Міністерствоосвіти і науки Російської Федерацій
КазанськийДержавний енергетичний Університет
Звіт повиробничій практиці
Виконав: студентгрупи
ІІТ 2-05 Карімуллін І.І.
Перевірив: Заріпова Р.С.
Казань 2008
Зміст
Аналого-цифровеперетворення сигналів
Організаціядокументообігу підприємств
Основні вимоги протипожежногорежиму підприємства. Первинні засоби та пристрої пожежогасіння
Біологічні ресурси. Природніресурси
Список використаноїлітератури
Аналого-цифрове перетвореннясигналів
Формаподання інформації називається повідомлення, з поняттям інформаційногоповідомлення тісно пов'язане поняття сигналу. Сигнал - будь-яка фізична величина, що змінюєтьсяв часі і містить інформацію про певний об'єкт. Т.ч. сигналявляє собою безперервну функцію від часу. Для перетворення будь-якогоаналогового сигналу (звуку, зображення) в цифрову форму необхідно виконатитри основні операції: дискретизацію, квантування і кодування.
Дискретизація - представлення безперервногоаналогового сигналу послідовністю його значень. Ці відліки беруться вмоменти часу, відокремлені один від одного інтервалом, який називаєтьсяінтервалом дискретизації. Величину, зворотну інтервалу між відліками,називають частотою дискретизації. Зрозуміло, що чим менше інтервал дискретизаціїі, відповідно, вище частота дискретизації, тим менше розходження міжвихідним сигналом і його дискретизувати копією. Ступенева структураДискретизований сигнал може бути згладжена за допомогою фільтра нижніхчастот. Таким чином і здійснюється відновлення аналогового сигналу здискретизувати. Але відновлення буде точним лише в тому випадку, якщочастота дискретизації принаймні в 2 рази перевищує ширину смуги частотвихідного аналогового сигналу (це умова визначається відомою теоремоюКотельникова). Якщо ця умова не виконується, то дискретизація супроводжуєтьсянезворотними спотвореннями.
Справав тому, що в результаті дискретизації в частотному спектрі сигналу з'являютьсядодаткові компоненти, що розташовуються навколо гармонік частотидискретизації в діапазоні, рівному подвоєною ширині спектра вихідногоаналогового сигналу. Якщо максимальна частота в частотному спектрі аналоговогосигналу перевищує половину частоти дискретизації, то додаткові компонентипотрапляють у смугу частот вихідного аналогового сигналу. У цьому випадку вжене можна відновити вихідний сигнал без спотворень.
Якщооб'єкт телевізійної зйомки являє собою дуже швидко рухомий або,наприклад, що обертається предмет, то можуть виникати і спотворення дискретизації підтимчасовій області. Прикладом спотворень, пов'язаних з недостатньо високоючастотою тимчасової дискретизації (це частота кадрів телевізійногорозкладання), є картина швидко рухомого автомобіля з нерухомими або,наприклад, повільно обертаються спицями колеса (стробоскопічний ефект). Якщочастота дискретизації встановлена, то спотворення дискретизації відсутні,коли смуга частот вихідного сигналу обмежена зверху і не перевищує половиничастоти дискретизації.
Якщовимагати, щоб у процесі дискретизації не виникало спотворень ТБ сигналу зграничною частотою, наприклад, 6 МГц, то частота дискретизації повинна бути неменше 12 МГц. Однак, чим ближче частота дискретизації до подвоєною граничноїчастоті сигналу, тим важче створити фільтр нижніх частот, який використовуєтьсяпри відновленні, а також при попередньої фільтрації вихідногоаналогового сигналу. Це пояснюється тим, що при наближенні частотидискретизації до подвоєною граничній частоті діскретізіруемого сигналу пред'являютьсявсе більш жорсткі вимоги до форми частотних характеристик відновлюютьфільтрів - вона все точніше повинна відповідати прямокутної характеристиці.Слід підкреслити, що фільтр із прямокутною характеристикою не може бутиреалізований фізично. Такий фільтр, як показує теорія, повинен вноситинескінченно велику затримку в пропускається сигнал. Тому на практиці завждиіснує деякий інтервал між подвоєною граничною частотою вихідногосигналу і частотою дискретизації.
Квантування- Являє собоюзаміну величини відліку сигналу найближчим значенням з набору фіксованихвеличин - рівнів квантування. Іншими словами, квантування - це округленнявеличини відліку. Рівні квантування ділять весь діапазон можливої вЂ‹вЂ‹змінизначень сигналу на кінцеве число інтервалів - кроків квантування. Розташуваннярівнів квантування обумовлено шкалою квантування. Використовуються якрівномірні, так і нерівномірні шкали. Спотворення сигналу, що виникають упроцесі квантування, називають шумом квантування. При інструментальній оцінцішуму обчислюють різницю між вихідним сигналом і його квантованими копією, а вякості об'єктивних показників шуму приймають, наприклад, середньоквадратичнезначення цієї різниці. На відміну від флуктуаційних шумів шум квантуваннякорелювати з сигналом, тому шум квантування не може бути усунутийнаступною фільтрацією. Шум квантування убуває із збільшенням числа рівнівквантування.
Нарис. 1 показані зображення, квантування на 4 рівні, і відповідний такомучислу рівнів шум квантування, в якому неважко розгледіти сюжет вихідногозображення. Зображення, показане на рис. 2, отримано з використанням 128рівнів. При такому вже порівняно великому числі рівнів шум квантування схожийна звичайний флуктуаційний шум. Розмах шуму впав, тому довелося при отриманнікартинки шуму квантування збільшити цей розмах в 128 разів, щоб шум бувпомітний. Ще кілька років тому цілком достатнім здавалося використовувати 256рівнів для квантування телевізійного відеосигналу. Зараз вважається нормоюквантовать відеосигнал на 1024 рівня. Число рівнів квантування приформуванні цифрового звукового сигналу набагато більше: від десятків тисяч домільйонів.
Цифровекодування - квантованийсигнал, на відміну від вихідного аналогового, може приймати тільки кінцевечисло значень. Це дозволяє представити його в межах кожного інтервалудискретизації числом, рівним порядковому номеру рівня квантування. У своючергу це число можна виразити комбінацією деяких знаків або символів.Сукупність знаків (символів) і система правил, за допомогою яких даніпредставляються у вигляді набору символів, називають кодом. Кінцевапослідовність кодових символів називається кодовим словом. Квантованийсигнал можна перетворити в послідовність кодових слів. Ця операція іназивається кодуванням. Кожне кодове слово передається в межах одногоінтервалу дискретизації. Для кодування сигналів звуку і зображення широкозастосовують двійковий код. Якщо квантований сигнал може приймати N значень, точисло двійкових символів у кожному кодовому слові nlog2N. Один розряд, або символ слова, представленогов двійковому коді, називається бітом. Зазвичай число рівнів квантування одно цілоїступеня числа 2, тобто N = 2n. Кодові слова можна передавати в паралельній абопослідовної формах. Для передачі в паралельній формі треба використовувати nліній зв'язку (в прикладі, показаному на малюнку, n = 4). Символи кодового словаодночасно передаються по лініях в межах інтервалу дискретизації. Дляпередачі в послідовній формі інтервал дискретизації треба розділити на nподінтервалов - тактів. У цьому випадку символи слова передаються послідовнопо одній лінії, причому на передачу одного символу слова відводиться один такт.Кожен символ слова передається за допомогою одного або декількох дискретнихсигналів - імпульсів. Перетворення аналогового сигналу в послідовністькодових слів, тому часто називають імпульсно-кодовою модуляцією. Формапредставлення слів певними сигналами визначається форматом коду. Можна,наприклад, встановлювати в межах такту високий рівень сигналу, якщо в даномутакті передається двійковий символ 1, і низький - якщо передається двійковий символ0 (такий спосіб представлення, називають форматом БВН - без повернення до нуля).
Операції,пов'язані з перетворенням аналогового сигналу в цифрову форму(Дискретизація, квантування ...
