Устройство производящее преобразование аналоговых сигналов в цифровые и обратно сетевая карта

Обновлено: 03.07.2024

Для того, что бы компьютер мог выполнить обработку сигнала необходимо выполнить преобразование сигнала из аналоговой формы в цифровую.
После обработки выполняется обратное преобразование, поскольку большинство бытовых устройств управляются аналоговыми сигналами.

Структурная схема цифровой обработки сигнала в общем виде выглядит следующим образом:

Аналого-цифровое преобразование сигнала

Дискретизация сигнала (во времени или пространстве)
Квантование по уровню

Процесс получения отсчёта входного сигнала должен занимать очень малую часть периода дискретизации, что бы снизить динамические ошибки преобразования, обусловленные изменением сигнала за время снятия отсчёта.

Частота дискретизации выбирается из теоремы Котельникова. В ней утверждается, что для того что бы по отсчётам сигнала можно было бы сколь угодно точно восстановить непрерывный сигнал необходимо что бы частота дискретизации не менее чем в два раза превосходила верхнюю частоту спектра дискретизируемого сигнала.

Любой сигнал имеет своё спектральное представление. Любое представление сигнала – это представление в виде суммы (или интеграла) гармонических составляющих (синусоид и косинусоид), различных частот взятых с определёнными весовыми коэффициентами (имеющими определённую амплитуду)
Для периодических сигналов это сумма, для непериодический – интеграл.
Переход к спектру сигнала осуществляется с помощью прямого преобразования Фурье.

Рассмотрим переход к спектральному представлению в виде периодической функции:

Как известно периодическая функция удовлетворяющая условию Дирихле может быть представлена рядом гармонических функций.

По формуле Эйлера любое выражение можно представить в виде
— частота первой гармоники

— частота n-ой гармоники

— круговая частота n-ой гармоники

— комплексная амплитуда гармоники, где — фазовый спектр.

Совокупность амплитуд гармоник ряда Фурье называется амплитудным спектром, а совокупность их фаз называется фазовым спектром.

Для непериодический функции , а тогда заменяется непрерывно изменяющейся частотой => сумма заменяется интегралом.

Прямое преобразование Фурье для непериодического сигнала

Таким образом спектр непериодической функции представляется суммой бесконечного количества гармонических колебаний, частоты которых расположены бесконечно близко друг к другу.

Квантование сигнала по уровню

Количество уровней квантования определяется по формуле
n — количество разрядов
N — уровень квантования

Выбор количества уровней квантования сигналов производится на основе компромиссного подхода, учитывающего с одной стороны необходимость достаточно точного представления сигнала, что требует большого числа уровней квантования, а с другой стороны количество уровней квантования должно быть меньше, что бы разрядность кода была минимальной.

На этом я закончу свою статью, что бы не перегружать читателя лишней информацией. Удачи в начинаниях!

Аналого-цифровой преобразователь преобразует аналоговые сигналы в соответствующие им цифровые сигналы. Аналоговый сигнал может представляться определенным количеством амплитудных значений. Амплитуда измеряется через определенный промежуток времени. Соответствующие цифровые значения по очереди сохраняются и все вместе образуют цифровой сигнал. Иными словами, цифровой сигнал изменяющейся во времени величины представляет собой последовательность чисел. Эти числа могут быть представлены в любой системе счисления или коде. Чаще всего АЦП выдает результат в двоичной системе счисления или в двоично-десятичном коде.

Измеренные величины представляются в определенном масштабе. Если напряжение 4 В должно быть представлено с точностью до 1 мВ, то потребуется 4000 ступенек. Для их получения необходимо 12-разрядное двоичное число, так как 2 12 = 4096. Очевидно, что точность представления числа зависит от количества бит. Она называется разрешающей способностью АЦП (чем больше бит, тем выше разрешающая способность АЦП). Разрешающую способность АЦП (точность представления числа) не следует путать с точностью самого АЦП, которая зависит от правильности выданного результата. АЦП с высоким разрешением может иметь низкую точность. наилучшие АЦП имеют точность 10 -5 (отклонение от правильного результата не более чем на 1/100000 его величины). Частота измерений аналогового сигнала должна быть, как минимум, в два раза больше несущей частоты аналогового сигнала.

Такой АЦП оцифровывает аналоговый сигнал линейно-нарастающим эталонным напряжением пилообразной формы. Передний фронт начинается в отрицательной области напряжения. Если эталонное напряжение переходит через 0, то запускается двоичный счетчик. Он считает импульсы генератора. Как только напряжение аналогового сигнала достигнет эталонного напряжения, счетчик остановится.

Значение измеренного напряжения рассчитывается по формуле: u = Δt · tg α. Частоту генератора импульсов выбирают так, чтобы счетчик показывал напряжение в требуемых единицах измерения.

Этот АЦП работает в два этапа, поэтому его метод называют двухшаговым методом. Основным узлом АЦП является интегратор, состоящий из резистора R, конденсатора C и дифференциального усилителя. Выходное напряжение интегратора представляет собой два фронта с различным наклоном. На первом шаге интегрируется положительное аналоговое напряжение в течение заданного времени. Конденсатор интегратора заряжается. На втором шаге на вход интегратора подается отрицательное опорное напряжение. Конденсатор разряжается до нулевого выходного напряжения интегратора. Время, в течение которого происходит разрядка конденсатора, характеризует величину аналогового напряжения. В это время суммирующий счетчик производит подсчет импульсов, которые поступают с выхода генератора. В конце этого временного интервала счетчик показывает бинарную величину, характеризующую аналоговый сигнал в цифровой форме.

В АЦП компенсационного типа преобразуемое аналоговое напряжение сравнивается с компенсационным напряжением. На ЦАП подаются цифровые значения до тех пор, пока компенсационное напряжение не сравняется с преобразуемым.

В таком устройстве преобразуемый аналоговый сигнал преобразуется в переменное напряжение определенной частоты. Этот АЦП должен иметь хорошую линейную связь между напряжением и частотой.

АЦП прямого преобразования работает с компараторами, которые всегда переключают выходное состояние 0 в выходное состояние 1, если на положительном входе напряжение равно или больше, чем на отрицательном. Каждый выходной бит привязан к отдельному компаратору. Каждый компаратор получает заданное фиксированное опорное напряжение, которое подается на отрицательный вход. Опорные напряжения стандартизированы.

1. Устройство, производящее преобразование аналоговых сигналов в цифровые и обратно, называется :

От слов МОДулятор и дЕМодулятор.

Кристина5412 2 окт. 2020 г., 20:47:14 | 10 - 11 классы

Какое Устройство предназначено для взаимодействия одной ЭВМ с другой?

Vika22gryshenko 30 окт. 2020 г., 15:21:04 | 10 - 11 классы

11. Устройство для взаимосвязи одной ЭВМ с другими : А) сканер B) видеокарта C) процессор D) адаптер?

11. Устройство для взаимосвязи одной ЭВМ с другими : А) сканер B) видеокарта C) процессор D) адаптер.

Определите правильное соответствие между названиями устройств и их функциями : Устройство Функция Микрофон Вывод звука для прослушивания отдельным человеком?

Определите правильное соответствие между названиями устройств и их функциями : Устройство Функция Микрофон Вывод звука для прослушивания отдельным человеком.

АЦП Преобразование входящего и исходящего звуковых сигналов.

Акустическая система Ввод звука в компьютер ЦАП Вывод звука с возможностью его массового прослушивания Стереонаушники Преобразование оцифрованного звука в аналоговый сигнал Звуковая карта Преобразование аналогового сигнала в двоичный код.

Korsakovasofia 6 дек. 2020 г., 19:30:01 | 10 - 11 классы

Как называется преобразование аналогового сигнала в цифровой код?

Aaasssddd123456 4 сент. 2020 г., 15:13:45 | 5 - 9 классы

Какое устройство не находиться в системном блоке?

Какие устройства называются цифровыми?

Как называются устройства, которые не являются основными устройствами компьютера, но без которых использование персонального компьютера было бы неполноценным?

Устройство, предназначенное для подключения компьютера к локальной вычислительной сети :1) локальный модем2) сетевой адаптер3) адаптер - модем4) локальный адаптер5) сетевой модем?

Устройство, предназначенное для подключения компьютера к локальной вычислительной сети :

1) локальный модем

2) сетевой адаптер

3) адаптер - модем

4) локальный адаптер

5) сетевой модем.

Alexkow1998 27 авг. 2020 г., 10:39:39 | 5 - 9 классы

Компьютер это?

1. устройство для обработки аналоговых сигналов ; 2.

Устройство для хранения информации любого вида 3.

Многофункциональное электронное устройство для работы с информацией 4.

Электронное вычислительное устройство для обработки чисел.

Дискретизация звука (преобразование из аналоговой формы в цифровую) производится при помощи : а)аналого - цифрового преобразователя б)цифро - аналогового преобразователя в)микрофона г)акустических кол?

Дискретизация звука (преобразование из аналоговой формы в цифровую) производится при помощи : а)аналого - цифрового преобразователя б)цифро - аналогового преобразователя в)микрофона г)акустических колонок д)стереонаушников.

Славик1205 22 сент. 2020 г., 04:10:23 | 5 - 9 классы

Какова функция сетевого адаптера ?

Как идентифицируется каждый компьютер сети ?

Определите тип сетевого адаптера, установленного в вашем компьютере .

На странице вопроса 1. Устройство, производящее преобразование аналоговых сигналов в цифровые и обратно, называется :1? из категории Информатика вы найдете ответ для уровня учащихся 10 - 11 классов. Если полученный ответ не устраивает и нужно расшить круг поиска, используйте удобную поисковую систему сайта. Можно также ознакомиться с похожими вопросами и ответами других пользователей в этой же категории или создать новый вопрос. Возможно, вам будет полезной информация, оставленная пользователями в комментариях, где можно обсудить тему с помощью обратной связи.