Тіркеуші құрылғылар

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Тіркеуші құрылғылар

Зерттеу объектісінің өлшеуіш ақпаратын тұтынушыдан едәуір алыстаған кезде бұл ақпаратты байланыс арқылы беру қажет. Байланыс арнамен келесідегіде көрсетілген дабылдарды түрлендіретін құрылғылар жасайды:

- модуляция;

- дискредитация (квантты) ;

- кодтау.

Анықталған түрде бейнеленген ақпарат - хабар болып табылады. Ақпараты бар сигнал үзіліссіз немесе дискретті болуы мүмкін.

Ақпараттың кез-келген берілу әдісінде хабар алудың бірмәнділігін қамтамасыз етілудің және байланыс арнасында пайда болған әртүрлі себептерден өзгерден өзгерулерге төзімділігіне ие болу қажет.

Сигналдар келесі түрлерге бөлінеді:

1) Параметр және уақыт бойынша үзіліссіз дабылдар. Олар интенсивтілік (ток немесе кернеу), немесе модулирленген гармоникалық ауытқулар (амплитуда, жиілік, фаза) .

2) Параметр бойынша үзіліссіз, уақыт бойынша дискретті. Ол импульсты модулирленген сигналдар.

3) Уақыт және параметр бойынша дискретті.

Уақыт бойынша арқалаушы сигналының бір немесе бірнеше параметрлері берілетін ақпаратқа сәйкес өзгеру үрдісін модуляция деп түсінеміз.

Арна байланысын параметрлердің тұрақтылық мәніне қатаң талап қойғандықтан, интенсивтілік сигналдары тек қана қысқа ұзындықты өткізгішті байланыс арналарында қолданады.

Әдетте импульстердің тізбектілігінен немесе гормоникалық көлбеулердің модуляциясымен қалыптасатын сигналдарды пайдаланады.

АӨТ-да үзіліссіз өлшемді дискретизациясы кеңінен қолданылады. Дискретизация денгеймен немесе уақытпен жасалады.

Деңгей бойынша дискретизациясы өлшеулер нәтижелері сан түрінде (цифрлы өлшеуіш құрылғылары мен жүйелерінде) берілгенде жасалады.

Уақыт бойынша дискретизация цифрлі өлшеуіш аспаптарда, ақпарат берілістің бір арнасына кезектесіп қосылған өлшеуіш ақпаратты жүйелерде жасалады.

Бір физикалық жүйенің жағдайын басқа физикалық жүйе жағдайы арқылы бейнелуін кодтау деп түсінеді. Бұл үрдістің мақсаты - дискреттік хабардағы ақпараттың берілуі және сақталуы.

Ақпаратты өлшеуіш техникада кодтау цифрлы өлшеуіш аспаптарда және жүйелерде қолданады. Олар өлшеуіш ақпаратты қабылдаушыға немесе ЭЕМ енгізуіне ыңғайлы түрде болуы үшін және байланыс арналары арқылы беріліс үшін қажет. Кодтау жоғарғы бөгеттөзімділік берілісің, сақталуын және ақпаратты өңдеуді қамтамасыз етеді. Осындай кодтарды қолдану тек қателерді тауып қана емес сонымен қатар ақпараттың берілгенде, оларды түзетуді қамтамасыздандырады. Байланыс арнасының зор мүмкіндіктерін анықтау үшін өткізгіштік қабілет ұғымы қолданылады ол келесі формуламен өрнектеледі:

; (6. 1)

мұндағы:

I _Р - Т ₀ уақыт аралығында нақты берілетін ақпарат саны.

Арнаның нақты өткізгіштік қабілеті берілістін нақты мәнін ескере отырып анықталуы мүмкін.

Бірақ өндірісті ақпарат көзімен арнаның өткізгіштік қабілеті келісілуі - ең маңызды мақсат болып табылады.

Гармоникалық сигналдың модуляциясы.

Тәжірбие жүзінде гормоникалық ауытқу модуляциясымен қалыптасатын сигналдарқолданады. Бұл жағдайда ақпарат тасушылар ток пен кернеу болады, ал модуляция параметрі - оның амплитудасы, жиілігі немесе фаза.

Сол себептен, амплитудалы және бұрыштың модуляцияларына бөлінеді. Бұрышты модуляция жиілікті және фазалы (ЖМ және ФМ) депбөлінеді. Жилікті және фазалы модуляциялардың сипаты жилік өзгергенде, фаза өзгереді және керісінше. Лездік фазалық уақытында екеуінің арасындағы айырмашылықтын өзгеру сипаты бірдей модулирленген функциясы болып ьтабылады. Гармоникалық модуляция келесі жетістіктермен қамтамасыздандырады:

- берілетін сигналдың арнаның жиілікті сипатымен спектрдің келістірілуі;

- бір арнадан жабылатын спектлері бар, бірнеше ақпаратты сигналдардың бір сәтті берілісі қажет болғанда бірнеше сигналдардың спектрлерінің бөлінуі.

Модуляция кезінде, тасушы сигнал болып гормоникалық сигнал болса онда ақпаратты сигналдың спектрі өзгереді. Ол оның төменгі жиілілік ауданынан тасушы жиілік жанындағы жиілік ауданына ауысумен негізделеді.

Амплитудалық модуляция. АМ кезінде тасушы ауытқу амплитудасы модулирленген x(t) функциясында өзгереді.

Модулирленбеген ауытқулар келесі түрде болсын:

(6. 2)

мұндағы: А ₀ ,  ₀ и  ₀ - амплитуда, шеңберлі жиілік және тасушы ауытқулардың бастапқы фазасы.

АМ кезінде амплитуда келесі заң бойынша өзгереді:

(6. 3)

мұндағы:

- амплитудалық модуляция коэффициенті;

А ₀ - моду лирленбеген тасушының модуляциясы несущей;

Ам - тасушы ауытқудың амплитуда өсімшесі;

х(t) - салыстырмалы бірліктегі модулирленген функция.

x(t) функциясының модулирлейтін әсерінен пайда болған тасушы ауытқу амплитудасынын өзгеру сипаты келесі түрде болады:

. (6. 4)

6. 1 суретінде x(t) =cоs (t) әсерінен модулирленген сигнал көрсетілген, мұндағы    ₀ .

http://lib.kstu.kz:8300/tb/books/Akparattyk%20olsheu%20tehnikasy/teory/6.files/image068.gif

Сурет 6. 1 - Тональды модуляция кезіндегі амплитудалық - модулирленген сигнал

Көлбеулердің бастапқы фазалары нольге тең деп алсақ, онда сигналдың АМ лездік мәні келесі түрде жазылады:

. (6. 5)

Берілген теңдеуді келесі түрге түрлендіреміз:

. (6. 6)

Формуладан сигналдың АМ спектрі екі бүйірлі жиіліктердің  ₀ +  және  ₀ -  тасушы  ₀ ауытқуларының жиілігі барекенін көреміз.

Сигнал спектрі жиілікке қатынасты симметриялы, ал бүйірлі жиіліктің амплитудалары А ₀ m _AM / 2ге тең. Бұл жағдайда спектр ені 2 ге тең, ол модулирлейтін функция спектрінің енінен екі есе артық.

АМ кезінде сигнал қуатты барлық спектральды құраушылардың жалпы санына тең болғандықтан, ал жиілікпен құраушысы модулирлеуші функция турулы ақпаратқа ие болғандықтан, оның берілісіне арна арқылы передатчиктің қуаты босқа шығарылады. Бұл кемшілікті болдырмау үшін, тасушы жиілігі жоқ АМ қолданылады, ол балансты амплитудалық модуляция (БАМ) деп аталады. Бұл АМ түрінің сигналдық АМ лездік мәні келесідей болады:

. (6. 7)

АМ сигналының спектр симметриясының қасиеті бір ғана бүйірлі сызық берілітін бір сызықты АМ қолдануға береді. Бұл жағдайда АМ сигналының спектр ені екі есе кішірейеді, бірақ құрал күрделенеді.

АМ шамдарда, транзисторларда басқарылатын күшейту коэффициенті бар операционды күшейткіштерде жүзеге асады.

Байланыс арнадан сигнал берілгеннен кейін демодуляция жасау керек, яғни модулирленген жоғаоғы дәлдікті сигнал ішінде айқындалмаған орналасқан модулирлейтін x(t) функциясын алу.

Детектор түріне байланысты бір жартылай периодты және екі жартылайпериодты детектрлеу бөлінеді.

Демодуляция үрдісі бір жарты периодты және екі жарты периодты түзеткіш үрдісімен ұқсас. Түзетуден кейін түзеткіш шығысында ось қарағанда симетриялы емес пішінді ток пайда болады.

Бұл токтын орта мәні модуляция жиілігіне сәйкес өзгеріп отырады. Шығыста орналасқан гормрникалардың фильтрленуі қажет, бірақ фильтрді модулирленген функциясының сипатын беретін ток өзгерулерін түзетпейтін етіп тандау қажет: Модуляторды құрастырғанда алдынғы және кейінгі тізбектермен оның шығу және кіру кедергілерін келістіру қажет.

6, 2 суретінде қарапайым бір жарты периодта демотулятордың схемасы, ал 6. 3 суретінде демодуляция үрдісінің уақыт диаграммалары көрсетілген.

Сурет 6. 2 - Бір жарты периодты демодулятор схемасы.

http://lib.kstu.kz:8300/tb/books/Akparattyk%20olsheu%20tehnikasy/teory/6.files/image073.gif

Сурет 6. 3 -Демодуляция үрдісінің уақыт диаграммасы.

С _Ф және R _Н тізбектей қосылуы фильтрді құрайды. Бұл фильтр шығысты жоғары жиілікте шунтирлеп, модулирлейтін функция жиілігімен шығу кернеу өзгерулерін өткізу қажет. Оны орындау үшін келесі теңсіздік орындалу қажет:

; (6. 8)

мұндағы:

 _С - тасушы жиілік жилігі;

 - модуляция жиілігі;

Бұрыштық модуляция. Бұрыштық модуляция екі түрге бөлінеді: фазалық және жиілікті модуляция.

Фазалық модуляция (ФМ) электр емес өлшемдерін өлшеу үшін пайдаланады. Ол біліктегі айналу моментін өлшеу, доплер әсерімен өлшеу - қозғалыстағы объектілердің жылдамдығын анықтау (көліктер, жұлдыздар, сұйықтар) .

Фазалық модуляция сигналы келесі формуламен суреттеледі:

; (6. 9)

мұндағы

 - фаза девиациясы немесе ФМ нәтижесінің фазаның максимальды өзгеру ретінде анықталатын фазалық модуляция коэффициенті. Бірақ фаза модуляциясы сәйкес заң бойынша жиілік өзгеруін туғызады.

Лездік фаза тізбекті заң бойынша өзгереді деп алайық:

(6. 10)

Онда сигналдың лездік жилігі тең:

. (6. 11)

Осылай x(t) заң бойынша фаза модулчяциясы заң бойынша жиіліктің өзгеруін тудырады.

Жиіліктің модуляциясы өлшеуіш техникада өткізгіштің арнасы немесе байланыс радиоарнасы бар әртүрлі телеөлшеуіш жүйелер параметрлері өзгеріп отыратын үлкен ұзындықты байланыс арнадан ақпаратты беру үшін арналған. редачи информации по каналам связи большой протяженности с изменяющими параметрами.

ЖМ кезінде x(t) моделирлейтін функция тікелей жиілікке әсер етеді, ал фаза өзгеруі - жиілік өзгеруі болып табылады. Лездік жиілік келесі заңмен өзгерсін:

; (6. 12)

мұндағы

 - ЖМ нәтижесінде пайда болған жиіліктің максимальды өзгеруіне тең жиілік девациясы.

Онда сигналдың лездік фазасы тең:

. (6. 13)

Ал жиілікті - модулирленген сигнал формуласы келесі түрде:в следующем виде:

(6. 14)

Сөйтіп соңғы формуладан, х(t) заң бойынша модуляция заң бойынша фаза модуляциясына әкеледі. ЖМ және ФМ арсындағы байланыс ЖМ сигналдарын алу үшін фазалық модуляторларды пайдалануға мүмкіндік береді.