|
1.4. Analog-raqam va raqam-analogli o‘zgartirgich
29
Raqamli signalni shakllantirish ikki bosqichda amalga oshiriladi: diskretlash
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
1.7-rasm. Diskretlash va kvantlash xatoliklari
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
a) diapazonning siqilishi; b) tiklash
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
1.9-rasm. Analog-raqamli o‘zgartirgich sxemasi
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
33
Do'stlaringiz bilan baham: |
