Mikä on näytteenottolauseen lauseke ja sen sovellukset

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Signaalilla on kolme ominaisuutta, kuten jännite tai amplitudi, taajuus, vaihe. Signaalit esitetään vain analogisessa muodossa, jossa digitaalinen muoto tekniikkaa ei ole saatavilla. Analogiset signaalit ovat jatkuvia ajallisesti ja jännitetasojen eroja signaalin eri jaksoissa. Tässä tärkein haittapuoli on, että amplitudi muuttuu jatkuvasti signaalin jakson mukana. Tämä voidaan voittaa signaalin esityksen digitaalisella muodolla. Tällöin signaalin analoginen muoto voidaan muuntaa digitaaliseksi muodoksi käyttämällä näytteenottotekniikkaa. Tämän tekniikan lähtö edustaa sen analogisen signaalin erillistä versiota. Täältä löydät tämän artikkelin, mikä on näytteenottolause, määritelmä, sovellukset ja sen tyypit.

Mikä on näytteenottolause?

Jatkuva signaali tai analoginen signaali voidaan edustaa digitaalisessa versiossa näytteiden muodossa. Tässä näitä näytteitä kutsutaan myös erillisiksi pisteiksi. Näytteenottolauseessa tulosignaali on analogisessa signaalimuodossa ja toinen tulosignaali on näytteistyssignaali, joka on pulssijunasignaali ja jokainen pulssi on tasavälinen jakson 'Ts' kanssa. Tämän näytteenottosignaalin taajuuden tulisi olla yli kaksinkertainen analogisen tulosignaalin taajuuteen. Jos tämä ehto täyttyy, analogisessa signaalissa, joka on täydellisesti esitetty erillisessä muodossa, analoginen signaali saattaa menettää amplitudiarvonsa tietyin aikavälein. Kuinka monta kertaa näytteenottotaajuus on enemmän kuin analogisen tulosignaalin taajuus, samalla tavalla näytteistetty signaali tulee olemaan täydellinen erillinen signaalin muoto. Ja tämän tyyppiset erilliset signaalit suoritetaan hyvin rekonstruointiprosessissa alkuperäisen signaalin palauttamiseksi.




näytteenotto-lohkokaavio

näytteenotto-lohkokaavio

näytteenottolauseen määritelmä

Näytteenottolause voidaan määritellä analogisen signaalin muuntamiseksi erilliseksi muodoksi ottamalla näytteenottotaajuus kaksinkertaiseksi analogisen tulosignaalin taajuudeksi. Tulosignaalin taajuus merkitty Fm: llä ja näytteenottosignaalin taajuus merkitty Fs: llä.



Lähtönäytesignaalia edustavat näytteet. Näitä näytteitä ylläpidetään aukolla, näitä aukkoja kutsutaan näyteajaksoksi tai näytteenottoväliksi (Ts). Ja näytteenottojakson vastavuoroisuus tunnetaan nimellä 'näytteenottotaajuus' tai 'näytteenottotaajuus'. Näytteiden lukumäärä esitetään näytteistetyssä signaalissa, joka ilmaistaan ​​näytteenottotaajuudella.

Näytteenottotaajuus Fs = 1 / Ts

Näytteenottolauseen lausunto

Näytteenottolauseessa todetaan, että 'aikamuunnelman jatkuva muoto voidaan esittää signaalin erillisessä muodossa näytteiden avulla ja näytteistetty (erillinen) signaali voidaan palauttaa alkuperäiseen muotoon, kun näytteenottosignaalin taajuus Fs, jolla on suurempi taajuus arvo tai yhtä suuri kuin tulosignaalin taajuus Fm.


Fs ≥ 2Fm

Jos näytteenottotaajuus (Fs) on kaksinkertainen tulosignaalin taajuuteen (Fm), niin tällaista ehtoa kutsutaan Nyquist-kriteereiksi näytteenotolle. Kun näytteenottotaajuus on kaksinkertainen, tulosignaalin taajuus tunnetaan nimellä “Nyquist rate”.

Fs = 2Fm

Jos näytteenottotaajuus (Fs) on alle kaksinkertainen tulosignaalin taajuuteen, tällaisia ​​kriteerejä kutsutaan Aliasing-vaikutukseksi.

Fs<2Fm

Joten näytteenottotaajuuskriteereistä on mahdollista saada kolme ehtoa. Ne ovat otanta-, Nyquist- ja aliasing-tiloja. Nyt näemme Nyquist-näytteenottolause.

Nyquist-näytteenottolause

Muunnettaessa analoginen signaali erilliseksi versioksi näytteenottoprosessissa valittu näytteenottosignaali on tärkein tekijä. Ja mitkä ovat syyt saada vääristymiä näytteistyslähtöön muunnettaessa analogia erilliseksi? Tämän tyyppisiin kysymyksiin voidaan vastata 'Nyquist-näytteenottolause'.

Nyquist-näytteenottolauseessa sanotaan, että näytesignaalin taajuuden tulisi olla kaksinkertainen tulosignaalin korkeimmalla taajuuskomponentilla, jotta saadaan vääristymiä vähemmän lähtösignaalia. Tutkijan nimen mukaan Harry Nyquist nimetään Nyquist-näytteenottolauseeksi.

Fs = 2Fm

Näytteenotto lähtöaaltomuodot

Näytteenottoprosessi vaatii kaksi tulosignaalia. Ensimmäinen tulosignaali on analoginen signaali ja toinen tulo on näytteistyspulssi- ​​tai ekidistidipulssijuna-signaali. Ja lähtö, josta sitten näytteistetään signaali, tulee kertolohkosta. Näytteenottoprosessin lähtöaaltomuodot on esitetty alla.

Näytteenotto-lähtö-aaltomuodot

Näytteenotto-lähtö-aaltomuodot

Shannonin näytteenottolause

Näytteenottolause on yksi tehokkaista tekniikoista viestintä käsitteet analogisen signaalin muuntamiseksi erilliseksi ja digitaaliseksi muodoksi. Myöhemmin digitaalisten tietokoneiden kehitys Claude Shannon, amerikkalainen matemaatikko, otti tämän näytteenottokonseptin käyttöön vuonna digitaalinen tiedonsiirto analogisen muuntamiseksi digitaaliseksi. Näytteenottolause on erittäin tärkeä käsite viestinnässä, ja tämän tekniikan tulisi noudattaa Nyquist-kriteerejä aliaksen vaikutuksen välttämiseksi.

Sovellukset

Niitä on vähän näytteenottolauseen sovellukset on lueteltu alla. He ovat

  • Äänenlaadun ylläpitäminen musiikkitallenteissa.
  • Näytteenottoprosessi, jota voidaan käyttää analogin muuntamiseen erilliseksi muodoksi.
  • Puheentunnistus järjestelmät ja kuvion tunnistusjärjestelmät.
  • Modulaatio- ja demodulaatiojärjestelmät
  • Anturitietojen arviointijärjestelmissä
  • Tutka ja radionavigointijärjestelmän näytteenotto on mahdollista.
  • Digitaaliset vesileima- ja biometriset tunnistusjärjestelmät, valvontajärjestelmät.

Näytteenottolause alipäästösignaaleille

Alipäästösignaalit, joilla on matala taajuus, ja aina kun tämäntyyppisten matalataajuisten signaalien on muunnettava erillisiksi, näytteenottotaajuuden tulisi olla kaksinkertainen näiden matalataajuisten signaalien kanssa, jotta vältetään erillisen lähtösignaalin vääristymät. Tätä ehtoa noudattamalla näytesignaali ei mene päällekkäin ja tämä näytteistetty signaali voidaan rekonstruoida alkuperäiseen muotoonsa.

  • Kaistanrajoitussignaali xa (t)
  • Xa: n (t) Fourier-signaalin esitys Xa (F) -rekonstruktiota varten

Todiste näytteenottolauseesta

Näytteenottolauseessa todetaan, että analogisen signaalin esittäminen erillisessä versiossa voi olla mahdollista näytteiden avulla. Tulosignaalit, jotka osallistuvat tähän prosessiin, ovat analoginen signaali ja näytepulssijonojakso.

Analogiatulosignaali on s (t) 1

Näyte pulssijuna on

näyte-pulssi-juna

näyte-pulssi-juna

Analogisen tulosignaalin spektri on

Tulosignaalin spektri

Tulosignaalin spektri

Fourier-sarjan esitys pulssijunasta on

Fourier-sarja-näyte-pulssin esitys

Fourier-sarja-näyte-pulssin esitys

Näytteen lähtösignaalin spektri on

näytteen ulostulosignaalin spektri

näytteen ulostulosignaalin spektri

Kun nämä pulssijonosekvenssit ovat kerrannaisia ​​analogisen signaalin kanssa, saadaan näytteistetty lähtösignaali, joka on merkitty tässä muodossa g (t).

näytteistetty-lähtö-signaali

näytteistetty-lähtö-signaali

Kun yhtälöön 3 liittyvä signaali kulkee LPF: stä, vain Fm –Fm-signaali kulkee vain lähtöpuolelle ja jäljellä oleva signaali poistetaan. Koska LPF on osoitettu katkaisutaajuudelle, joka on yhtä suuri kuin analogisen tulosignaalin taajuusarvo. Tällä tavalla toisella puolella analoginen signaali, joka muuttuu erilliseksi ja palautuu alkuperäiseen asentoonsa, kulkee yksinkertaisesti alipäästösuodattimesta.

Näin ollen kyse on yleiskatsauksesta näytteenotto lause. Tässä on kysymys sinulle, mikä on Nyquist-korko?