Dekoder sygnału z cyfrowym do analogowym. Sygnał cyfrowy

Dane techniczne:

· Zawiera profesjonalne i łatwe w użyciu oprogramowanie: Ulead Video Studio 8.0 SE DVD.

· Interfejs USB 2.0

· Przechwytywanie wideo i dźwięku

· Kontrola jasności, kontrast, nasycenie i kolor

· Mały rozmiar

· Plug & Play

· Wsparcie dla wszystkich formatów: Nagraj DVD +/- R / RW, DVD +/- VR i DVD-Video.

· Może być używany do konferencji wideo

· Spełnia specyfikację USB 2.0.

· Obsługa formatów NTSC, PAL, formatu wideo.

· Wejście wideo: jeden kompozytowy RCA, jeden S-Video.

· Wejście audio: Stereovuk 2 RCA

· Wymiary: 88mm * 28mm * 18mm.

· Obsługiwana rozdzielczość: NTSC: 720 * * [Chroniony e-mail] Pal: 720 * [Chroniony e-mail]

Wymagania systemowe:

· Darmowy port USB 2.0

· Windows 2000 / XP / Vista32bit

· CPU Pentium ⅲ 800

· 600 MB wolnego miejsca na dysku do instalacji

· 4 GB i więcej wolnego miejsca na dysku do przechwytywania wideo i edycji.

· Pamięć: 256 MB pamięci RAM.

· Wyświetlacz: minimum 1024 * 768.

· Karta dźwiękowa

Zawartość dostawy:

· 1 x EasyCap USB 2.0 Video Audio Video Capture Adapter

· 1 X. Kabel USB.

· 1 x CD-ROM (oprogramowanie)

Inną ciekawą aplikacją dla urządzenia EasyCap jest rekord obrazu z kamery internetowej. Komputer, więc komputer zamienia się w urządzenie nadzoru wideo. Jest to bardzo niedrogie rozwiązanie, które można wykorzystać do celów domowych lub profesjonalnych.

Na koniec chciałbym powiedzieć, że zakup urządzenia EasyCap jest wskazane, jeśli zamierzasz digitalizować więcej niż 5 filmów formatu VHS. Jeśli archiwum wideo jest mniej, będzie tańszy, aby zamówić nadpisanie wideo na DVD w centrum fotograficznym.

Cześć wszystkim.

W dzisiejszym przeglądu porozmawiamy o konwerterze audio, który konwertuje sygnał cyfrowy do analogowego.

Dzięki rozwojowi technologii, nasze nawyki i potrzeby niestety nie idą nigdzie. Więc się zmieniam stary telewizor. Na bardziej progresywnym modelu odkryto ze smutkiem, że nie ma w nim złącza 3,5 mm do łączenia słuchawek lub innych akustyki. A ponieważ wcześniej byłem podłączony do Systemu Audio TV 2.1, pozbawiony złączy cyfrowych i przestań używać go w przyszłości Nie planowałem, ponieważ jej dźwięk był w pełni zadowolony, wtedy pojawiło się pytanie o sposób, w jaki został połączony. Ponadto czasami podłączam słuchawki do telewizora, aby głośne dźwięki nie były chodzone przez innych członków mojej rodziny.

Studiowany możliwe opcjeStało się jasne, że najłatwiejszy i najbardziej logiczny sposób na rozwiązanie mojego problemu będzie zakup konwertera zdolnego do obracania cyfrowego dźwięku do analogowego. Na szczęście nie ma problemów z takimi konwerterami, jak i każdy może wybrać konwerter wyposażony w niezbędne złącza.

Przed złożeniem zamówienia, aby zmaksymalizować transakcję, zdecydowano się sprawdzić sprzedawcę za pomocą lokalnej usługi. Wyniki testów wykazały, że sprzedawca jest niezawodny i może być zaufany. Szczegółowe dane uzyskane w wyniku testowania można oglądać.

Paczka została wysłana szybko i na drodze spędzonej około miesiąca. Informacje o śledzeniu paczki każdy może zobaczyć.

Konwerter jest dostarczany bez oryginalnego opakowania, moja instancja przyszła w regularny pakiet polietylenowy. Pomimo faktu, że oprócz cienkiej warstwy układanki, zawartość paczki nie chroniła niczego, podczas podróży, jego zawartość nie cierpiała. Tak więc w zestawie dostawy, oprócz samego konwertera: instrukcja, adapter sieciowy Na 1A, kabel zasilający o długości około 1 metra, a także kabel jest kablem optycznym o długości 1,5 metra.

Taki zestaw jest wystarczający, aby zapewnić, że konwerter może natychmiast użyć. Nie kupuj niczego.

Instrukcja drukowana język angielski, Rozmiar - format A5 Arkusz.


Zasadniczo nie ma tu nic szczególnie interesującego. Jeśli tylko charakterystyka techniczna konwertera.

Sam konwerter jest małym pudełkiem z wieloma złączami z każdej strony. Na jego szczycie istnieje informacje o tym, co jest i z których złącza boczne działające na "Zaloguj się", a dzięki "Wyjście". Rozmiar konwertera jest dość kompaktowy - 50 * 40 * 26 mm., Dzięki czemu można rzucić go do telewizora, gdzie nie będzie widoczny i nie przyciągnie uwagi.


Od przeciwnej strony - każdy jest dobrze znany napis "Made in China", a także kilka ikon i twierdzeń, że sprzęt ten jest zgodny z wymaganiami dyrektywy RoHS ograniczającą zawartość szkodliwych substancji.


Sam konwerter jest jakościowo. Wewnątrz nic się nie zawiesza, nie grzechotka. Po skompresowanym przypadku nie pęknie. Luki, luki lub coś takiego. Nie ma również zapachu z tworzywa sztucznego outsair.

Tak więc z "wejścia" znajdują się 3 złącze: Toslink światłowodowy, koncentryczny, jak również złącze zasilania. Nie mogę się doczekać, aby powiedzieć, że natychmiast odłożyłem kompletny adapter sieciowy. Konwerter działa doskonale z złącza USB do 1a dostępnego w telewizji. Ponadto, nie, nie, i oszczędność energii elektrycznej, konwerter działa tylko włączony telewizor włączony.


Od "wyjścia", ponieważ istnieje kilka złączy: para rca "tulipany", minijak 3,5 mm, a także dioda wskazująca, która informuje nas o stanie konwertera: podczas jego działania świeci czerwień.


Nic bardziej interesującego wygląd Nie ma konwertera, co oznacza, że \u200b\u200bmożesz przejść do swoich praktycznych testów. Aby rozpocząć, używamy kompletnego kabla TOSLINK i podłączamy konwerter do sieci.


Można widać, że czerwona dioda znajdująca się na konwerterze oświetlona. W ten sam sposób, sam kabel świeci na czerwono, co wskazuje, że wszystko działa w trybie normalnym. Podłączając kabel światłowodowy do konwertera z drugiej strony, a drugi utknął w nim 3,5 mm. Złącze audio, po raz pierwszy nic nie słyszałem: (ale wtedy przyszedł do mnie, że musisz wybrać żądane źródło dźwięku w ustawieniach telewizyjnych. Po tym wszystko działało, jak powinno.

Teraz o najważniejszej rzeczy - o pojemności pracy. Konwerter działa dobrze. Nie słyszano żadnego hałasu, świszczenia, piszczych i innych nieprzyjemnych dźwięków. Co więcej, jest równo odnosić się zarówno do dźwięków w słuchawkach, jak i do systemu audio 2.1. Sam dźwięk jest głośny i jasny. Nie gorsze niż miałem wcześniej na starej telewizorze podczas podłączenia przez standardowy 3,5 mm. złącze. Co jeszcze się podobało, jest to coś, czego wdrożono możliwość jednoczesnego łączenia kilku gadżetów. Oznacza to, że można go podłączyć za pomocą "tulipanów", a drugi po 3,5 mm. złącze. Więc nie ciągle przełączać przewodów.


Podsumowując wszystko, co tu napisano, mogę powiedzieć, że podobał mi się konwerter i rozważę zakup sukcesu. Wszystko działa dokładnie tak, jak powinno. Nie było żadnych problemów z podłączeniem lub ustawieniem. Więc jeśli masz w telewizorze jako wyłącznie "cyfrowe" połączenia audio, możesz narysować oczy do podobnego produktu - ponownie pomoże ci usłyszeć dźwięk w słuchawkach :) Chociaż szczerze mówiąc, nie jestem bardzo jasny Pragnienie producentów do pozbycia się wyjść "analogowych" ...

Na tym być może wszystko. Dziękuję za uwagę i spędziłem czas.

DAC - Cyfrowy konwerter analogowy - potrzebne do konwersji sygnału audio z cyfrowego formatu do analogowego; Zwykle do transmisji do wzmacniacza lub natychmiastowego dźwięku.

Wszystkie nowoczesne formaty nagrywania audio używają reprezentacji cyfrowej. I utwory na dyskach CD lub Blu-ray i plików MP3 oraz muzyka z iTunes - wszystkie są przechowywane w formacie cyfrowym. W celu odtworzenia tego wpisu należy konwertować na sygnał analogowy - ta funkcja i wykonuje konwerter analogowy cyfrowy. Wbudowany DAC jest obecny w dowolnym urządzeniu odtwarzającą muzykę. Ale często zdarza się, że jakość gry tych samych plików audio (lub utworów z tego samego dysku) na różnych graczy jest zauważalnie inna. Jeśli używane są te same wzmacniacze i słuchawki, oznacza to, że problem jest w graczem DAC.

Dopapy są różne: tanie konwertery o niskiej mocy (często używanych producentów w urządzeniach mobilnych) mają niską prędkość i niski bit, który jest silnie dotknięty jakością dźwięku.

Jeśli urządzenie mobilne ma wyjście cyfrowe (S / PDIF lub USB), możesz podłączyć zewnętrzną DSA do niego - gwarantuje wysoką jakość cyfrowej konwersji dźwięku na analog.

Ponadto zewnętrzny DAC może być bardzo przydatny podczas słuchania muzyki nagranych w formatach bezrobotnych (formaty nagrywania audio bez utraty jakości) o wysokiej dyskrecji, zapewniającym maksymalny pozory nagrania i oryginału. Ponieważ takie wpisy są dystrybuowane, głównie przez Internet, często wysłuchali je bezpośrednio z komputera. Ale wysokiej jakości karta dźwiękowa rzadko znajduje się na laptopach i tabletach oraz wbudowany płyta główna komputer stacjonarny karty dźwiękowe. nie różnią się wysoka jakość. W tym przypadku cały punkt słuchania muzyki nie jest stracony absolutnie. Sytuacja może zostać skorygowana, jeśli na komputerze znajduje się cyfrowa wyjście audio, na przykład S / PDIF. Podłączając DAC o częstotliwości próbkowania i nieco nie mniej niż nagrane nagrywanie, można uzyskać sygnał analogowy wysokiej jakości.

Inny ładny bonus można uzyskać, kupując DAC z obsługą Bluetooth. Pozwoli to słuchać doskonałej muzyki na głośnikach podłączonych do konwertera, bez bycia "związanym" z przewodami. Dla komputer mobilny (Tablet lub laptop) Może to być bardzo wygodne. Ponadto, z takim konwerterem, możesz odtwarzać muzykę z innych urządzeń, które obsługują Bluetooth i łatwo przełączać się między nimi.

ADC - konwerter analogowo-cyfrowy - Potrzebny, wręcz przeciwnie, aby przekonwertować analogowy sygnał audio do formatu cyfrowego. ADC będzie niezbędny do digitalizacji (przetłumaczono na format cyfrowy) starych rekordów analogowych: na rekordach, tagach audio i wideo. Ponadto ADC będzie wymagany podczas nagrywania w formularzu cyfrowym "Live" dźwięk z mikrofonu. Gracze z funkcją nagrywania i karty dźwiękowe komputera mają wbudowany ADC, ale jeśli jakość cyfryzacji jest dla Ciebie ważna, lepiej powierzyć to zadanie wyspecjalizowanym urządzeniu.

Pomimo całkowicie naprzeciwko zadań, ADC i DAC mają pewne wspólne cechy, które mają wielki wpływ na jakość konwersji.

Charakterystyka konwerterów audio.

Dla ADC. częstotliwość próbkowania Określa, która częstotliwość konwerter zmierzy amplitudę sygnału analogowego i przekazuje go w formie cyfrowej. Dla DAC przeciwnie, przy czym dane cyfrowe częstotliwości zostaną przekształcone w sygnał analogowy.

Im wyższa częstotliwość próbkowania, wynik konwersja jest bliżej sygnału źródłowego. Wydawałoby się, że im wyższy wskaźnik jest lepszy. Ale zgodnie z twierdzeniem Kotelnikowa, przekazując sygnał każdej częstotliwości, częstotliwość próbkowania jest wystarczająco większą częstotliwość samego sygnału. Wraz z faktem, że najwyższa częstotliwość rozróżniana dla plotek wynosi 20 kHz (większość ludzi ma górną granicę dźwięku audio w obszarze 15-18 kHz), częstotliwości próbkowania w 40 kHz powinny być wystarczające do wysokiej jakości digitalizacji dowolnego dźwięk. Częstotliwość dyskretyczna CD: 44,1 KHZ, a maksymalna częstotliwość próbkowania plików MP-3: 48 kHz, wybrany właśnie na podstawie tego kryterium. Odpowiednio, DAC, który traci pliki audio i MP3 muszą mieć częstotliwość próbkowania co najmniej 48 kHz, w przeciwnym razie dźwięk zostanie zniekształcony.

Teoretycznie częstotliwość próbkowania powinna być wystarczająca, ale prawie czasami istnieje potrzeba większej częstotliwości: prawdziwy sygnał audio nie spełnia w pełni wymagania twierdzenia Kotelnikowa, a w pewnych warunkach sygnał może być zniekształcony. Dlatego koneserzy czystego dźwięku są popularne w przypadku częstotliwości dyskretyzacji 96 kHz.

Częstotliwość próbkowania DAC jest wyższa niż w pliku źródłowym, jakość dźwięku nie wpływa na jakość dźwięku, więc ma sens tylko wtedy, gdy zamierzasz słuchać Blu-ray i DVD-audio lub muzyki bez nieszczęścia Częstotliwość próbkowania z nim. Duży 48 kHz.

Jeśli zdecydowanie mamy na celu nabywanie konwertera z częstotliwością próbkowania powyżej 48 kHz, nie jest wart oszczędzania przy zakupie. DAC, jak każde inne urządzenie audio, dodaje własny hałas do sygnału. W modelach tanich hałas może być dość wysoki i biorąc pod uwagę wysoką częstotliwość próbkowania, na wyjściu takiego konwertera może pojawić się niebezpieczny hałas ultradźwiękowy. Tak, w zasięgu słuchu, nie może okazać się tak wysoka, że \u200b\u200bprzytrzymuje cały zysk ze wzrostu częstotliwości próbkowania.

Grubość- Druga cecha, która bezpośrednio wpływa na jakość konwersji.

Wyładowanie DAC powinno odpowiadać wyładowaniu pliku audio. Jeśli wylot DAC będzie niższy, prawdopodobnie będzie mógł konwertować ten plik.

Ślady CD audio mają nieco 16 bitów. Oznacza to 65536 gradacji amplitudy - w większości przypadków jest to wystarczające. Ale teoretycznie, w idealnych warunkach, ludzkie ucho może zapewnić większą zgodę. A jeśli różnica między rekordami z 96 kHz a 48 kHz i 48 kHz może się spierać, a następnie odróżnić 16-bitowy dźwięk z 24-bitowy w przypadku braku hałasu w tle może wiele osób z dobrym słuchaniem. Dlatego, jeśli DAC ma być używany do słuchania DVD i Blu-ray audio, należy wybrać model z bronem 24.

Im wyższy rozładowanie ADC, tym bardziej dokładność mierzona jest amplituda sygnału audio.

Przy wyborze ADC należy przetworzyć z tego, jakie zadania należy założyć, że jest adresowany: do cyfryzacji "hałaśliwy" nagrań audio ze starych taśm, wysoki cyfrowy ADC nie jest potrzebny. Jeśli planujesz uzyskać wysokiej jakości rekord cyfrowy z mikrofonu Studio, ma sens, korzystanie z 24-bitowego ADC.

Liczba kanałówokreśla, który dźwięk będzie mógł konwertować urządzenie. Dwukanałowy konwerter będzie mógł obsługiwać dźwięk stereo i mono. Ale aby przekonwertować sygnał Dolby Digital lub Dolby TrueHD, potrzebny będzie konwerter sześciowo-kanałowy.

Stosunek sygnału / szumu Określa poziom hałasu dodanego do sygnału przez konwerter. Im wyższy wskaźnik, tym bardziej czysty przechodzący sygnał przechodzący przez konwerter. Aby posłuchać muzyki, jest niepożądany, że ten wskaźnik wynosi poniżej 75 dB. Wyposażenie Hi-Fi zapewnia minimum 90 dB, a wysokiej jakości urządzenia Hi-End są zdolne do zapewnienia stosunku sygnału do hałasu 110-120 dB i wyższej.

DAC musi mieć cyfrowy wejście- Może to być S / PDIF, USB lub Bluetooth. WynikdAC Analog - "Jack" (Jack) lub "Tulipany" (RCA). W ADC odwrotnie jest wejście analogowe i wyjście cyfrowe. Cóż, jeśli konwerter ma kilka różnych wejść i wyjść - rozszerza możliwość łączenia się z nim różne urządzenia. Jeśli wejście na konwerterze jest jedną, upewnij się, że podobne wyjście znajduje się na urządzeniu, do którego zakłada się, że jest podłączony.

Konwertery audio są bardziej prawdopodobne do studia i urządzeń domowych jedzeniewiększość konwerterów wykonuje się z sieci 220V. Ale istnieją również konwertery, które pasują z baterii i mogą być używane autonomicznie. Może to być wygodne podczas korzystania z konwertera urządzenie przenośne - Laptop, tablet, smartfon lub gracz.

Niektóre konwertery są zasilane przez złącze mikro-USB i nie mogą one odbierać sygnału audio za pomocą tego złącza. Jeśli jest ważne, że DAC może odczytać pliki audio na nośnikach USB, przed zakupem, upewnij się, że USB na urządzeniu jest używany nie tylko do zasilania.

Opcje wyboru.

Jeśli potrzebujesz urządzenia, z którym możesz digitalizować stare rejestrowce taśmy lub zapisać do dźwięku komputera z mikrofonu, potrzebujesz konwertera analogowego do cyfrowego. Ceny zaczynają się od 1100 rubli.

Jeśli chcesz uzyskać urządzenie do wysokiej jakości odtwarzania dźwięku z smartfilę z bezprzewodowym połączeniem, wybierz wśród DAC z obsługą Bluetooth. Takie urządzenie będzie kosztować 1400-1800 rubli.

Jeśli chcesz usłyszeć wszystkie bogactwo dźwięku zarejestrowanego w formacie bezrobotnym z wysoką częstotliwością pobierania próbek i szybkością 24, potrzebujesz odpowiedniego DAC. Będzie to kosztować z 1700 rubli.

Nowoczesne urządzenia cyfrowe do znajomości naszego analogowego świata używają konwerterów analogowo-cyfrowych. O tym, jak to działa, powiem ci w tym artykule.

Jeśli ciągły sygnał musi być w postaci cyfrowej, wartość wejścia analogowego musi zostać przekształcona na odpowiedni numer. To zadanie jest wykonywane konwerter analogowo-cyfrowy (ADC lub ADC).

Teoria

S (t) to trochę funkcji matematycznej, która opisuje nasz sygnał. Nie można wybrać prostej popularnej funkcji jako sygnału sinusoidalnego. Dlatego nie opuścimy s (t). Jednak w matematyce udowodniono, że prawie każda funkcja może być reprezentowana jako suma sygnałów sinusoidalnych (grzechów i COS), ale z różnymi amplitudami i częstotliwościami kątowymi. I tym trudniej jest funkcja, tym bardziej sinusoidalne sygnały jest konieczne. W rezultacie otrzymujemy:

Zatoki i cosines w tej ilości nazywane są harmonikami sygnału s (t) i są widmo Sygnał S (T), a suma jest nazywana blisko Fourier.. Jest to podstawa analizy widmowej, która jest szeroko stosowana w nowoczesnych technikach. Widmo sygnalizacyjne (SIN i COS Set) jest wygodna do przedstawienia w formie wykresu, na przykład dla sinusoidalnego:

(Część lustra pojawia się tylko ze względu na transformacje matematyczne, nie ma znaczenia fizycznego)
I dla naszego sygnału:

Procedura analogowej do cyfrowej konwersji ciągłych sygnałów, która jest realizowana przy użyciu ADC, jest konwersją ciągłej funkcji czasu S (T), który opisuje nasz sygnał do sekwencji liczb S1, S2, S3, S4 ... przypisany przez jakiś czas stały czas. Ta procedura może być podzielona na dwie niezależne operacje. Pierwszy jest nazywany dyskretyzacja I polega na konwersji ciągłej funkcji czasu s (t) do ciągłej sekwencji S1, S2, S3, S4 .... Drugi jest nazywany kwantyzacja i polega na konwersji ciągłej kolejności w dyskretnym S1 *, S2 *, S3 *, S4 * ...

Pobieranie próbek ciągłych sygnałów jest oparty na referencje teoretyczne. (Whitaker ThereM - Nyquist - Kotelnikova - Shannon):

Jeśli jest sygnał S (T), którego widmo nie zawiera częstotliwości powyżej FMAX, można go całkowicie przywrócić, jeśli wiadomo, że S (T) S (t) są pobierane w równych odstępach:

Zgodnie z tym twierdzeniem, aby reprezentować sygnał analogowy w formie cyfrowej, potrzebujemy referencji. Ale wtedy problem: prawdziwe sygnały mają niekończące się widmo i nie ma rzeczywistych sygnałów. W tym przypadku konieczne jest przycinanie widma sygnału za pomocą filtra, więc jesteśmy sztucznie tworząc. Zwykle jest ono wykonane w takim miejscu widma, w którym poziom amplitudy harmonicznej nie przekracza 10% wartości maksymalnej. Połączenie najważniejsza częstotliwość widmo. Należy również mówić o górnej częstotliwości kątowej widma.

Zastosowanie pobierania próbek dla naszego sygnału prowadzi do pojawienia się określonego zniekształcenia o wysokiej częstotliwości, ze względu na próbkę w systemach przetwarzania. Aby zmniejszyć te zniekształcenia, konieczne jest zwiększenie częstotliwości próbkowania lub wziąć więcej. Jednakże informacje zawierające sygnał wzrasta. Często jest zbędne, a w jakimkolwiek praktycznym zadaniu należy szukać "złotego środka".

Ostatecznie nasz sygnał analogowy odpowiadał zestawowi odniesień, z których sygnał można przywrócić w ten sposób:

Gdy kwantyzacja sygnału traci również utratę informacji ze względu na końcowy zestaw poziomów sygnałów, które również wpływają na pojemnik informacyjny sygnału zdigitalizowanego.

Streszczenie:

1. Sygnały mogą być badane zarówno w domenie czasowej, jak i częstotliwości (widmo).
2. Aby uzyskać sygnał cyfrowy z sygnału analogowego, musisz najpierw go dyskretować, a następnie kwantyzować.
3. Aby pobrać sygnał, musisz ograniczyć jego widmo.
4. Jest to konieczne, aby optymalnie wybrać częstotliwość próbkowania i liczbę poziomów kwantyzacji.
5. Podczas pobierania próbek stale okrążymy wartość analogową do najbliższego cyfrowego i na końcu mamy błędy - próbkowanie hałasu.

Charakterystyka techniczna ADC:

Statyczny

Błąd przemieszczenia zerowego - Wartość sygnału wejściowego, w którym kod wyjściowy ADC wynosi zero.

Błąd pełnej skali - względna różnica między rzeczywistymi i idealnymi wartościami limitu skali transformacji w przypadku braku przesunięcia zerowego.

Nieliniowość - Maksymalne odchylenie prawdziwej cechy konwersji D (U (T)) z optymalnego

Dynamiczny

Czas konwersji. - Jest to czas liczony od początku impulsu pobierania próbek lub rozpoczęcia transformacji, aż zrównoważony kod pojawi się odpowiadający tej próbce.

Ćwiczyć

Klasyczny diagram równoległej konwersji analogowej do cyfrowej w uproszczonej formie wygląda tak:

Rezystory podziela napięcia odniesienia w równych proporcjach. Odniesienia sygnału analogowego i części napięcia odniesienia są podawane do komparatorów, gdzie są porównywane. W przypadku zbiegu okoliczności na wyjściu komparatora mamy jednostkę logiczną. W ten sposób okazuje kod, który koder konwertuje do wymaganego formatu.

• Gorowski I.S. Łańcuchy i sygnały radiowe.
• Baskakov s.i. Łańcuchy i sygnały radiowe.
• Kester Walt. Podręcznik konwersji danych.

Str.s. Artykuł oznacza równość funkcji i sygnału koncepcji.
P.P.S. Poziom artykułu jest przeznaczony dla szerokiej publiczności.

Tagi: sygnał, spektrum, hałas kwantyzowany, kwantyzacja, dyskretyzacja, komparator, ADC, analogowy, cyfry, enkoder, cyfryzacja, etap kwantyzacji, ADC

W elektronice sygnały są podzielone na: analog, dyskretne i cyfrowe. Zacznijmy od faktu, że wszystko, co czujemy, widzimy, w większości jest sygnał analogowy, ale co widzi procesor komputerowy jest sygnałem cyfrowym. Brzmi to nie jest całkowicie jasne, więc radzęmy sobie z tymi definicjami, a więc jako jeden rodzaj sygnałów jest przekształcony na inny.

W reprezentacji elektrycznej sygnał analogowy, oceniający po jego nazwie, jest analogiem rzeczywistej wartości. Na przykład stale czujesz temperaturę otoczenia przez całe życie. Nie ma przerwy. W tym samym czasie czujesz się nie tylko dwa poziomy "gorące" i "zimno" i nieskończoną liczbę doznań opisujących tę wartość.

Dla osoby, "zimno" może znajdować się na różne sposoby, jest jesieni chłód i zimowy mróz, a jasne mrozy, ale nie zawsze "zimno" jest negatywną temperaturą, a także "ciepło" - nie zawsze pozytywne temperatury.

Stąd wynika, że \u200b\u200bsygnał analogowy ma dwie funkcje:

1. Ciągłość w czasie.

2. Liczba wartości sygnałowych ma tendencję do nieskończoności, tj. Sygnał analogowy nie może być dokładnie podzielony na części lub intonowanie, łamanie skali do określonych sekcji. Metody pomiarowe opierają się na jednostce pomiarów, a ich dokładność zależy tylko od ceny dzielenia skali niż mniej, tym mniej dokładniejszy wymiar.

Dyskretne sygnały - Są to sygnały reprezentujące sekwencję raportów lub pomiarów dowolnej wartości. Pomiary takich sygnałów nie są ciągłe, ale okresowe.

Spróbuję wyjaśnić. Jeśli gdzieś zainstalowałeś termometr, mierzy wartość analogową - wynika z powyższego. Ale ty, w rzeczywistości, obserwując jego świadectwo, zdobądź dyskretne informacje. Dyskretny - oznacza to oddzielne.

Na przykład, obudziłeś się i nauczyłeś się, ile stopni na termometrze, następnym razem spojrzałeś na nią na termometrze w południe, a trzeci raz wieczorem. Nie wiesz, jak szybko się zmieniła temperatura, równomiernie lub ostry skok, znasz tylko dane w tym czasie obserwowanym.

Jest to zestaw poziomów, typ 1 i 0, wysoki i niski, czy nie. Głębokość refleksji informacji jest w formie cyfrowej jest ograniczona cyfrową cyfrową (zestaw logiki, mikrokontroler, procesor itp.) Okazuje się, że nadaje się do przechowywania danych boolowskich. Przykładem jest następujący, dla przechowywania danych "Day" i "Night", wystarczy 1 bitów informacji.

Kawałek- Jest to minimalna wartość prezentacji informacyjnej w formie cyfrowej, można przechowywać tylko dwa typy wartości 1 (jednostka logiczna, wysoki poziom) lub 0 (zero logiczne, niskie).

W elektronice, bit informacyjny jest reprezentowany jako poziom niskiego napięcia (blisko 0) i poziom wysokiego napięcia (zależy od określonego urządzenia, często zbieży się z napięciem zasilania tego węzła cyfrowego, typowych wartości - 1,7, 3.3. 5V, 15V).

Wszystkie wartości pośrednie między otrzymanym niskim i wysokim poziomem są region przejściowy i nie mogą mieć określonej wartości, w zależności od obwodu, zarówno urządzenia w ogóle, jak i obwód wewnętrzny mikrokontrolera (lub jakiekolwiek inne urządzenie cyfrowe) mogą mieć Różny poziom przejścia, na przykład dla 5-metolt logiki do zera, wartości napięcia można pobrać od 0 do 0,8 V, a na jednostkę od 2V do 5 V, podczas gdy luka między 0,8 a 2b jest niepewna strefa w rzeczywistości , Jest oddzielony od jego pomocy od jednego.

Bardziej dokładne i pojemne wartości muszą być przechowywane, tym bardziej potrzebujesz, dajemy przykładowy przykład z wyświetlaniem formularza cyfrowego czterech dni:

Noc - rano - dzień - wieczór

Za to potrzebujemy 2 bitów:

W ogólnym przypadku transformacja analogowa do cyfrowa jest procesem tłumaczenia wartości fizycznej do wartości cyfrowej. Wartość cyfrowa jest zestawem jednostek i dysz postrzeganych przez urządzenie przetwarzające.

Taka transformacja jest niezbędna do interakcji technologii cyfrowej ze środowiskiem.

Ponieważ analogowy sygnał elektryczny powtarza sygnał wejściowy formularza, nie można go zapisać w formie cyfrowej "jak jest" ponieważ ma nieskończoną liczbę wartości. Przykładem można uzyskać proces nagrywania dźwięku. Wygląda na to w pierwotnej formie:

Jest sumą fal o różnych częstotliwościach. Który, gdy rozkład w częstotliwościach (Więcej informacji można znaleźć w transformacji Fouriera), w taki czy inny sposób można zamknąć na podobny obraz:

Teraz spróbuj go w formie zestawu typu "11110001010100", dość trudne, prawda?

Innym przykładem potrzeby przekształcenia wartości analogowej w cyfrowo, jest jego pomiar: elektroniczne termometry, woltomierze, amperters i inne przyrządy pomiarowe współdziałają z wartościami analogowymi.

Jak jest konwersja?

Najpierw spójrz na diagram przełączenia próbki sygnału analogowego do cyfrowego iz powrotem. Później wrócimy do niej.

W rzeczywistości jest to złożony proces, który składa się z dwóch głównych etapów:

1. Sygnał sygnału.

2. kwantyzację na poziomie.

Próbkowanie sygnału jest definicją przedziałów czasowych, na których zmierzono sygnał. Krótsze te luki są bardziej dokładnym pomiarem. Okres próbkowania (t) nazywa się segmentem czasu od początku danych odczytu do końca. Częstotliwość próbkowania (F) jest wartością odwrotną:

Po przeczytaniu sygnału jest przetwarzany i zapisywany w pamięci.

Okazuje się, że w czasie, gdy odczyty sygnału są odczytywane i przetwarzane, może się zmienić, w związku z tym istnieje zakłócenie wartości zmierzonej. Jest taki twierdzenie Kotelnikov i czerpie z niego taką regułę:

Częstotliwość próbkowania musi wynosić co najmniej 2 razy więcej niż częstotliwość sygnału dyskretnego.

Jest to zrzut ekranu z Wikipedii, z fragmentem z twierdzenia.

Aby określić wartość liczbową, wymagana jest kwantyzacja. Quantum jest określoną różnicą zmierzonych wartości, uśredniało wyżej wymienioną liczbę.

Te. Sygnały z X1 do X2, warunkowo równe określonej wartości XY. Przypomina cenę dzielenia instrumentu pomiarowego strzałki. Podczas podejmowania odniesienia często równa najbliższym znaczeniu na skali instrumentu.

Dzięki kwantyzacji pod względem poziomu, tym więcej kwantów, dokładniejsze pomiary i bardziej objawy po przecinku (setne, tysięczne i tak dalej) mogą zawierać.

Dokładniej, liczba znaków po przecinku jest raczej określana przez absolutorium ADC.

Zdjęcie przedstawia proces ilościowy sygnału przy użyciu jednego bitów informacji, jak opisano powyżej, gdy wysoki poziom jest pobierany, gdy określony limit zostanie przekroczony.

Po prawej pokazuje kwantyzację sygnału i nagrywanie w postaci dwóch bitów danych. Jak widać, ten fragment sygnału jest już podzielony na cztery wartości. Okazuje się, że w wyniku tego sprawny sygnał analogowy zamienił się w cyfrowy sygnał "Krok".

Liczba poziomów kwantyzacji zależy od wzoru:

Gdzie n jest liczbą wyładowań, N jest poziomem kwantyzacji.

Oto przykład sygnału podzielonego na większą liczbę kwantów:

Stąd jest bardzo jasne, że częściej wartości sygnału są usuwane (większą częstotliwość próbkowania), tym bardziej dokładny jest mierzony.

To zdjęcie pokazuje konwersję sygnału analogowego do widoku cyfrowego i po lewej stronie osi osiowej (osi pionowej) w cyfrowej formie 8-bitowej.

Konwertery analogowo-cyfrowe

Konwerter ADC lub analogowo-cyfrowy można wykonać jako oddzielne urządzenie lub do wbudowanego.

Wcześniej w mikrokontrolerach, na przykład, rodziny MCS-51 nie zawierały ADC w ich składzie, do tego zastosowano zewnętrzny układ chip i istnieje potrzeba napisania rutyny przetwarzania zewnętrznych jest wartości.

Teraz są w większości nowoczesnych mikrokontrolerów, takich jak AVR ATMEGA328, co jest podstawą najpopularniejszych, jest wbudowany w sam MK. W Arduino, czytanie danych analogowych przeprowadza się po prostu polecenie analoRead (). Chociaż w mikroprocesorze, który jest zainstalowany w tym samym nie mniej popularny Raspberry PI, nie jest to tak jednoznacznie.

W rzeczywistości istnieje duża liczba opcji konwerterów analogowo-cyfrowych, z których każdy ma swoje wady i zalety. Opisać, który w tym artykule nie ma szczególnego znaczenia, ponieważ jest to duża objętość materiału. Rozważ tylko ogólną strukturę niektórych z nich.

Najstarszą opatentowaną opcją ADC jest Paul M. Rainey, Facsimile Telegraph System, U.S. Patent 1,608,527 złożył 20 lipca 1921 r., Wydano 30 listopada 1926 r. Jest to 5-bitowa konwersja bezpośrednia ADC. Nazwy patentu przyjść myśli, że użycie tego urządzenia wiązało się z transferem danych przez telegraf.

Jeśli rozmawiamy o nowoczesnej konwersji ADC, ma następujący schemat:

Można zauważyć, że wejście jest łańcuchem, który podaje sygnał na wyjściu podczas przekraczania sygnału progowego. To jest wyładowanie i kwantyzację. Kto przynajmniej nieco silny w obwodzie, widział ten oczywisty fakt.

Kto nie jest silny, łańcuch wejściowy działa w ten sposób:

Sygnał analogowy wchodzi do wejścia "+", na wszystko jednocześnie. Wyjścia z oznaczeniem "-" przychodzi napięcie odniesienia, które jest rozwinięte przy użyciu łańcucha rezystorów (rozdzielacz oporowy) na serii naprężeń odniesienia. Na przykład wiersz tego łańcucha wygląda jak ten stosunek:

UREFI \u003d (1/16, 3/16, 5/16, 7/16, 9/16, 11/16, 13/16) * Urzęd

W nawiasach przez przecinek wskazuje, która część całkowitego napięcia odniesienia Urzędu jest podawany do wejścia każdego napięcia wejściowego.

Te. Każdy z elementów ma dwa wejścia, gdy napięcie wlotowe jest znajome «+» Przekracza napięcie na wejściu ze znakiem "-", a następnie jednostka logiczna pojawia się na jego wyjściu. Gdy na wejściu pozytywnym (bez konwersji) napięcie jest mniejsze niż na ujemne (odwracanie), a następnie na wyjściu - zero.

Napięcie do dzielenia się w celu rozbicia napięcia wejściowego do żądanej liczby wyładowań. Po osiągnięciu napięcia na wejściu na wyjściu odpowiedniego elementu pojawia się sygnał, obwód przetwarzania wyświetla sygnał "poprawny" w formie cyfrowej.

Taki komparator jest dobry do szybkości przetwarzania danych, wszystkie elementy łańcucha wejściowego są wyzwalane równolegle, główne opóźnienie tego typu ADC jest utworzone z opóźnienia 1 komparatora (nadal działa równolegle) i opóźnienia widzące.

Jednak istnieje ogromny brak równoległych łańcuchów - jest to potrzeba dużej liczby komparatorów, aby uzyskać wysokie bitowe ADC. Aby uzyskać, na przykład, 8 cyfr, potrzebujesz 2 ^ 8 komparatorów, a to są aż 256 sztuk. Przez dekadę (w Arduino, 10-bitowy ADC przy okazji, ale inny typ) potrzebujesz 1024 komparatorów. Sędziuj się o wykonalności takiej opcji przetwarzania, a gdzie może być potrzebne.

Istnieją inne rodzaje ADC:

sekwencyjne przybliżenie;

delta Sigma ADC.

Wniosek

Konwertuj sygnał analogowy do cyfrowej potrzeby odczytu parametrów z czujników analogowych. Istnieje odrębny typ czujników cyfrowych, są albo zintegrowane mikrocipkiNa przykład DS18B20 - na jego wyjściu sygnał cyfrowy jest już dostępny i może być traktowany dowolnymi mikrokontrolerami lub mikroprocesorami bez konieczności korzystania ADC lub czujnika analogowego na płycie, na której jego konwerter został już umieszczony. Każdy rodzaj czujników ma swoje plusy i wady, takie jak immunitet hałas i błąd pomiaru.

Znajomość zasad transformacji jest konieczna dla wszystkich, którzy pracują z mikrokontrolerami, ponieważ nie ma takich konwerterów w każdym nowoczesnym systemie, takie konwertery są osadzone, musisz użyć zewnętrznych żetonów. Na przykład, możesz przynieść taką opłatę zaprojektowaną specjalnie pod złączem Raspberry PI GPIO, z precyzyjnymi ADCS na ADS1256.