Elektronika 2
tetszőleges időpillanatban értelmezhető végtelen sok időpont értéke egy véges tartományban bármilyen értéket felvehet végtelen sok érték
Diszkrét időpillanatokban értelmezhető (időszakaszos) Véges mintaszám Értékkészlete diszkrét (értékszakaszos) Véges értékkészlet
Analóg bemeneti jel Digitális kimeneti jelsorozat Az analóg jelek digitális feldolgozását teszik lehetővé Minta vételezés Kvantálás Kódolás 4
A jelből egy bináris számsorozat lesz. 5
Mintavételezés során az analóg jelekből azonos időszakonként mintát veszünk, vagyis megmérjük a jel amplitúdóját Minta vételezés fs értékfolytonos, időszakaszos jel Legfőbb jellemzője = mintavételi frekvencia (sampling rate)
A mintavételezett jelből akkor lehet az eredeti jelet információveszteség nélkül visszaállítani, ha a mintavételezési frekvencia értéke legalább kétszerese az eredeti analóg jelben előforduló legnagyobb frekvenciának! fs > 2 fmax (Shannon tétel) Ezért célszerű az analóg digitális átalakítók bemenetére egy fs / 2 határ frekvenciájú alul áteresztő szűrőt elhelyezni Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 7
S(t) Alul áteresztő szűrő x(t) Minta vevő és tartó x(nts) Kvantáló Kódoló K bit N bit 8
9
Mintavételezési frekvencia 8 khz 11,025 khz 22,05 khz Alkalmazási terület telefontechnika, telefon minőségű beszéd közepes minőségű beszéd jó minőségű beszéd, elfogadható minőségű zene 32 khz 44,1 khz MPEG Audio és digitális rádióadások Hi-Fi minőségű zene CD-DA 48 khz DAT, Mpeg Audio, Dolby Digital 10
fs K bekapcsolt állapotában a kimenet a bemeneti feszültséget követi. K kikapcsolt állapotában, a kimeneti feszültség megtartja a bemeneti feszültség mintáját. A tároló funkciót a C kondenzátor látja el. Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 1 1
Kvantálásnak nevezzük az amplitúdó-mintákhoz, mintákhoz, a bináris kódszavak hozzárendelését, mellyel a minták folytonos amplitúdója diszkrétté válik. kvantálás N értékfolytonos, időszakaszos jel Vref Legfőbb jellemzőji = referencia feszülség = felbontás
N bites számábrázolásnál Umax a értékhez tartozó feszültség Másszempontból a legnagyobb megengedet bemeneti feszültség: Umax = Uref A legkisebb érzékelhető feszültség a legkisebb helyértékü bitnek felel meg Tehát: Uref. N 2 1 U 2 N 1 U = ref LSB 2 N Ulsb. 1 1 Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 1 3
Mintavételi frekvencia Felbontás(kvantálás) mono/sztereó Felhasználási terület Megjegyzés 16 bit sztereó HiFi (CD-DA) minőség 44 khz 16 bit monó Hang alámondáshoz 8 bit Nagyon jó minőség 22,1 khz 11,25 kh 8kHz; 5kHz 16 bit sztereó 8bit sztereó 8 bit mono 16 bit mono nem jobb a sztereó hangzás sem 8 bit Nagy jó minőség a sztereó hangzás a 16-bites mintavételezés miatt Elfogadható minőségű lehet nem teljes sávszélességű zenei felvételekhez ~TV hangzás, beszédhanghoz jó kompromisszum Beszédhez még elfogadható Beszédhez, ha gyenge minőség elegendő ~telefon minőségű beszédátvitel 14
1. A közvetlen átalakító Leggyorsabb 2. A szukcesszív approximációs átalakító Leghasználtabb 3. Számlálót alkalmazó megoldások Legnagyobb felbontású 1 6
17
a bemeneti feszültséget összehasonlítjuk n számú referenciafeszültséggel, és megállapítjuk, hogy melyik kettő közé esik. Az eredményt egy lépésben kapjuk meg. Az áramkör nagyon bonyolult, mert minden lehetséges számhoz egy komparátor szükséges. Gyors de kisfelbontású. Alkalmazás digitális TV 1 8
Az eredmény egy lépésben megvan 2 N 1 komparátor szükséges Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 1 9
2 N 1 = 2 m+ n 1 komparator ( m ) ( n 2 1 + 2 1) komparátor helyet Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 2 0
Mindig a bináris szám egy helyértékéhez tartozó értéket határozzuk meg. Az átalakítás a legnagyobb helyértéken kezdődik. Az összehasonlítási lépések száma megegyezik a helyértékek számával (N) N referencia feszültség szükséges de csak egy komparátor. Közepes felbontás és gyorsaság szempontjából egyaránt. Alkalmazás digitális hangfeldolgozás 2 1
Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 2 2
Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 2 3
Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 2 4
Leszámoljuk, hányszor kell a legkisebb helyértékű feszültséget összeadni, hogy a bemeneti feszültséget megkapjuk. A lépések száma adja az eredményt. A legnagyobb n számhoz tehát n lépés szükséges, hogy az eredményt megkapjuk. Nagyfelbontású, lassú. Alkalmazás digitális multiméterek 2 5
Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 2 6
Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 2 7
Dr. Buchman Attila 2013.04.26. 2 8