4. ЦифровоЙ сигнал и выбор ацп
После оцифровки сигнал представляют собой последовательность кодовых слов. Каждое слово – случайная последовательность, состоящая из m нулей и единиц. Таким образом, полный сигнал после оцифровки – случайная последовательность, что представлено на рис. 5.
Нужно помнить, что АЦП реализуются на транзисторах и микросхемах, а уровни сигналов на выходе должны соответствовать требованию общепринятых логических уровней.
1 0 1 1 0 0 1 и т. д.
t
Рис. 5. Случайная последовательность
Выбор АЦП производится:
- по быстродействию, которое зависит от шага дискретизации,
- по разрядности, которое определяется числом квантов,
- по формату выводимой информации (последовательный, парралельный).
Некоторые характеристики отечественных АЦП в интегральном исполнении приведены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1
Технические характеристики АЦП
Серия |
Разрядность выхода |
Интерфейс |
Уровень 1, В |
Уровень 0, В |
Частота преобразования |
AD7819 |
8 |
Параллельный |
2,4 |
0,4 |
200 кГц |
AD7468 |
8 |
Последовательный |
» |
» |
320 кГц |
AD5301 |
8 |
Последовательный |
» |
» |
167 кГц |
AD5330 |
8 |
Параллельный |
» |
» |
167 кГц |
AD7801 |
8 |
Параллельный |
» |
» |
833 кГц |
AD9066 |
6 |
Параллельный |
» |
» |
60 МГц |
По данным табл. 1 можно сделать два вывода:
1) наиболее распространены АЦП с уровнями ТТЛ;
2) уровень логического нуля низок и при составлении математической модели сигнала может быть принят равным нулю.
По данным табл. 1 выберите микросхему для преобразования. Если АЦП выдает сигнал в параллельном формате, применяют регистр сдвига, позволяющий перевести его в последовательный формат. Именно он используется для передачи.
Для разработки математической модели цифрового сигнала примите используйте кодовые последовательности выборок.
Числовые константы сигнала определяются по формулам:
(33)
Для определения вероятностей определите количество нулей и единиц в цифровой последовательности.
5. Характеристики модулированных сигналов
5.1. Общие сведения о модуляции
Для передачи полезной информации в технике связи обычно используются модулированные сигналы. Они позволяют решить задачи уплотнения линий связи, электромагнитной совместимости, помехоустойчивости систем. Процесс модуляции является нелинейной операцией и приводит к преобразованию спектра сигнала. При гармоническом сигнале-переносчике это преобразование заключается в том, что спектр полезного сигнала переносится в область несущей частоты в виде двух боковых полос. Базовыми видами гармонических модуляций являются амплитудная (АМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ). Модулятор, линия связи, демодулятор – это непрерывная часть цифрового канала связи (непрерывный канал).
Если полезный сигнал, несущий информацию, U(t), то запись модулированных сигналов в общем виде следующая.
При АМ
(34)
где А0 – амплитуда сигнала;
m – коэффициент глубины модуляции;
0 – начальная фаза;
0 – частота;
при ЧМ
(35)
и при ФМ
(36)
Конкретизировать эти формулы возможно при задании вида полезного сигнала.