Digitalizálás - Laptörténet

Gg630504: /* A digitalizálás jellemzői */

2011-06-25T21:43:06Z

A digitalizálás jellemzői

HG2ECZ: /* Delta-szigma A/D */

2010-01-01T23:58:17Z

Delta-szigma A/D

HG2ECZ: A/D és D/A átalakítók

2010-01-01T23:38:32Z

A/D és D/A átalakítók

HG2ECZ: kezdet + kategória

2010-01-01T21:36:31Z

kezdet + kategória

Új lap

A digitalizálás során az analóg jelet egymás után következő számokká konvertáljuk, amivel utána pontos matematikai műveleteket tudunk végezni. Gyakran A/D (analóg-digitális) átalakításnak hívjuk.

== A digitalizálás jellemzői ==

* mintavételi sebesség: [[sps]], de gyakran egyszerűség kedvéért Hertz (Hz)-ben adják meg.
* felbontás: hány biten szolgál információval
* lineáris vagy logaritmikus? Az A/D átalakítók lineárisak. Régen leginkább a telefontechnikában alkalmaztak logaritmikus A/D átalakítást.
* maximális kivezérelhetőség: A/D átalakító ekkor éri el a legkisebb illetve legnagyobb általa adható számértéket.
* érzékenység: a maximális kivezérelhetőség és a felbontás segítségével kiszámítható. Azaz max_kivezérelhetőség / 2^felbontás, ahol a felbontás alatt azt értjük, hány biten ábrázolja a számot.
* lineáris bitek száma: fontos paraméter, amelyről sok gyártó szeret „megfeledkezni”. Tulajdonképp ez azt jelenti, hogy ha van egy A/D átalakítónk, amiről ugyan azt hirdeti a gyártó, hogy 24 bites, de csak 20 bit lineáris benne, akkor ez úgy fogható fel, hogy 24 bites bináris értéket szolgáltat, de az alsó 4 bit gyakorlatilag szemét. Azaz valójában csak 20 bitesként célszerű használni.

== A digitalizált jel reprezentálja az analóg jelet? ==

Kettő feltétellel:

* ha a mintavevő-tartó áramkör legalább kétszer gyorsabb működésű, mint a legmagasabb frekvenciakomponens.
* ha az analóg szűrők által sávszűrt jel sávszélessége garantáltal kisebb az A/D átalakító mintavételi sebességének felénél.

A közhiedelemmel ellentétben a fenti két feltétel teljesítésekor nem kell a sávszélességnek 0 Hz-től indulnia, hanem bárhol kijelölhető a frekvenciatartományban. Azonban az aluláteresztő vagy sáváteresztő szűrőnek ténylegesen csak akkora sávszélességet szabad az A/D átalakítóba engednie, hogy az garantáltan kisebb legyen a mintavételi sebesség felénél.

== Visszaalakítható-e hibamentesen analóg jellé? ==

Igen. A visszaállítás során lépcsőjel keletkezik. Minden minta egy statikus szintként jelenik meg a D/A átalakító kimenetén a következő minta megérkezéséig. Hogy ebből megkapjuk a jelet, szintén igaz a néhány sorral feljebb leírt két feltétel:

* szűrni kell, ahol a szűrő (általában aluláteresztő, ritkán sáváteresztő) a D/A átalakítási sebességének felénél már erőteljesen csillapítson.
* ha netán nem alapsávi (0 Hz-től induló) a kívánt analóg jel, akkor a megfelelően gyors minta kiadási idejű D/A átalakítás fontos.

== Túlmintavételezés és fáziszaj kapcsolata ==

Szinuszos jel A/D átalakításánál azonos időközönként mintát veszül a jelből. Ez eddig nem okozna zajproblémát.

Azonban az a tény, hogy a jel véges felbontású A/D átalakítóval lett átalakítva és éppen a mintavétel előtt vagy után ugrana át egy értéket, ez belátható, hogy apró fáziszajként jelentkezik. Ez a fáziszaj csökkenthető, ha megpróbáljuk közelebbi időpontra megbecsülni az érték átlépésének idejét, azaz a jelet a rendelkezésünkre álló véges felbontású A/D átalakítónkkal túlmintavételezzük.

Hogy később ne legyen olyan sok mintánk, a kapott adathalmazt lehetőségünk van [[diszkrét idejű szűrők]] segítségével aluláteresztő szűrőn keresztülvezetni, amely során egy-két bitnyi felbontásjavulást érhetünk el. Majd a felesleges mintákat eldobhatjuk, így eredményül kaptunk egy az eredeti tervekben szereplő mintavételi számmal rendelkező, ám jobb felbontású adathalmazt.

[[Kategória: Technikai háttérismeretek]]

@@ 78. sor: / 78. sor: @@
 [[Fájl:Delta-szigma AD.png|thumb| Delta-szigma A/D egyik fele]]
-Talán a leg furmányosabb és igen gyakran használt A/D fajta ez. Kiemelkedő tulajdonsága a nagyon sok bitig garantálható linearitása. Az ábrából látszik, hogy egybites az analóg konpenzációs hálózata, így a D/A linearitási hibáiból eredő pontatlanságot sikeresen elkerüli.
+Talán a leg furmányosabb és igen gyakran használt A/D fajta ez. Kiemelkedő tulajdonsága a nagyon sok bitig garantálható linearitása. Az ábrából látszik, hogy egybites az analóg konpenzációs hálózata és egy gyors integrátort is tartalmaz, így a D/A linearitási hibáiból eredő pontatlanságot sikeresen elkerüli.
 A képen látható rész csak az áramkör analóg része. A rajz kimenete egy a bemenő jel értékétől függő kitöltési tényezőjű, a zöld órajel által időben kvantált négyszögjel. Ebből az egybites gyors jelfolyamból úgy lesz érték, hogy egy sokbites szám legfelső bitjének vesszük, és az így kapott értéket egy a zöld jel frekvenciájához képes igen alacsony frekvenciára tervezett aluláteresztő [[FIR szűrő]]re vezetjük, amelyik előállítja az alsó biteket.

@@ 3. sor: / 3. sor: @@
 = A digitalizálás jellemzői =
-* mintavételi sebesség: [[sps]], de gyakran egyszerűség kedvéért Hertz (Hz)-ben adják meg.
+* mintavételi sebesség: [[sps]], de gyakran egyszerűség kedvéért hertz (Hz)-ben adják meg.
 * felbontás: hány biten szolgál információval
 * lineáris vagy logaritmikus? Az A/D átalakítók lineárisak. Régen leginkább a telefontechnikában alkalmaztak logaritmikus A/D átalakítást.

@@ 1. sor: / 1. sor: @@
 A digitalizálás során az analóg jelet egymás után következő számokká konvertáljuk, amivel utána pontos matematikai műveleteket tudunk végezni. Gyakran A/D (analóg-digitális) átalakításnak hívjuk.
-== A digitalizálás jellemzői ==
+= A digitalizálás jellemzői =
 * mintavételi sebesség: [[sps]], de gyakran egyszerűség kedvéért Hertz (Hz)-ben adják meg.
@@ 34. sor: / 34. sor: @@
 Hogy később ne legyen olyan sok mintánk, a kapott adathalmazt lehetőségünk van [[diszkrét idejű szűrők]] segítségével aluláteresztő szűrőn keresztülvezetni, amely során egy-két bitnyi felbontásjavulást érhetünk el. Majd a felesleges mintákat eldobhatjuk, így eredményül kaptunk egy az eredeti tervekben szereplő mintavételi számmal rendelkező, ám jobb felbontású adathalmazt.
 [[Kategória: Technikai háttérismeretek]]