Лабораторные работы по курсу "Базы данных и знаний"

2. Описание работы АЦП в пакете Simulink
Функциональная схема, моделирующая работу АЦП, представлена на рис.1.
1-rasmda ARO` ishini modellashtiruvchi funksional sxema ko`rsatilgan.

Рис.1. Функциональная схема исследования АЦП
ARO` ning funksional sxemasi.

Сигналы генераторов Signal Generator 1 (генератор синусоидальных, пилообразных и случайных сигналов) и Band-Limited White Noise 2 (генератор шума в заданной полосе частот) через сумматор 3 поступают на вход АЦП, моделируемого с помощью последовательно соединенных блоков Zero-Order Hold 4 и Quantizer 5. Осциллограф 6 (Scope 1) позволяют наблюдать сигналы, поступающим на вход АЦП, а второй осциллограф 7 (Scope) - ошибки квантования, которые формируются на выходе сумматора 8.

Signal generatorlari (1) (sinusoidal, arrasimon va tasodifiy signal generatori) va 2 (berilgan chastota diapazonidagi shovqin generatori) summator 3 orqali ketma-ket ulangan 4 va 5 yordamida modellashgan ADC kirishiga kelib tushadi. Osiloskop 6 ADC kirishiga kiruvchi signallarni kuzatish imkonini beradi va ikkinchi osiloskop (7) esa summator (8) chiqishida hosil bo'lgan kvant xatolar.

Вычисление и отображение дисперсии ошибки осуществляется соответственно блоками Variance 9 и Display 10. В блоке вычисления гистограмм 11 (Histogram) вычисляется гистограмма, а в блоке 12 (Display) она отображается. В блоке 13, в зависимости от его настроек, гистограммы представляются во временной или частотных областях. Блоки 9 и 11 имеют управляющий вход Rst. При подаче на этот вход единичного сигнала блоки вычисления дисперсии 9 и построение гистограмм 11 обнуляются. Управление этими блоками осуществляется через переключатель Manual Switch 14.

Hisoblash va dispersiya xatolarini ko`rsatish mos ravishda 9 va 10 –bloklar yordamida amalga oshiriladi. Hisoblash gistrgrammasi (11) blokida gistorgamma hisoblanadi va 12-blokda ko`rsatiladi. 13-blokda uning sozlamasidan kelib chiqqan xolda gistogramma vaqtinchalik yoki qisman sohalarda namayish qilinadi. Blok 9 va 11 boshqaruvchi Rst kirishga ega. Ushbu kirish qismiga signal berilganda dispersiya hisoblash blok 9 va gistorgamma yaratuvchi blok 11 boshlangich xolatga keltiriladi. Ushbu bloklarni boshqatish kalit 14 orqali amalga oshiriladi.

Кроме моделирования работы АЦП во временной области, лабораторная работа позволяет вычислить и графически отобразить оценки спектральной плотности мощности (СПМ) следующих сигналов:

- квантового по времени – выход блока 4 (Spectrum Scope1) 15;
- квантованного по времени и уровню сигнала – выход блока 5 (Spectrum scope 2) 16;
- сигнала ошибки квантования – выход блока 7 (Spectrum Scope) 17.

Vaqtinchalik sohada ADC ishini modellashtirishdan tashqari, laboratoriya ishi quyidagi signallarning spektral zichligi (SPM) hisoblarini hisoblash va grafik jihatdan ko'rsatish imkonini beradi:

- kvant vaqt - chiqish blogi 4;
- vaqt va signal darajasida kvant – chiqish blogi (5);
- kvantlash xato signallari – chiqish blogi(7).

Эти блоки вычисляют квадрат амплитуды данных, накопленных в буфере каждого из блоков, а затем выводят результаты в виде графиков. Каждый раз после заполнения буфера, вычисления и графического отображения результата происходит отчистка буфера, и процесс повторяется. Таким образом, при моделировании можно наблюдать изменяющийся график СПМ, соответствующий разным выборкам сигналов, взвешенных прямоугольным временным окном. Размер окна совпадает с размером буфера.

Ushbu bloklar har bir blokning buferida to'plangan ma'lumotlar amplitudasining kvadratini hisoblab chiqadi va natijalarni grafikalar shaklida chiqaradi. Har safar buferni to'ldirgandan so'ng, natijani hisoblash va grafik ko'rsatish buferni tozalaydi va jarayon takrorlanadi. Shunday qilib, modellashtirishda turli xil signal namunalariga mos keladigan, to'rtburchaklar vaqt oynasi bilan tortilgan o'zgaruvchan SPM grafikasini kuzatish mumkin. Oynaning kattaligi bufer o'lchamiga to'g'ri keladi.

Функциональная схема АЦП (рис.1) составляется по технологии «схвати и перетащи» из библиотеки Simulink в создаваемый mdl файл. Нахождение исследуемых блоков и путь к ним приведен ниже.
ADC (1-rasm) funktsional sxemasi Simulink kutubxonasidan "ushlash va o`tkazish" texnologiyasi yordamida yaratilgan mdl faylga tuziladi. O'rganilayotgan bloklarni topish va ularga yo'l quyida keltirilgan.

• 
  Блок выборки и хранения Simulink\Discrete\Zero-Older Hold. Осуществляет выборку мгновенного значения выходного сигнала в заданный момент времени и фиксацию его на выходе вплоть до следующего момента выборки;
  

Simulink\Discrete\Zero-Order Hold namuna olish va saqlash blogi. Ma'lum bir vaqtda chiqish signalining oniy qiymatidan namuna olish amalga oshiradi va uni keyingi namunaga qadar chiqishda aniqlaydi;

• 
  Квантователь Simulink\Nonlinear\Quantizer выполняет квантование входного сигнала по уровню;
  

Kvantlochvi Simulink\Nonlinear\Quantizer kirish signalini darajasi bo'yicha kvantlashni amalga oshiradi;

• 
  Сумматор Simulink\Маth\Sum (пиктограмма имеет вид кружка со знаками арифметических операций «+» или «-») выполняет суммирование входных сигналов с учетом указанных знаков;
  

Summator Simulink \ Math \ Sum ko'rsatilgan belgilarni hisobga olgan holda kirish signallarini jamlashni amalga oshiradi;

• 
  Константа Simulink\Sources\Constant генерирует постоянную величину;
  

Konstanta Simulink\Sources\Constant doimiy qiymat hosil qiladi

• 
  Ручной переключатель Simulink\ Nonlinear\Manual Switch изменяет свое состояние двойным щелчком левой клавиши мыши;
  

Mexanik kalit Simulink\ Nonlinear\Manual Switch sichqonchaning chap tugmachasini ikki marta bosish bilan o`z holatini o'zgartiradi;

• 
  Осциллограф Simulink\Sinks\Scope отображает численное значение текущего отчета входного сигнала;
  

Osillogrof Simulink\Sinks\Scope joriy kirish signalini raqamli qiymatini ko'rsatadi;

• 
  Блок вычисления дисперсии DBS Blockset\Statistics\Variance вычисляет дисперсию входного сигнала;
  

Dispersiya hisoblash blogi DBS Blockset\Statistics\Variance kirish signalining dispersiyasini hisoblaydi;

• 
  Блок вычисления гистограмм DSP Blockset\Statistics\Histogram вычисляет гистограмму для заданного диапазона значений входного сигнала;
  

Dispersiya hisoblash blogi DSP Blockset\Statistics\Histogram kirish signallarining belgilangan oralig'i uchun gistogramni hisoblab chiqadi;

• 
  Цифровой индикатор векторных величин DSP Blockset\DSP Sinks\Display;
  

Vektor kattaliklarning raqamli indikatori DSP Blockset\DSP Sinks\Display;

• 
  Блок графического отображения DSP Blockset\DSP Sinks\Vector Scope позволяет строить графики входных данных, используя временную или частотную развертку;
  

Grafik ko`rsatish blogi DSP Blockset\DSP Signs\Vector Scope vaqt yoki chastota nazorati yordamida kirish malumotlari grafikalarini yaratishga imkon beradi

• 
  Блок буферизации и вычисления квадрата преобразования Фурье DSP Blockset\DSP Sinks\Spectrum Scope накапливает в буфере отчеты входного сигнала, после заполнения вычисляет квадрат преобразования Фурье.
  

Furya integralining kvadratini hisoblash va buferlash blogi Fourier DSP Blockset\DSP Sinks\Spectrum Scope kirish signali hisobotlarini buffer to`plydi, shundan so'ng Furya integralini kvadratini hisoblab chiqadi.

• 
  Генератор тестовых сигналов Simulink\Sources\Signal Generator подает гармонический сигнал на вход АЦП;
  

Test signallari generatori Simulink\Sources\Signal Generator ADC kiritish qismiga garmonik signal beradi;

• 
  Генератор шума в заданной полосе частот Simulink\Sources\Band-Limited White Noise подает случайный сигнал на вход АЦП.
  

Berilgan chastota diapazonidaggi shovqin generatori Simulink\Sources\Band-Limited White Noise ADC kiritish uchun tasodifiy signal beradi.