIN signalining turini tanlash orqali signal generatorini sozlang, chiqish signalining amplitudasi 1 volt va chastotasi 10 Hz.
8-rasm. 3-sxema (методом усечения) kesish metodida kvantlashni o'rganish uchun ishlatiladi.
Keyin, diskretlash chastotasini 1 kHz ga o'rnatishingiz kerak. Simulyatsiya davomiyligini 10 soniya qilib qo'ying. Tadqiqot uchun ARO’ (Uniform Encoder) va RAO’(Uniform Decoder) 2 bitni tanlash kerak, 9-rasm.
b)
9-rasm. ARO’ va RAO’ sozlamalari oynalari: a) ARO’ sozlash oynasi; b) RAO’ sozlamalari oynasi
Modelni ishga tushiring. Olingan natijalarni tahlil qiling. 4, 8, 16 bit razryad qiymatlari uchun tajriba o'tkazing. Olingan barcha natijalar hisobotda tushuntirishlar bilan ko'rsatilishi kerak.
3.4. tajriba-4. Signalni yaxlitlash orqali kvantlashni tekshirish.
10-rasmda ko'rsatilgan 4-sxemani yig'ing. SIN signalining turini tanlash orqali signal generatorini sozlang, chiqish signalining amplitudasi 1 volt va chastotasi 10 Hz qilib o’rnating.
10-rasm. 4-sxema yaxlitlash orqali signalni kvantlashni o'rganish uchun ishlatiladi.
Diskretlash chastotasini 1 kHz ga o'rnating. Simulyatsiya davomiyligini 10 soniya qilib qo'ying. 11-rasmda ko'rsatilganidek, kvantlash darajalari sonini 4 ni tanlang.
11-rasm. Kvantlashni sozlash oynasi
Modelni ishga tushiring. Olingan natijalarni tahlil qiling. Kvantlash darajalari sonining 2, 8 va 16 ga teng qiymatlari uchun tajriba o'tkazing. Olingan natijalar tushuntirishlar bilan hisobotda ko'rsatilishi kerak.
