PRÓBKOWANIE SYGNAÓW ANALOGOWYCH

WSTP.

Wszystkie cyfrowe przydy pomiarowe wyposarzone s w przetworniki A|C , op0rócz kwantowania sygnau analogowego ( zmiana wartoci analogowej na odpowiedni warto liczbow ) fdokonuje równiw jego próbkowania w dzioedzinie czasu. Szczególnie znaczenie odgrywa próbkowanie w sytuacji gdy warto mierzona ulega zmian ,a istotne jest okrelenie charakteru tuch zmian bdz ich zapamitanie.

Próbkowanie polega na pobieraniu w okreslonuch odstpach czasu wartoci próbek z pewnego przebiegu wielkoci ciagej x(t) w taki spposób, aby cig próbek umoliwia najwierniejsze odzwierciedlenie caego przebiegu funkcji. Pdczas próbkowania nastepuje wic dyskretyzacja argumentu: tk = kts, k - numer próbki, a cig próbek {x(kts)} jest dyskretna reprezentacj sygnau x(t). Przy analizie procesu próbkowania zakada si próbkowanie okresowe o okresie Ts , znanym okresie próbkowania i czestosci próbkowania Fs = 0x01 graphic
.

W przypadku naturalnego próbkowania idealnego przyjmuje si punktowe pobieranie informacji o wartoci funkcji co oznacza e impulsy próbkujuace powinny mie nieskoczenie ma szeroko Operacja próbkowania jest równowana pomnieniu przebiegu x(t) przez cig impulsów próbkujcych o jednostkowej amplitudzie, co daje w rezultacie cig impulsów zmodulowanych w których odpowiednio zachowana jest informacja o orginalnym przebiegu x(t).

Potrzeba stosowania próbkowania wystepuje w wielu dziedzinach technniki, jednak szczegolnie jest widoczna w telekomjunikacji, gdzie dy si do przesania jak najwiuekszej liczby informacji przy najniszych kosztach. Probkowanie wykorzystuje si tu m.in. w poczeniach miedzxy centralami, wykonujc dodatkowe zwielokrotnienie informacji w kanale transmicyjnym.

1) OKRELANIE CZSTOTLIWOCI GRANICZNEJ FILTRÓW:

1.1) SCHEMAT UKADU

0x01 graphic

1.2) TABELA POMIAROWA DLA FILTRU 1:

dla 200 Hz napicie wynosi 0.6 V

2.45/ 2 =1.75V

Uwy

f

[V]

[Hz]

3

3

3

2.9

2.85

2.78

2.65

2.5

2.38

2.25

2.1

2.1

1.85

1.6

1.52

1.46

1.35

1.25

1.19

1.1

1

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

1.3) CHARAKTERYSTYKA UWY = f (f) DLA FILTRU 1

0x01 graphic

1.3) TABELA POMIAROWA DLA FILTRU 2:

dla czstotliwoci 500 Hz napicie wynosi 2.6 V

2.6/ 2 = 1.85 V

Uwy

f

V

Hz

2.4

2.45

2.5

2.6

2.65

2.7

2.9

2.9

3

3

2.8

2.2

1.85

1.6

1.45

0.9

0.6

0.35

100

250

300

500

600

700

1 k

1.2 k

1.5 k

2 k

5 k

7 k

8 k

9 k

10 k

12 k

15 k

20 k

1.4) CHARAKTERYSTYKA UWY = f (f) DLA FILTRU 2

0x01 graphic

2) WPYW CZSTOTLIWOCI PRÓBKOWANIA NA WIERNO SYGNAÓW (znieksztacenia)

0x01 graphic

2.1) TABELA POMIAROWA:

fsyg

fs

f filtracji

he

Hz

Hz

Hz

[%]

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1600

1800

2000

2200

3000

5000

8000

15000

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

52

51

43

40

39

23

22

20

19

16.5

15

13.5

12

10.5

10

9

8

7.5

7.5

7.5

2.2) CHARAKTERYSTYKA h = f (f)

0x01 graphic

3) ZWIELOKROTNIANIE INFORMACJI W KANALE (pomiar przesuchu).

0x01 graphic

3.1) TABELA POMIAROWA:

fsyg

f.próbk

U1

U2

f.filtracji

Hz

kHz

mV

V

Hz

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

140

0.5

1

2

3

4

6

8

9

10

15

17

20

21

22

24

26

28

30

35

40

42

40

21

28

31

33

38

40

.41

42

43

54

62

82

89

94

145

150

175

180

230

270

285

300

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

0x01 graphic

3.2) CHARAKTERYSTYKA U1 = f (f)

0x01 graphic

4) WNIOSKI

Celem powyszego wiczenia byo zapoznanie si z metodami próbkowania sygnaów analogowych. Sygna analogowy przed próbkowaniem zostaje poddany filtracji (przepuszcza si go przez filtr dolnoprzepustowy), ograniczajcy wysze czstotci akustyczne do okoo 3 kHz. Nastpnie sygna jest próbkowany w kilku torach jednoczenie, przy czym sygnay próbkujce s przesunite wzgldam siebie i przesane jednym torem przy pomocy multipleksera. Sygna odbierany jest za pomoc demultipleksera i szereg filtrów odtwarzajcych pierwotny przebieg sygnaów.

wiczenie to skadao si z trzech czci:

W pierwszej z nich wyznaczylimy czstotliwosci graniczne filtrów dolnoprzepustowych. Pierwszy filtr ma czstotliwo graniczn f = 210 Hz, a drugi f = 8 kHz.

Drugim punktem wiczenia by pomiar znieksztace w zalenoci od czstotliwoci. Na uzyskanej w ten sposób charakterystyce wida, e im wysza jest czstotliwo próbkowania tym znieksztacenia s nisze.

Ostatni czci wiczenia byo badanie wielkoci przesuchu midzy kanaami. Okazuje si, e wielko ta jest równie w bardzo duym stopniu zalena od czstotliwoci ale w odwrotnym stopniu niz znieksztacenia (im wysza czstotliwo, tym wikszy przesuch midzy kanaami.