Автоматтандыру үрдісін жүргізетін негізгі құрылғылар

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

Экономика және ақпараттық технологиялар колледжі

Курстық жұмыс

Тақырыбы:
CБЖ сандық беру жүйесі генераторлық құрылғы

Орындаған:
Тексерген:

Орал, 2014ж.

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3

1. Сандық беру жүйесі туралы түсінік
1.1 Цифрлық радиохабар таратудың дамуы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...5
1.2. Сандық жүйенің негізі коррекциары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12

2. СБЖ сызықты трактының аппаратураларының параметрлерін есептеу
2.1 Телефондық сигналдың дискреттеу жиілігін таңдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ..17
2.2 Кодтау сөзіндегі разряд саның есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .19
2.3 СБЖ-ның соңғы құрылғысының үлкейтілген құрылымдық сұлбасын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..27
Қолданылатын әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..28

Кіріспе
Заманның талабына сай жобаларды автоматтандыру жетілдіріліп, дамыған сайын дүние жүзілік стандартқа сәйкестендірілген аппатартар мен құрылғылар қолданылып жатыр . Автоматтандыру үрдісін жүргізетін негізгі құрылғылардын бірі бақылағыштар болса, өте қолайсыз шарттарда жұмыс істейді. Сондықтан бір жүйе жұмыстан шығатын болса , онда көп шығынға әкеліп соқтырады.Сондықтан оны үнемі тексеріс үстінде болуы қажет.
АЖБ- да алуан түрлі датчиктер және ақпарттарды физиқалық шамаға түрлендіргіштер бар, мысалы, температура , қысым, су шығыны, жылдамдық және т.б. Датчиктар берілген физиқалық шаманы стандартқа сай келетін шамаға түрлендіреді, мысалы, кернеу. Егер біз ЭЕМ -да АБЖ-ны қолданатын болсақ бізде шаманы сандық формаға айналдыру шарт. Жаңа заман талаптарына сай қазіргі датчиктерінде бақылағыштар орнатылған болады да, олардың міндеттеріне осы шамаларды сандыққа ауыстыру болып келеді. Бұндай интелектуалды датчиктер өзі дабылды сандық түрге келтіретін элементкеболып келеді.
Көбінесе датчикте орналасқан бақылағыштарды алдын-ала келген дабылды сандыққа турлендіреді, мысал ретінде, келген дабылды кездейсоқ пайда болған кедергінден тазалау, сонымен қатар жұмыс істеу шыдамдылығы. Күннен күнге АБЖ-дағы техникалық құрылғылар сандық түрге айналуда, яғни физикалық анықтамасын міндетті түрде сандық формаға түрлендіреді де , байланыс каналымен шығарылады. .
Сандық және интелектуалды ( мөлтікүрдісші енгізілген) АБЖ-да басқа да бөліктері болады: атқарғыш құрылғылар , байланыс каналдары, сүзгілер және т.б .Бұл тек қана қайта бағдарламалауға мүмкіндік бергеннен басқа, оның конфигурациясын қайта құрғанда да сенімділігін артады. Өндірісте үрдісті басқару үшін қолданылатын компьюторлар саны экспоненцианальді турде өсуде.
Сандық байланыс жүйесінің аппаратурасы қалыптастыру және цифрлық сигналдарды қабылдау, сондай-ақ сызықты тракты аппаратурасынан тұрады. Цифрлы сигнал АЦТ (арна құрушы) құрылғысында немесе уақыттық топтық құраушылар құрылғысында қалыптасады. Бірінші жағдайда СБЖ-ның кірісіне аналогты сигнал, ал екіншіде цифрлы сигнал келіп түседі.
СБЖ аппаратурасы қалыптастыру және цифрлық сигналдарды қабылдау, сондай-ақ сызықты тракты аппаратурасынан тұрады. Цифрлы сигнал АЦТ (арна құрушы) құрылғысында немесе уақыттық топтық құраушылар құрылғысында қалыптасады. Бірінші жағдайда СБЖ-ның кірісіне аналогты сигнал, ал екіншіде цифрлы сигнал келіп түседі.
Аналогты сигналдар АЦҚ-да цифрлы сигналға түрленеді. АЦҚ шығысында УТА негізінде көп арналы цифрлы ағын қалыптасады. ЕТҚ-да цифрлық агындарды бөлу іске асды, СБЖ-ның төменгі ретімен қалыптасқан.
СБЖ-ның АБЖ-дан артықшылығы:
1. жоғарғы бөгеуіл тұрақтылығы;
2. байланыс жолынан тарату сапасының тәуелсіздігі;
3. СБЖ арнасының параметрлерінің тұрақтылығы;
4. дискретті сигналды тарату арналарының өткізу қабілеттілігін қолданудағы эффективтілігі;
5. тарату сигналдарының математикалық түрде өндеуінің қарапайымдылығы;
6. цифрлы байланыс желісін тұрғызу мүмкіндігі;
7. жоғары технико-экономикалық көрсеткіштері.

1. Сандық беру жүйесі туралы түсінік
1.1 Цифрлық радиохабар таратудың дамуы
Бүгінгі күнде дамыған мемлекеттер қатарындағы елдерде сандық радиохабар тарату технологиясына көңіл бөлінуде. Оның кәдімгі аналогтық радиохабардан немен ерекшеленетінін көрейік:
Ең алдымен дыбыс сапасындағы ерекшелік көзге түседі, естілуі ешқандай кедергісіз әрі айқын. Сандық технологиямен жасалатын радиохабарларының тағы бір артықшылығы - қозғалмалы радиоқабылдағыштарға келетін сигналдың сапалы болуы. Оның үстіне сандық радиоқабылдағыштар сигналдардың ішіндегі күштісін автоматты түрде таңдай алады. СРХ-ға (сандық радиохабар) қоса "радиомультимедия" түріндегі хабарлар да жүреді. Олар тыңдарманға қосымша ақпаратты радиоқабылдағыш дисплейіне береді. СРХ компьютерлермен және ұялы телефондармен де тығыз байланысты. Кейбір мемлекеттерде радиоқабылдағыштар мен GPS және ГЛОНАСС сияқты іздестіру жүйелері толқындардың бір диапазонында жұмыс істейді. Бұл мүмкіндіктің автомобилистерге тигізер пайдасы зор. СРХ-ын бір-біріне кедергісіз сандық қабылдағыш та, ескі аналогты қабылдағыш та қабылдай алады. Қазір СРХ-ға байланысты көптеген технологиялар дайындалуда. Оның біреуі - американдық Command Audio компаниясының жеке (персональді) радио технологиясы. Яғни, тыңдарман қажетті ақпаратты өзіне ыңғайлы уақытта ала алады. СРХ мен ұялы телефондардың тығыз байланысып дамуы көзге түседі. Ұялы телефондардағы барлық мультимедия файлдарының жіберілуі мен қабылдануы осы СРХ арқылы іске асады. Оның себебі - СРХ-ның ақпарат тарату жылдамдығының айтарлықтай үлкен болуы (2 Мбитс).
СРХ-ның пайда болуы XX ғасырдьщ 80-жылдарынан басталған. 1982 жылы Sony мен Philips компанияларының бірігіп жұмыс істеуінен пайда болған компакт-дискқа жазу технологиясы қолдау тапқаннан бастап, радиобайланыстағы сандық қабылдау мен жіберу тәсілдері дами бастады. 1987 жылы Британияның ВВС деген медиагиганты Еuгеkа - 147 (Эврика 147) жобасын бастады. Осы жоба нәтижесінде ең алғаш СРХ Швецияда 1996 жылы таратылды. СРХ таратудың санаулы технологиялары бар. Олар: Европадан шыққан Эврика-147, ОКМ жэне Америкада шыққан ІВАСІВОС технологиялары. Ресми түрде Эврика-147 DАВ ең жақсы дамыған СРХ тарату технологиясы болып табылады.
Ресми түрде Эврика-147 ОАВ 1997 жылы ТFА деген Берлинде өткен кермеде көрсетілді. Қазір Эврика-147 ең жақсы дамыған жүйе ретінда Европада қолданылады, әрі СРХ тарату технологиясы болып табылады. Оның атап өтетін артықшыл ықтары:
- сапасы компакт-диск дыбысының сапасынан қалыспайтын
дыбыс;
- сигналдардың кедергілерге қарсы тұра алуы;
- параллельді түрде ақпарат тарата алады;
- радиоқабылдағыштар қуатты азырақ қажет етеді.
Бүгінгі күнде, СРХ-ны таратушы DАВ стандарты - көптеген стандарттарды біріктіретін кешен. Мысалы, дыбыстың барлығы МРЕG Аudiо Lауег 2 сандық дыбыс форматында беріледі. Эврика-147 жүйесінде мультиплексор деп аталатын құрал арқылы бірнеше бағдарламаларды эфирге беру жүзеге асырылады. Алайда, Эврика-147 жүйесі әрі жетілген, әрі ыңғайлы болғанымен оны толығымен іске қосу үшін қазіргі радиохабар таратушы жүйелердің барлығының жұмысын өзгерту керек. Бұл көптеген материалдық шығынды қажет етеді. Дегенмен де, сандық радиохабар (СРХ) таратудың бұл түрінің болашағы үлкен. Алдағы уақытта бүкіл радиожүйелер осы технологияға тегіс көшірілуі мүмкін, әрине, озық технология қашанда жоғары тұрады.
Электронды арналардағы жаңа технологиялар туралы сөзболғанда бір мәселеге ерекше назар аудару керек. Ол бүгінгітаңдағы форматтар туралы. Қазір дыбыс пен бейнені жазудың екістандарты кең тарап отыр. Бірінші дәстүрлі аналогтық жүйе,дыбыс табиғатын, тербелістерін ескеріп, магнитті лентаға жазужәне қайта жаңғырту сияқты операциялармен шектеледі. Оныңүлес салмағы қазір едәуір көп болғанымен, жыл өткен сайыназайып келеді. Аналогтық форматты цифрлық жүйелерауыстыруда. Бұл жүйеде аналогтық сигналдардың барлығы белгілі бір алгоритм бойынша сығымдалып сақталып жазылады, соған сәйкес ойналады. Яғни олардың негізін сығымдау және кері қайта қалпына келтіру сияқты операцияларды жүзеге асыратын компьютерлік чиптер, процессорлар құрайды.
Осыдан келіп қазіргі заманғы мамандар акустикалық сигналды табиғатына қарай екі топқа жатқызады. Музыкалық аспаптардың әуендері, ән салу, сөйлеу, сондай-ақ табиғи шулар бастапқы сигнал деп аталады да, электроакустикалық құралдарда өнделгеннен кейін екінші өзгермелі сигнал деп аталады. Компьютердегі дыбыс табиғатын, оны өңдеудің ерекшеліктерін зерттеуші А.П. Загуменнов өзінің "Компьютерная обработка звука" кітабында былай деп жазады: "Акустикалық сигнал уақытқа байланысты әр түрлі деңгейдегі тербеліс береді. Оның ең жоғары және төменгі мөлшері динамикалық диапазонды құрайды және әдетте децибелмен өлшенеді. Сонымен қатар акустикалық сигналдың спектрі табиғатынан әр түрлі болып келеді. Яғни оның импульсі өзгермелі болып келеді. Дыбыстың осындай үйлесімді тербелістерден тұратындығы компьютерлік алгоритмін жасауда ескеріледі. Аналогтык сигналды цифрға ауыстыру үш кезеңнен тұрады: іріктеу, кванттау және кодтау. Іріктеу кезінде алғашқы сигналдың дыбыс тербелістері, куаты мен жиілігі уақыт өлшемімен бір жүйеге іріктеледі. Кванттау мен кодтау компьютердің аналогтық-цифрлық өзгерткішінің мүмкіндігіне байланысты алғашқы сигналдың табиғатын сақтап, өзгермелі диапазонын жасау және оны компьютер тіліне айналдыру болып табылады, әдетте тікелей екілік кодпен жазылады".
Бұл өте күрделі өзгермелі процесс, осы салада жүргізіліп жатқан ғылыми ізденістер сан салалы болып келеді, бірізді пікір де қалыптасып болмаған. Дыбыс табиғатын өзгертпей, қалай табиғи күйінде жеткізе аламыз деген сұраққа жауап табу қиын. Өйткені, бұл жерде субъективтілік те басым түсіп жатады, әр адам дыбысты әркелкі қабылдайды, бір талғамның болуы да мүмкін емес. Бірақ, бір нәрсе анық, қазіргі заманғы компьютерлердің қуаты мен икемділігі, дыбыс жазудың алгоритмдері мен сығымдау тәсілдері барынша жетілдірілді, қарапайым адамдардың есту қабілетін толық қанағаттандырып. дыбыс пен әуенді табиғи қалпына өте жақын күйде бере алады. Ал кейбір кәсіпқой музыканттарға ұнамаса, ол субъективті қабылдауы болса керек. Оның үстіне қазіргі техникалық құралдардың деңгейі де, бағасы да әр түрлі.
Сонымен, цифрлық дыбыстың сапасы компьютерлік чипке - аналогтық-цифрлық және кері өзгерткішке байланысты. Кейбір осындай сапалы өзгерткіштер бір секундта 48000 тербеліске дейін іріктеп, кванттап, кодқа түсіреді. Бүл -- өте жоғары көрсеткіш. Осыған байланысты тағы бір тауқымет туындайды. Дыбыстың сапасы неғұрлым жоғары болған сайын ол компьютердің ресурстарын көп пайдаланады, сақтап қоюға көп кеңістік қажет болады. Мысалы, стерео режимінде жоғары сапалы бір минуттық музыканы жазу үшін 10 мегабайттан аса диск кеңістігі қажет екен. Осыдан келіп оны сығымдау қажеттілігі туындайды. Қазір мұның да үздік алгоритмдері түзілген, олар ұқсас тербелістерді біріктіру, адам құлағы ести бермейтін жиіліктерді алып тастау сияқты жолдармен мағлұматтарды төрт, кейде тіпті он есеге дейін қысқартып, компьютерде өңдеуді жеңілдетеді. Ал дыбыс сапасындағы өзгерісті екінің бірі аңғара да бермейді.
Дыбысты компьютерге көшірудің артықшылықтары қандай дегенде мына мәселелерге назар аударамыз:
- цифрлы сигнал сапасын ешқашан жоймайды, өздігінен өзгермейді, мысалы, елу жылдан кейін де сол күйінде сақталады, ал аналогтық магнитті лента ұзақ сақтауға жарамайды және қайта көшіру кезінде сапасы, деңгейі төмендей береді;
- компьютерде өндеу орасан шығармашылық мүмкіндіктерге жол ашады;
- көп арналы өңдеу, қосымша дыбыстармен араластыру, деңгейін өзгерту оңай жүзеге асырылады;
- шу деңгейі өте төмен, аналогтық жүйеде механикалық шу, үйкелістср көп кедергі келтіретіні белгілі;
- қашықтыққа беру мүмкіндігі өте жоғары, цифрлы әуен сол күйінде дүние жүзінің кез келген бұрышында ойналады, интернетпен де жіберуге болады, ал табиғи дауысты сапалы деген телефон жслісімен де екінші қашықтыққа өзгеріссіз беру мүмкін емес;
- лазерлік технологиялармен кірігуі, СД жэне DVD технологиялары музыканы сақтау мен жеткізудің бүгінгі таңдағы ең үздік құралдары болып қалыптасты;
- дыбыс режиссері мен операторы жұмыстарын едәуір жеңілдетгі;
- орасан музыкалық архивтер жасауға және оны еркін тасымалдауға мүмкіндік берді, мысалы қазір МРЗ тәсілімен миллиондаған әндер, музыкалық шығармалар таратылуда;
- радиотарату ісін автоматтандыруға жол ашты;
- мамандардың уақытын үнемдеуі және басқалар.
Осының ішінде музыканы компьютерде өңдеудің жаңа шығармашылық мүмкіндіктеріне қысқа тоқталып өткен орынды.
А. Загуменнов бұл процестерді үш топқа бөледі: қарапайым редакциялау, дыбыс процестері және дыбыс эффектілері.
Қарапайым редакциялау кезінде дыбыс материалы компьютерде өңделіп, артық тұстары алынып тасталады, орындары ауыстырылады және басқа да монтаждаудың дағдылы міндеттері атқарылады. Мысалы, жазып алған сұхбатыңыздың кез келген тұсын кесіп алып тастайсыз, немесе орнын ауыстырасыз, қайталанған сөздерді, іркілістерді жоясыз және басқалар. Ал, абайсызда қателік жіберіп қойсаңыз кері оралып жұмысты қайта жалғастыруыңызға болады. Аналогтық лентамен жүмыс істегенде байқаусыз қиған тұсыңызды қайта қалпына келтіру тіпті де қиын.
Дыбыс процестеріне мына міндеттер жатады:
- дыбыс тербелістерін біріктіру;
- кері аудару, әдетте стереоэффекті қалпына келтіру үшін
жасалады;
- тербеліс деңгейлерін өзгерту, мысалы тым жоғары, қаттышыққан дыбысты төмендетеді, т.с.с;
- тұрақты токты өзгерту;
- қалыптандыру, дыбыс деңгейін бір дәрежеге көтеру үшін қажетті аса маңызды функция, оны қолданғанда дыбыс деңгейінің кенеттен төмендеп кетуі, бәсеңсуі болмайды, сапасына нүқсан келтірмей, бұл операция осындай ой-шұқырларды теңестіреді;
- панораманы кеңіту, дыбыстың шекарасын, ауқымын кеңітеді;
- жиілігін түзету, бір сапа деңгейінен екіншісіне ауыстыру, мысалы Интернетте тарату үшін жоғары сапалы дыбыс қажет емес, сондықтан оны төмен жиілікке түсіру арқылы файлдың көлемі ықшамдалады және тез тасымалдануы үшін жеңілдетіледі;
- әр түрлі сүзгілер, олар дыбысқа қосымша реңк беру үшін қолданылады.
Дыбыс эффектілері ретінде мыналар қарастырылады:
- сигналды тежеу;
- тербелісі мен фазасын өзгерту;
- дыбысталу деңгейі мен уақытын өзгерту;
- ерекше эффектілер колдану;
- жаңғырық;
- караоке жэне басқалар.
Компьютерде дыбысты өңдеу тәжірибесі күн өткен сайын толыға түсуде және бұл бағытта мыңдаған адамдар ізденістер жүргізіп, жаңа мүмкіндіктерді ашып, бар технологияны жетілдіруде, көптеген арнайы мектептер мен жоғары оқу орындары мамандар даярлау ісімен айналысуда. Болашағы зор нарық ретінде де қалыптасып үлгерді.
Радиотехнологиялар да бір орнында қалып қоймай күнделікті даму үстінде. Соңғы кезде ол жаңа бір технологиялық секіріс жасады. Бұған дейін радио ҒМ диапазонына көшуіне байланысты дыбыс сапасы едәуір жақсарып, жаңа деңгейге көтерілген еді. Болашақта барлық радиохабарларын тарату цифрлы форматқа көшпекші. Бұл үрдіс шетелдерде жаппай қолға алынуда. Мұндай жағдайда цифрлы радиоқабылдағыштар арқылы қазіргіден жоғары сапалы тіпті ауқымды естілетін дыбыс сапасына қол жеткізуіміз мүмкін. Шағын ғана радиоқабылдағыш құралдар сізді қай жерде жүрмеңіз ақпаратпен қамтамасыз етіп, болып жатқан оқиғаларды, ауа райын, ақша бағамдарын біліп отырасыз және сазды музыкалық шығармаларды тыңдайсыз.
Интернет арқылы радиотаратудың да кең колданысқа енетіндігі сөзсіз. Қазір оның екі мүмкіндігі бар. Оның біріншісі, реал-аудио яғни нақты уақытпен жер шарының кез келген нүктесіндегі әуе толқынына тарап жатқан станцияларды тыңдау. Екінші, веб-серверлерде сақталған радиохабарларын тыңдау, Оларды тікелей, болмаса өз компьютеріңізге көшіріп алып тыңдауга болады. Осыған байланысты өз радиохабарларыңды Интернет арқылы тарату қаражат шығынын талап етпейтін мол мүмкіндік ашады. Кез келген журналист, музыкант Интернетке өз хабарларын орналастырып, ешқандай радиожиілік сатып алмай-ақ, тендерге қатыспай-ақ хабар тарата алады.
Көп арнаны жазудың артықшылығы әрқайсысын жеке өңдеп, сан рет өзгертуге болатындығы, ал нәтиженің басқа жолдарға әсер етпейтіндігі. Осындай тәсілмен көбіне музыкалық аранжировка жасалады, яғни музыка мен дауысты сәйкестендіру, деңгейлестіру жүзеге асырылады, минусовкалар, фонограммалар даярланады. Мұндай музыкалық құралдар МIDI редакторлар деп аталады. Оның бір мысалы, Cakewalk бағдарламасы.
Компьютерде дүниеге келген музыкалық шығарманы нотаға түсіретін арнайы Finale сияқты бағдарламалар да бар, онда компьютер өзі әуеннің ырғағын, жиіліктерін, деңгейін бағалап нота сызығына түсіреді, қағазға бастырып алуға мүмкіндік жасайды.

1.2. Сандық жүйенің негізі коррекциары
Сандықты да АБЖ-ныда жобалау кезінде көп жағдайларда бір тапсырма орындалады. Көбінесе үрдісті басқару кезінде, оның шығыс айнымалылары, алдын- ала орнатылған кейбір талаптарын қаннағаттандыру керек. Шығыс және кіріс дабылдардың арасында қате дабылдың пайда болуы үшін, дәстүрлі жобалауды яғни,кері байланысты қолдануды қолдайды. Сондықтан реттегіш (регулятор), қолдануға тура келеді, реттегіш болса өз міндеттінде келегенде қате дабылды, жүйе сұрап тұрған талабына сәйкестендіріліп береді. Осы тапсырма сандық АБЖ-да алуан түрлі шешімдерінің көптігімен және мықтылығымен рекшелінеді. Жобалаушы адам аналогты және сандық реттегішті қолданарда олардың қосатын орындарын ауыстыра(варьировать) алады.
Дәстүрлі синтез әдістерін қарастырайық, негізіне қатаң берілетін жүйе конфигурациясы кіреді. Сонымен қатар жобалаушы адам ең басынан жуйе конфигурациясын орнатып алады да, сосын ғана өзгерілмейтін бөлік пен реттегішті іске қосады.
Біз практикада жиі кездесетін сандық АБЖ-ның конфигурациясын мысал ретінде қарастырайық.
Аналогті реттегіші бар сандық жүйе (1-сурет )
1-сурет
Жүйе сандық белгілеріде болуы мүмкін, оның себебі кіріске келетін ақпараттың немесе каналда қайта байланыстың сандық қасиеттеріге ие болуы.(сандық датчик).
Аналогті құрылғы шығыс дабылының сандық бөлігін оның сүзгі арқылы түзулейді немесе декодировать етеді.
Тура тізбектегі сандық реттегішті жүйе (2-сурет )

2-сурет

Тізбектегі сандық АБЖ аналогті реттегішпен (3-сурет)
3-сурет

Сандық АБЖ сандық реттегішпен (4-сурет)
4-сурет
Дәстүрлі синтездеу әдісінен басқа сандық АБЖ-ның жазықтағы орналасу күйі әдісіде бар . Айнымалы күйдегі қайта байланысу синтездеудің мықты құралы болып табылады.
Көпөлшемді сандық АБЖ-ның кері байланыспен (5-сурет)
5-сурет
Барлық жағдайдағы айнымалы күйді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.