Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było zbadanie wpływu zakłóceń na transmisję cyfrową. Stanowisko laboratoryjne było zbudowane w programie Tina. Układ zbudowany był z generatora napięcia VG2, generatora zakłóceń VG1 oraz licznika sygnałów, który pokazuje wynik w kodzie BCD. Układ nadawał sygnał podstawowy (fala kwadratowa) i jednocześnie sygnał zakłócający (fala trójkątna). Sygnał zakłócony trafiał do licznika, który zliczał ilość sygnałów.
Sygnał zakłócający(A=±2,5)
T=1/f=10m
Sygnał wejściowy(A=±2)
T=1/f=500µ
Nadając sygnał wejściowy oraz sygnał zakłócający o różnych częstotliwościach(2Hz, 2,5Hz oraz 3 Hz), odczytywaliśmy w kodzie BCD ilości zliczonych sygnałów. Dokonaliśmy po 5 powtórzeń dla każdej częstotliwości.
Wyniki ćwiczenia przedstawiają tabele niżej:
Dla f= 2 Hz
Lp | Kod BCD | Kod dziesiętny |
---|---|---|
1 | 0100 0100 | 44 |
2 | 0100 0100 | 44 |
3 | 0100 0100 | 44 |
4 | 0100 0100 | 44 |
5 | 0100 0100 | 44 |
Dla f= 2,5 Hz
Lp | Kod BCD | Kod dziesiętny |
---|---|---|
1 | 1010 0110 | 56 |
2 | 1010 0110 | 56 |
3 | 1010 0110 | 56 |
4 | 1010 0110 | 56 |
5 | 1010 0110 | 56 |
Dla f= 3 Hz
Lp | Kod BCD | Kod dziesiętny |
---|---|---|
1 | 0110 1010 | 65 |
2 | 0110 1010 | 65 |
3 | 0110 1010 | 65 |
4 | 0110 1010 | 65 |
5 | 0110 0000 | 60 |
Wnioski:
Analizując wyniki zauważyłem, że wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału zakłócającego pojawiają się sygnały zakłócające i jest ich coraz więcej.
Zagadnienie do opracowania
Dlaczego przebieg niski na wyjściu nie jest układu nie jest zakłócany?
Nie jest zakłócany ponieważ układ sumuje tylko sygnał wysoki a przebieg niski jest pomijany w sumowaniu sygnałów.
Metody eliminacji wpływu zakłóceń elektromagnetycznych w układach cyfrowych
Jednym ze znanych mi sposobów redukcji zakłóceń cyfrowych jest filtracja adaptacyjna, która polega na nieustannym dostrajaniu się układu filtrującego do zmiennych warunków pracy. Wykorzystuje się do tego celu kilka rodzajów algorytmów, z czego najpopularniejszym jest LMS (ang. Least Mean Square) i znajduje zastosowanie np. w telefonach komórkowych. Jest to sposób dość zaawansowany.
Ponadto istnieje dużo innych, prostszych i mających większe zastosowanie metod eliminacji wpływu zakłóceń elektromagnetycznych. Są to m.in.
- stosowanie uziemień,
- ekranowanie podzespołów i kabli,
- ograniczenia częstotliwościowe oczekiwanego sygnału (określamy jaką częstotliwość ma sygnał oczekiwany przez filtr),
- właściwe rozmieszczenie przewodów i elementów układu (brak możliwości zakłócania wzajemnego elementów układu),
- stosowanie adekwatnego do otoczenia okablowania.
Poza tym, możliwościami eliminacji zakłóceń w układach cyfrowych stosuje się zabezpieczenia w samym kodowaniu wysyłanego sygnału. Pozwalają one na eliminację nieprawidłowo przesłanych pakietów danych (bit parzystości).