2. gyakorlat Mintavételezés, kvantálás

Hasonló dokumentumok
Beszédinformációs rendszerek 5. gyakorlat Mintavételezés, kvantálás, beszédkódolás. Csapó Tamás Gábor

Informatika Rendszerek Alapjai

Analóg digitális átalakítók ELEKTRONIKA_2

Az Informatika Elméleti Alapjai

Mérés és adatgyűjtés

Kvantálási torzítás mérése PCM A karakterisztika

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW 7.1

Elektronika Előadás. Digitális-analóg és analóg-digitális átalakítók

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW előadás

Digitális jelfeldolgozás

Iványi László ARM programozás. Szabó Béla 6. Óra ADC és DAC elmélete és használata

2. Elméleti összefoglaló

ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK I. 6. A MINTAVÉTELI TÖRVÉNY

Mérés 3 - Ellenörzö mérés - 5. Alakítsunk A-t meg D-t oda-vissza (A/D, D/A átlakító)

Híradástechikai jelfeldolgozás

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Orvosi Fizika és Statisztika

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Analóg-digitális átalakítás. Rencz Márta/ Ress S. Elektronikus Eszközök Tanszék

Mintavételezés és AD átalakítók

3.18. DIGITÁLIS JELFELDOLGOZÁS

Gyakorló többnyire régebbi zh feladatok. Intelligens orvosi műszerek október 2.

Jelek és rendszerek 1. 10/9/2011 Dr. Buchman Attila Informatikai Rendszerek és Hálózatok Tanszék

A mintavételezéses mérések alapjai

Áramkörszámítás. Nyílhurkú erősítés hatása

A PC vagyis a személyi számítógép

Zh1 - tételsor ELEKTRONIKA_2

Digitális jelfeldolgozás

A digitális jelek időben és értékben elkülönülő, diszkrét mintákból állnak. Ezek a jelek diszkrét értékűek és idejűek.

Kommunikációs hálózatok 2 Analóg és digitális beszédátvitel

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Milyen elvi mérési és számítási módszerrel lehet a Thevenin helyettesítő kép elemeit meghatározni?

A/D és D/A átalakítók gyakorlat

M ű veleti erő sítő k I.

π π A vivőhullám jelalakja (2. ábra) A vivőhullám periódusideje T amplitudója A az impulzus szélessége szögfokban 2p. 2p [ ]

Analóg-digitál átalakítók (A/D konverterek)

R 2 R 1 I R 3 R U 1 L U 2

Kommunikációs hálózatok 2 Analóg és digitális beszédátvitel

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 15%.

1. Visszacsatolás nélküli kapcsolások

Mérési jegyzőkönyv a 5. mérés A/D és D/A átalakító vizsgálata című laboratóriumi gyakorlatról

VÁLTAKOZÓ ÁRAMÚ KÖRÖK

Mérés és adatgyűjtés

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

Az erősítés frekvenciafüggése: határfrekvenciák meghatározása ELEKTRONIKA_2

I. C8051Fxxx mikrovezérlők hardverfelépítése, működése. II. C8051Fxxx mikrovezérlők programozása. III. Digitális perifériák

Akusztikus MEMS szenzor vizsgálata. Sós Bence JB2BP7

Jel, adat, információ

1.1 Számítógéppel irányított rendszerek

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Mintavétel: szorzás az idő tartományban

DR. KOVÁCS ERNŐ MŰVELETI ERŐSÍTŐK MÉRÉSE

ANTAL Margit. Sapientia - Erdélyi Magyar Tudományegyetem. Jelfeldolgozás. ANTAL Margit. Adminisztratív. Bevezetés. Matematikai alapismeretek.

Irányítástechnika GÁSPÁR PÉTER. Prof. BOKOR JÓZSEF útmutatásai alapján

Hangtechnika. Médiatechnológus asszisztens

Gyakorló feladatok - 2.

Számítási feladatok a 6. fejezethez

Digitális Fourier-analizátorok (DFT - FFT)

Digitális jelfeldolgozás

Elektronika Előadás. Modulátorok, demodulátorok, lock-in erősítők

Elektronika I. Gyakorló feladatok

Számítógépes Grafika SZIE YMÉK

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Wavelet transzformáció

Informatikai eszközök fizikai alapjai Lovász Béla

Szegedi Tudományegyetem. Természettudományi Kar. Telekommunikációs Szakértő Szak. Az Impulzus Kód Moduláció vizsgálata

6. témakör. Mintavételezés elve Digitális jelfeldolgozás (DSP) alapjai

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 35%.

1. ábra a függvénygenerátorok általános blokkvázlata

Fourier-sorfejtés vizsgálata Négyszögjel sorfejtése, átviteli vizsgálata

Adatok: R B1 = 100 kω R B2 = 47 kω. R 2 = 33 kω. R E = 1,5 kω. R t = 3 kω. h 22E = 50 MΩ -1

Infokommunikáció - 3. gyakorlat

Mintavételezés: Kvantálás:

KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR. Mikroelektronikai és Technológiai Intézet. Aktív Szűrők. Analóg és Hírközlési Áramkörök

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Fourier térbeli analízis, inverz probléma. Orvosi képdiagnosztika 5-7. ea ősz

Balatonőszöd, június 13.

Bevezetés a méréstechinkába, és jelfeldologzásba jegyzőkönyv

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Távközlő rendszerek áttekintése

Digitális jelfeldolgozás, analóg világban

Akusztikus mérőműszerek

Z v 1 (t)v 2 (t τ)dt. R 12 (τ) = 1 R 12 (τ) = lim T T. ill. periódikus jelekre:

Jelfeldolgozás bevezető. Témalaboratórium

Mérés és adatgyűjtés

5. témakör. Szögmodulációk: Fázis és frekvenciamoduláció FM modulátorok, demodulátorok

Híradástechnika I. 2.ea

Számítási feladatok megoldással a 6. fejezethez

Kompenzációs kör vizsgálata. LabVIEW előadás

Feszültségérzékelők a méréstechnikában

RC tag mérési jegyz könyv

Diszkrét idej rendszerek analízise szinuszos/periodikus állandósult állapotban

Mintavételezés és FI rendszerek DI szimulációja

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

MŰVELETI ERŐSÍTŐS KAPCSOLÁSOK MÉRÉSE (DR. Kovács Ernő jegyzete alapján)

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

Jelgenerálás virtuális eszközökkel. LabVIEW 7.1

Sokcsatornás DSP alapú, komplex elektromos impedancia mérő rendszer fejlesztése

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Átírás:

2. gyakorlat Mintavételezés, kvantálás x(t) x[k]= =x(k T) Q x[k] ^ D/A x(t) ~ ampl. FOLYTONOS idı FOLYTONOS ANALÓG DISZKRÉT MINTAVÉTELEZETT DISZKRÉT KVANTÁLT DIGITÁLIS

Jelek visszaállítása egyenköző mintáinak sorozatából ( ) ( ) x k = x k T? x t ^ ( ) = k ( ) X ( f ) = H( f ) X( f k f S ) = H( f ) X ( f ) ~ x t T x h t k T k ~ k H(f) 1 ^ X(f) H(f) 1 ^ X(f) f S f f S f

A visszaállítás jellegzetes hibái Aliasing Szivárgás Lineáris torzítás Kvantálási zaj

f S = 8000 Hz H(f) = Aliasing és szivárgás IN: 2 V, 1 khz OUT:? (tudjuk, hogy a szivárgó komponensektıl eltekintve amplitúdó-helyes) IN: 2 V, 4.5 khz OUT:? H 1, if f 3 [ khz] f 2. 5, if 3 < f 5 [ khz] = = 2 0.01, if 5 < f 10 [ khz] 0, otherwise ( f ) H ( f ) A/ D D/ A 1 H( f ) 0.01 f 3 5 10 [ khz]

Jel-zaj viszony, kvantálási zaj Becsüljük meg a jel teljesítményét (S) és a minták ábrázolásához szükséges kódszók méretét (n), úgy, hogy a mintánkénti (egyenletes) kvantálásból származó kvantálási zaj teljesítménye N, a jel-zaj viszony pedig ρ legyen! Elıadásról: S N 3 = n 2 22 Mire számíthatunk, ha a kódszók hosszát 1 bittel csökkentjük?

A mintavételi frekvencia megválasztása Egy 50 Ohmos ellenálláson mért feszültség (azaz egy valós értékő, stacionárius jel) spektrális sőrőségfüggvénye (SSF) a pozitív frekvenciák tartományában általában zérus, kivéve a 0..3 és 7..8 khz-es sávot, ahol viszont ugyanaz az állandó. A jel teljesítménye 0.2 mw.» Hogyan viselkedik a jel SSF-e a negatív frekvenciákon?» Határozzuk meg a jel SSF-ét!» Milyen frekvenciával kell ebbıl a jelbıl mintákat venni ahhoz, hogy e mintáiból a jel tökéletesen visszaállítható legyen? Határozzuk meg az összes ilyen szóbajöhetı frekvenciát! Adjuk meg a visszaállításhoz alkalmazandó szőrı(ke)t is!

Nem alapsávi jel mintavételezése, túlmintavételezés Egy valós értékő jel csak a 19 khz és a 25 khz közötti sávon belül tartalmaz komponenseket. E jelet digitalizáljuk, hogy egy digitális jelfeldolgozó processzorral mőveleteket végezzünk rajta; utána a jelet mintáiból visszaállítjuk.» Mi az a legkisebb mintavételi frekvencia (f s ), aminél még biztosítható a jel tökéletes visszaállítása?» Hány db-lel javul a visszaállítás utáni jel-zaj viszony, ha az imént meghatározott minimális f s helyett a felsı határfrekvencia kétszeresével veszünk mintát, ugyanazon kvantáló és visszaállító szőrı alkalmazásával?

A kvantálási zaj spektr. viselkedése s ( f ) ξ = f 6 s0 1, ha 8 B < f < 10 B 12 B 0, ha f < 8 B vagy 10 B < f A gyengén stacionárius, s ξ (f) sőrőségfüggvényő x(t) jelet A/D átalakítóval digitalizáljuk, hibamentes digitális csatornán továbbítjuk, majd D/A átalakítóval visszaalakítjuk.» (a) Mekkora lehet az a minimális f s, amely elvileg tökéletes jelvisszaállítást eredményez, ha a D/A átalakítót követı szőrı tetszılegesen választható határfrekvenciájú aluláteresztı?» (b) Mekkora lehet az a minimális f s, amely elvileg tökéletes jelvisszaállítást eredményez, ha a D/A átalakítót követı szőrı tetszılegesen megválasztható? Rajzoljuk fel ezen szőrı átviteli függvényét!» Azonos (felbontású) átalakítókat alkalmazva az (a) vagy a (b) esetben lesz jobb a jel-zaj viszony a visszaállított jelben?» Milyen jel-zaj viszony változásra számíthatunk akkor, ha az (a) feladatban meghatározott sőrőségő jelmintákból a (b) feladatban meghatározott szőrıvel állítjuk vissza a jelet?

Gyakorló feladat Egy PCM rendszer (f s =8 khz) be- és kimeneti szőrıje a zárótartományban 40 db csillapítású. A rendszer a 0.3..3.4 khz átviteli sávban lényegében tökéletes, alakhő átvitelt biztosít; így a bemenetére adott 2 V amplitúdójú 1.8 khz frekvenciájú szinuszos jel hatására a kimenı jel 1.8 khz-es összetevıje pontosan 2 V amplitúdójú lesz.» Mekkora amplitúdójú ekkor a kimenı jel 6.2 khz frekvenciájú összetevıje?» Milyen frekvenciájú összetevıi vannak még a kimenı jelnek?» Milyen frekvenciájú komponensek jelen(het)nek meg a kimeneten, ha a bemenı jel amplitúdóját soká növeljük?

Gyakorló feladat Zenei jelünket 8 khz határfrekvenciájú (HF) ideális LP szőrıvel szőrjük, és ezt követıen 20 khz frekvenciával mintavételezzük. A mintákat hibamentes digitális csatornán továbbítjuk, majd 20 khz frekvenciával adjuk egy olyan D/A átalakító bemenetére, aminek a kimeneti szőrıje 4 khz HF-jú ideális LP.» Ekvivalens-e e rendszer kimenete azzal a megvalósításéval, amiben a be- és kimeneti szőrı is 4 khz HF-jú ideális LP, f s pedig a ki- és bemeneti oldalon egyaránt 10 khz? Miért célszerő a minél nagyobb f s alkalmazása?

Nemlineáris kvantálás f ( x) ξ = 1 3 1 12 0, if x < 1, if 1 < x < 3, otherwise Egy ξ stacionárius jel mintáinak sőrőségfüggvénye f ξ (x). Az alkalmazott A/D átalakító 6 bites kódszókat képez.» Mekkora lesz a kvantálási zajminták teljesítménye (négyzetes középértéke), ha a kódszók egyenletes osztású jelértékeket jelentenek a (-3..+3) tartományban?» Mekkora lesz a kvantálási zaj-teljesítmény akkor, ha a kódszók közel felét a (-1..+1) tartománybeli értékek megjelenítésére használjuk?