Analóg jel átalakítása digitális jellé - Maxicours
Amint azt a hírcsatornákkal láttuk, egy analóg jel folyamatosan változik az idő múlásával. Egy ilyen jel digitalizálásakor van mintavétel időben. Ez azt jelenti, hogy csak a jelértékeket mérjük időszakosan.
A mintavételi gyakoriság (Hz-ben) az inverze:
A mintavételi frekvencia megválasztása döntő fontosságú a vizsgált jel hű reprodukálásához. Valójában, ha ez túl gyorsan változik az összehasonlításhoz képest, akkor a digitalizálás a jel helytelen megjelenítését eredményezi. Ez a helyzet a jobb oldali, alábbi grafikon esetében, ahol a mintavétel alacsonyabb frekvenciájú szinuszhullámot ad, mint a valóságban. Beszélünkálnevezés.
Konkrétan a Nyquist-Shannon tétel azt jelzi, hogy a mintavételi gyakoriság legalább a maximális frekvencia kétszeresének kell lennie hogy a jel tartalmazza: .
Például az audiofájlok mintavételezése általában 44,1 kHz-n történik, mivel ez lehetővé teszi olyan hangok reprodukcióját, amelyek frekvenciája akár 22,05 kHz-re is felmehet, vagyis kissé meghaladja a frekvenciát. Az emberek által hallható maximális hangerő (20 kHz).
Valóban, azzal nem bit, lehetséges különböző értékek kódolása, ezért elosztjuk a tartomány hosszát a lehetséges értékek számával. Mivel és Voltban vannak kifejezve, q szintén Voltban van kifejezve.
Például egy 4 bites átalakítóval, amely 0 V és 16 V között működik, a felbontás 1 V. Az alábbi grafikon az átalakító által "visszatartott" feszültséget mutatja a bemeneti feszültség függvényében.
Sematikusan, mintavétel és a számszerűsítés egymás után, ill mintavevő-tartás és a C.A.N. Konkrétan a következő lépéseket tesszük:
• Rendszeres időközönként a mintavételi és visszatartó eszköz méri a jel által leadott feszültség értékét.
• A következő mérésig megőrzi az utoljára talált értéket. Ez indokolja a blokkoló kifejezést: a kimeneti érték a mintavételi periódus alatt állandó marad .
• Az értéket továbbítják a C.A.N. amely a kvantálást a felbontásának értéke szerint végzi q.
A kimeneten megkapjuk azt a digitalizált jelet, amelyet az átviteli láncokhoz kapcsolt fájlban észleltünk.
A gyakorlatban a 3. ábrán látható digitalizált jelet nem továbbítják úgy, ahogy van. Valóban az bináris kódolású. Ez az utolsó lépés a analóg-digitális átalakítás. Ahogy egy korábbi fájlban látható, a bináris csak két számjeggyel működik: 0 és 1. A bináris szám bináris számjegyek (bitek) csoportja.