Расчет параметров АЦП

В современной системе связи информация передается в цифровой форме. Такое представление универсально для любого вида информации. Его основой является теорема Котельникова, по которой любой сигнал с ограниченным спектром может быть представлен совокупностью отсчетов (выборкой) - мгновенными значениями через определенный интервал времени . Множество таких значений называется выборкой; математическая форма записи которой следующая:

, (3.1)

где - функция Дирака.

Исходный сигнал может быть представлен по выборке с помощью ортогонального ряда Котельникова:

. (3.2)

Система связи должна передать выборку любым способом, однако чаще это реализуется при цифровом представлении сигнала. Такая оцифровка выполняется аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). Обычно информация на выходе АЦП представлена в параллельном коде, который для передачи необходимо преобразовать в последовательный. Эта операция (рисунок 3.1) реализуется специальными микросхемами - преобразователями, построенными на регистрах сдвига.

Рисунок 3.1 - Сигналы АЦП

Основные характеристики АЦП - частота запуска и разрядность выходного кода.

В приемнике по выборке можно восстановить исходный сигнал различными способами, например, при помощи фильтра низких частот с граничной частотой, равной верхней частоте сигнала [1].

Интервал дискретизации заданного сигнала по времени определяется на основе теоремы Котельникова по неравенству:

, (3.3)

где - верхнее значение частоты спектра сигнала.

Для выбранного сигнала Гц.

Тогда согласно (3.3) интервал дискретизации с.

Частота запуска АЦП Гц.

Выберем частоту дискретизации с 4-х кратным запасом для уменьшения погрешностей преобразования.

Гц.

Соответственно с.

Рисунок 3.2 - Дискретизированный во времени сигнал № 8

Следующими этапами преобразования сигнала являются квантование импульсных отсчетов по уровню и кодирование. Разрядность кодов определяется исходя из динамического диапазона квантуемых по уровню импульсных отсчетов.

В качестве верхней границы динамического принимаем напряжение самого большого по амплитуде отсчета: В.

Нижняя граница диапазона определяется по формуле:

, (3.4)

где - динамический коэффициент (по заданию ):

В.

Для самого малого по амплитуде импульсного отсчета задается соотношение мгновенной мощности сигнала и мощности шума квантования:

, (3.5)

где - мощность шумов квантования при равномерной шкале квантования,

, (3.6)

где - шаг шкалы квантования,

Интересное из раздела

Расчет спектральных характеристик сигналов и каналов связи
На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирских перев ...

Расчет потенциометрического датчика
Потенциометрическим датчиком (ПД) называется элемент автоматики, осуществляющий преобразование механического превращения (углового или линейного) ...

Контроль параметров ошибок в трактах цифровых систем передачи
Основной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых методов ...