31195

Принципы квантования сигналов по времени амплитуде

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Точность представления аналоговых сигналов в дискретной форме тем выше чем меньше интервал квантования. В теории передачи информации для обоснования выбора шага квантования аналоговых сигналов обычно используют теорему В.5 fmx где fmx максимальная частота спектра сигналов.

Русский

2013-08-25

36 KB

5 чел.

Принципы квантования сигналов по времени амплитуде

Принципы квантования сигналов по времени.

Для того, чтобы аналоговый сигнал мог быть оцифрован, необходимо представить его в виде дискретных значений амплитуд через определенные промежутки времени. Это означает, что

непрерывный аналоговый сигнал должен быть представлен в виде дискретной временной

последовательности отсчетов. При этом расстояние по времени между отсчетами – шаг квантования по времени - принято выбирать постоянным на весь цикл записи сейсмограммы. В момент выборки (опроса) измеренное значение амплитуды сигнала совпадает с истинным значением. В промежутках между отсчетами истинную амплитуду сигнала принято считать равной тому значению, которое может быть получено путем линейной интерполяции между двумя соседними отсчетами. Точность представления аналоговых сигналов в дискретной форме тем выше, чем меньше интервал квантования. В теории передачи информации для обоснования выбора шага квантования аналоговых сигналов обычно используют теорему В. А. Котельникова (СССР). Из этой теоремы следует, что для однозначной передачи по линии связи непрерывной функции с ограниченным спектром частот достаточно передавать ее отдельными значениями, взятыми с интервалом дельта t:  дельта t=0.5/fmax, где fmax - максимальная частота спектра сигналов. Дискретизация, осуществляемая с выбранным таким образом временным интервалом, позволяет сохранить в кодируемом сигнале все гармонические составляющие, частоты которых меньше половины частоты дискретизации. Частоту, равную половине частоты дискретизации, принято называть частотой Найквиста fN, в честь американского физика, впервые обратившего внимание на ее роль в теории передача сигналов. По определению, fN=0.5/дельта t=0.5*fкв,

где fкв - частота квантования.  Поскольку строгое определение максимальной частоты спектра сейсмического сигнала всегда затруднительно, то помимо теоремы В. А. Котельникова принимают во внимание еще одно условие - погрешность кусочно-линейной аппроксимации амплитуды квазигармонических сигналов |сигмаА|max=|1-cos(омега*дельта t/2)|. Практическую частоту квантования выбирают в четыре раза выше максимальной частоты регистрируемых колебаний:

fкв=4fmax. При обратном процессе - процессе получения аналоговых сигналов из дискретных цифровых записей возникают особые искажения, обусловленные проникновением помех из высокочастотной части спектра регистрируемых сейсмических колебаний. В области части спектра сигналов, ограниченных сверху частотой Найквиста fN, могут регистрироваться помехи,

обусловленные существованием компонент спектра аналогового сигнала на частотах выше fN.Для устранения помех, связанных с явлением такого наложения периодических спектров, сейсмические сигналы до квантования по времени должны быть подвергнуты низкочастотной фильтрации. Для этого во всех сейсморазведочных станциях имеются фильтры низкой частоты, называемые также антиаляйсинг-фильтрами. Эти фильтры должны иметь граничную частоту, существенно меньшую частоты квантования и значительную крутизну среза амплитудно-частотной характеристики.

Квантование сигналов по амплитуде.

Процесс измерения амплитуды выборки аналогового сигнала и представление измеренного значения в виде двоичного кода называется квантованием сигнала по уровню (амплитуде). Это преобразование осуществляется устройством, которое принято называть преобразователем аналог-код (ПАК). Любой сигнал можно измерить лишь с точностью до половины величины последнего разряда ПАК. Эта величина называется разрешающей способностью ПАК. Она представляет собой наименьшее различимое преобразователем приращение аналогового сигнала, способное вызвать изменение выходного кода сигнала на единицу младшего разряда. Чем выше разрядность ПАК, тем выше его разрешающая способность. Число разрядов ПАК определяет так называемый теоретический динамический диапазон сейсморазведочной станции, дБ:  D=20lg*(Amax/Amin)=20lg(Uo/(Uo/2^n))=20lg2^n=6n, где Amах и Amin - максимальный и минимальный сигналы, которые может регистрировать данная сейсморазведочная станция.

Динамический диапазон 14-разрядного ПАК достаточно велик (84 дБ), но все-таки заметно меньше возможного динамического (порядка 120 дБ) диапазона обычно регистрируемых

отраженных волн. Поэтому в цифровых сейсморазведочных станциях с таким типом ПАК

вынуждены были применять еще и специальные расширители динамического диапазона – усилители с системами мгновенной автоматической регулировки усиления - МАРУ. Только совместная работа таких усилителей и ПАК позволяла иметь в сейсморазведочных станциях общий теоретический динамический диапазон, гарантирующий неискаженную регистрацию отраженных волн.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75024. Новогодние приключения, представление для учащихся 7-8 классов 95 KB
  Формирование эстетического восприятия прекрасного в окружающей действительности; воспитание интереса и стремления детей к развитию художественных способностей и творческой деятельности в различных видах искусства и литературы, усовершенствование эстетических знаний, умений и навыков...
75025. Україна велика повстала зі сну. Виховний захід 2.34 MB
  Узагальнити та систематизувати знання учнів про Україну, її історію, державні та народні символи. Розвивати увагу, память, виразність читання. Виховувати любов до рідної країни, почуття патріотизму...
75026. АЛГОРИТМ ИСПУСКАНИЯ ЛУЧЕЙ НА ВЕКТОРНО-РАСТРОВЫХ ГИС-МОДЕЛЯХ В ЗАДАЧАХ РАСЧЕТА ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СЕЛИТЕБНОЙ ТЕРРИТОРИИ 4.07 MB
  разработка эффективных алгоритмов расчета эквивалентных уровней шумов на селитебной территории с возможностью построения шумовых карт. Алгоритмизация и моделирование процесса распространения звуковых волн в условиях городской застройки.
75027. У Миколая багато роботи, Розробка виховного заходу для учнів початкових класів 56 KB
  Не так давно в Україні Новий рік зустрічали зі Святим Миколаєм більше знаним у народі як Миколай Чудотворець. У зимову ніч з 18 на 19 грудня святий Миколай спускався на срібній вервечці з неба. А скоро прийде Миколай Мати. Біжіть швиденько спати В дорозі Миколай Тільки не забудьте помолитися перед сном.
75028. Норми морального життя. Урок з основ християнської етики 115 KB
  Допомогти дитині зрозуміти Заповіді Божі їх дотримання у своєму житті наше ставлення до них збагатити словниковий запас виховувати любов до Божого слова та виконання всіх заповідей. Що це за шлях істинний це дотримання і збереження Божих Заповідей. Часто вони виникають із Божих заповідей. А зараз прослухайте ще одну притчу про те як Бог дав Ізраїльтянам десять заповідей.
75029. Сімейні обереги. Сценарій дитячої вистави 57.5 KB
  Вчити передавати почуття героїв вистави. Розвивати артистичні здібності, уміння триматися на сцені. Виховувати культуру святкування дня народження, гостинність, доброту. Прищеплювати любов до традицій свого народу...
75030. Українська хата. Обереги, Позакласний захід 48 KB
  Між дверима і піччю стояли кочерга рогач коцюба хлібна лопата. Піч служить українському селянинові тричі: а для опалення житла; б як тепле спальне місце; в для приготування їжі випікання хліба. Піч мати головна в хаті берегиня бо хліб народжувала. На неї клали хліб і накривали теж вишиваним рушником.
75031. Оберіг душі й родини, позакласний виховний захід 147 KB
  Зацікавити учнів вивченням історії розвитку лялькимотанки прищепити повагу до культурних традицій родини й країни. Домогтися глибокого осмислення учнями значення лялькимотанки в житті людини. Про історію народної ляльки та про методику виготовлення та використання ми й поговоримо. Ляльки різних народів відрізняються між собою ззовні і матеріалом з якого зроблені в Африці вона здебільшого камяна або деревяна десь глиняна а ще десь зроблена з тканини але суть і призначення ляльки незмінні і це споріднює більше аніж...
75032. Цікаві моменти історії бухгалтерського обліку, Методична розробка позакласного заходу 80.5 KB
  Метою даної методичної розробки є удосконалення досвіду проведення позааудиторних заходів. Виникнення і розвиток бухгалтерського обліку є невідємною складовою частиною всієї історії людського суспільства. Сучасна наука не дала однозначної відповіді, який момент слід вважати виникненням бухгалтерського обліку...