Загрузка. Пожалуйста, подождите...

Независимый научно-технический портал

RSS Моб. версия Реклама
Главная О портале Регистрация
Независимый Научно-Технический Портал NTPO.COM приветствует Вас - Гость!
  • Организации
  • Форум
  • Разместить статью
  • Возможен вход через:
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
Способ одновременного излучения аналогового и цифрового сигнала вч от одног ...
Изобретения Российской Федерации » Электроника и электротехника » Устройства охраны и сигнализации
Способ одновременного излучения аналогового и цифрового сигнала вч от одног ... Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в повышении эффективности передачи ВЧ сигнала в режиме Simulcast во время переходного периода с аналогового на цифровое вещание. Для этого предлагается модернизировать способ модуляции излучаемого в эфир одним передатчиком ВЧ сигнала при одновременном излучении передатчиком сигнала аналогового вещания AM и цифрового радиовещания DRM (режим Simulcast), при котором аналоговая часть излучаемого сигнала является...
читать полностью


» Инвестиции в инновации » Инновационные решения в электронике и электротехни
Добавить в избранное
Мне нравится 0


Сегодня читали статью (1)
Пользователи :(0)
Пусто

Гости :(1)
+5
Добавить эту страницу в свои закладки на сайте »

Метод цифрового кодирования аналогового сигнала с аппроксимацией


Отзыв на форуме  Оставить комментарий

Конец ХХ века стал началом так называемой «цифровой эры» и в настоящее время от цифрового кодирования аналоговых сигналов уже никуда не деться. Хотя у меня до сих пор дома стоит обычный магнитофон, я уже в него лет пять не вставлял кассету и использую его в качестве колонок компьютера. И хотя изображение на экране дисплея с каждой заменой видеокарты становится все лучше, а звук все чище — при каждой замене звуковой платы (увы, встроенным кодеком материнской платы не пользуюсь), хотя метод аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования не менялся с самого момента его изобретения, хотелось бы к известным знаниям добавить свои соображения по повышению его точности и качества. Это не значит, что я ставлю под сомнения теорему Котельникова, где говориться, что частота дискретизации для точного аналого-цифрового или цифро-аналогового преобразования должна быть как минимум в четыре раза выше необходимой верхней границы полосы пропускания, просто так получилось.

Осциллограммы аналогового сигнала с выхода ЦАП до и после применения метода с аппроксимацией, а так же сопутствующие дополнительные сигналы.

Рисунок 1. Осциллограммы аналогового сигнала с выхода ЦАП до и после применения метода с аппроксимацией, а так же сопутствующие дополнительные сигналы.

Как Вы знаете, при обычном цифровом преобразовании аналогового сигнала, этот сигнал представляется просто фиксированными величинами используемого физического параметра F, например электрического напряжения, одинаковой продолжительности, т.е. с каким-то периодом, который сейчас принято характеризовать наименованием «частота дискретизации» (Fclk на фиг.1в). Как видим из рисунка фиг. 1а, получается череда угловатых столбиков, которые хотелось бы сгладить, и я взял на себя смелость предложить кодировать вместе с основной величиной оцифрованного сигнала дополнительно еще и его производную F` (фиг. 1б), что позволит аппроксимировать сигнал (фиг. 1д). Конечно, для записи данной величины обязательно понадобится дополнительное поле разрядности m к полю основной величины разрядности n в памяти или файле. Разрядность m предполагаю небольшую, но в первых микрокомпьютерах тоже считали верхом мечтаний 16 цветов на точку или пиксел. Кстати диапазон величины производной или наклона вершины столбика будет варьироваться нечетным числом дискретных уровней, так как три дискретных уровня, соответствующих наклону 90°, 0°, -90° обязательны. Это крайне неудобно на мой взгляд для двоичной системы счисления, так как обязательно «меньшая половина» возможных значений отведенных полей памяти разрядности m будет избыточна и не использована. В свою очередь модуль тангенса для пределов 90°, -90° будет равен бесконечности, поэтому их определенно никто не будет использовать, соответственно мои опасения, конечно, напрасны. Но не будем мешать делать программистам свою работу и рассмотрим аппаратную часть для реализации цифро-аналогового и обратного преобразования.

Аппаратная часть для цифро-аналогового преобразования представлена на фиг.2.

rnrnrnrnrnrnrnrnrn

 

Схема ЦАП с добавлением составляющей производной сигнала.

Рисунок 2. Схема ЦАП с добавлением составляющей производной сигнала.

Здесь мы видим общепринятые входные регистры-защелки RG, блоки стандартных ЦАП DAC и выходной фильтр частоты дискретизации, которые для каждого ЦАП обязательны, разве что удваивается количество первых двух блоков RG, так как добавлено новое поле. Цифровые данные о производной сигнала DATAS преобразуются обычным методом в аналоговый сигнал и через ключ SW поступают на управляемый уровнем генератор треугольных импульсов G, который из-за вышеуказанного ключа можно назвать стробируемым. В результате получаем сигнал D(F`), изображенный на фиг. 1г, который необходимо проинвертировать и суммировать с основным сигналом величины (поле DATA), для чего мы просто подаем эти сигналы на инверсный и положительный вход операционного усилителя, который сразу выполняет функции инвертора и сумматора или вычитателя, а также усилителя. С выхода данного усилителя мы получаем в принципе уже готовый сигнал, который требуется очистить от частоты дискретизации Fclk фильтром F1. 
Аппаратная часть для аналого-цифрового преобразования на фиг. 3 сама просится на язык и не должна представлять для реализации абсолютно никакой сложности, так как схема следует непосредственно из сути метода. Сигнал поступает на один стандартный АЦП непосредственно и через дифференцирующую схему D — на другой. В результате получаем обе составляющие основной величины DATA и производной DATAS, которые выбираются из АЦП и помещаются в память любым известным методом.

Схема АЦП, учитывающего величину производной сигнала.

Рисунок 3. Схема АЦП, учитывающего величину производной сигнала.

Рисунок 4. Простейший дифференцирующий блок в виде RC-цепи.

Хотелось бы заметить, что блок генератора треугольных импульсов G и блок дифференцирующей схемы D в схемах на фиг. 2, 3 могут быть выполнены, как тривиальные дифференцирующие RC-цепи (фиг. 4). При использовании данного варианта возможно необходимо включение перед их входом буферных усилителей аналогичных буферному повторителю BF для увеличения надежности. Мало того, RC-цепь не является идеальным формирователем треугольных импульсов, поэтому аппроксимация будет происходить не прямыми отрезками, а кусочками экспонент, как изображено на фиг. 1е.

 

Осциллограмма сигнала с несогласованной производной.

rnrnrnrnrnrnrnrnrn

Рисунок 5. Осциллограмма сигнала с несогласованной производной.

Рисунок 6. Схема блока сглаживания сигнала с выхода обычного ЦАП.

При использовании описанного метода рассчитывать производные, например, для изображения компьютера будет довольно трудоемко, соответственно, конечно найдется мало желающих работать с изображением с использованием всех предлагаемых возможностей, но это можно спокойно взвалить на плечи графического ускорителя, для современных систем он стал нормой. Ну и конечно, наверняка появятся хитроумные алгоритмы обработки изображения, но, опять повторюсь, не будем забегать вперед и отбирать работу у программистов, программисты – тоже люди. 
Кроме того, в результате избыточности кодирования сигнала, например изображения компьютера, можно получать всевозможные эффекты, изображенные на графике фиг. 5, которые, возможно, не всегда будут желательны. Соответственно возникает предположение: «а не хватило ли бы нам просто схемы, изображенной на фиг. 6?». Здесь сигнал со стандартного ЦАП (вход IN) подается сразу на положительный вход операционный усилителя SM и через дифференцирующую схему D – на отрицательный. В результате на выходе усилителя получим сглаженный сигнал, который дополнительно будет отшлифован фильтром F1. Но обязательно найдутся знатоки, которые обзовут данную схему «суррогатом», поэтому считаю, что в устройствах класса «PRO» должны быть реализованы оба метода, разве что последний блок с фиг. 6 необходимо сделать отключаемым, например с помощь разряда какого-нибудь порта вывода управляющего процессора или однобитового поля видеопамяти.

Итоговая схема многорежимного ЦАП с методом аппроксимации.Итоговая схема многорежимного ЦАП с методом аппроксимации.

Рисунок 7. Итоговая схема многорежимного ЦАП с методом аппроксимации.

Результирующая схема изображена на фиг. 7 и отличается от схемы на фиг. 2 наличием аналогового мультиплексора сигналов с выходов схем G и D, которые подключены к выходам ЦАП основной величины и ЦАП производной. Данные схемы могут быть выполнены одинаково, как на фиг. 4, но их параметры для правильной работы устройства требуются разные. Одна из них работает, как генератор треугольных импульсов с фиг. 2, а другая, как дифференцирующая схема с фиг. 6. Соответственно их совместить не получится и пришлось установить сразу обе. Выход данного аналогового мультиплексора, собранного на ключах SW и управляемого битом режима DATAM дополнительного входного регистра, фиксируемого по фронту сигнала Fclk, подключается к отрицательному входу выходного операционного усилителя SM, как в схеме на фиг. 2. Отключать ЦАП производной можно просто подачей нулевого значения DATAS и специальных схем для этого не требуется.

И вот, надеюсь, скоро настанет время любоваться превосходным изображением на экране монитора. Данные методы обязательно позволят избавиться от пресловутых пикселов компьютерного изображения. Если бы эти методы были бы применены при формировании изображения сразу на первых компьютерах, возможно, их программами пользовались бы до сих пор, не морщась после изображений с современным качеством. Плавные переходы между пикселами сделали бы свое дело. Конечно, остались буквы, без которых не обойтись и которые должны отображаться с прежней резкостью переходов, но даже здесь программисты реализуют алгоритмы сглаживания, которые можно отчасти переложить на плечи выше описанных схем. Я думаю, не стоит напоминать читателю о TV-тюнерах, FM-радио платах, звуковых кодеках, сканерах и так далее, везде при использовании вышеописанных «недокументированных» возможностей цифрового кодирования аналоговых сигналов нас ждут завораживающие и радужные перспективы.

ZРазмер: 107,46 Kb (cкачиваний: 50)

Разместил статью: Pavel_Merkel
Дата публикации:  29-01-2014, 13:28

html-cсылка на публикацию
⇩ Разместил статью ⇩

avatar

Меркель Павел Давыдович

 Его публикации 


Нужна регистрация

Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию
Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!

Универсальный модуль для систем радиоэлектронной борьбы
Создан прототип универсального модуля подавления систем GPS. Модуль может быть использован для блокирования работы GPS трекеров, систем наведение высокоточного оружия. Устройство отличается малыми габаритами и очень низким током потребления. Применённые схемотехнические решения не имеют аналогов в мире....

Аналого-цифровой преобразователь
Изобретение относится к электронике и может быть использовано в микроэлектронных системах обработки аналоговых сигналов и преобразовании аналоговой информации в цифровую, в частности при разработке аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с малым энергопотреблением, многоканальных системах приема и обработки информации с многоэлементных приемников оптического сигнала....








 

Оставьте свой комментарий на сайте

Имя:*
E-Mail:
Комментарий (комментарии с ссылками не публикуются):

Ваш логин:

Вопрос: Вы человек? (нет или да)
Ответ:*
⇩ Информационный блок ⇩

Что ищешь?
⇩ Реклама ⇩
Loading...
⇩ Категории-Меню ⇩
  • Водоочистка
  • Альтернативные и нетрадиционные источники энергии
  • Инновационные решения в топливной энергетике
  • Инновационные решения в двигателестроении
  • Инновации в решении экологических проблем
  • Инновационные решения в медицине
    • Инструментальные психотехнологии Чаусовского
  • Инновационные решения в сельском хозяйстве
  • Инновационные решения в машиностроении
  • Котельное оборудование
  • Инновационные решения в электронике и электротехни
  • Инновационные решения в стройиндустрии
  • Инновационные решения в автомобилестроении
  • Летательные аппараты
⇩ Интересное ⇩
Патрон для быстрой замены электрических лампы

Патрон для быстрой замены электрических лампы Видео. Облегчить замену электрической лампы в патроне – задача чрезвычайно актуальная. В огромном числе случаев электрические осветительные…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Устройство передачи электрической энергии трехфазного тока по двухпроводной линии

Устройство передачи электрической энергии трехфазного тока по   двухпроводной линии Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу передачи электрической энергии трехфазного тока по двухпроводной линии. Устройство…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Устройство для защиты от дуговых замыканий

Устройство для защиты от дуговых замыканий Использование: в области электроэнергетики. Технический результат: повышение быстродействия защиты при дуговых замыканиях в ячейках комплектных…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь Изобретение относится к электронике и может быть использовано в микроэлектронных системах обработки аналоговых сигналов и преобразовании аналоговой…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Молниеотвод

Молниеотвод Изобретение запатентовано и используется в радиотехнике и предназначен для защиты антенн радиоустановок от ударов молний.
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Энергосберегающее электронное устройство, исключающее фактор поражения людей и животных электрическим током

Энергосберегающее электронное устройство, исключающее фактор   поражения людей и животных электрическим током Энергосберегающее электронное устройство, исключающее фактор поражения электрическим током людей и животных, относится к электротехнике, а точнее к…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Система и способ автоматизированной замены и заряда аккумуляторных батарей

Система и способ автоматизированной замены и заряда аккумуляторных батарей Изобретение относится к области электротехники, в частности к системе и способу замены и заряда аккумуляторных батарей (АКБ) в условиях отсутствия…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Универсальный модуль для систем радиоэлектронной борьбы

Универсальный модуль для систем радиоэлектронной борьбы Создан прототип универсального модуля подавления систем GPS. Модуль может быть использован для блокирования работы GPS трекеров, систем наведение…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Электромагнитный измеритель потока

Электромагнитный измеритель потока Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой электромагнитный измеритель потока, а также систему и способ измерения скорости…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
Генератор тока

Генератор тока Изобретение относится к электронике и может быть использовано при создании источников возобновляемой энергии с лазерным запуском, жизненный цикл…
читать статью
Инновационные решения в электронике и электротехни
⇩ Вход в систему ⇩

Логин:


Пароль: (Забыли?)


 Чужой компьютер
Регистрация
и подписка на новости
⇩ Ваши закладки ⇩
Функция добавления материалов сайта в свои закладки работает только у зарегистрированных пользователей.
⇩ Новые темы форума ⇩
Sexy photo galleries, daily updated pics
New super hot photo galleries, daily updated collections
Free Porn Pictures and Best HD Sex Photos
New super hot photo galleries, daily updated collections
Best Nude Playmates & Centerfolds, Beautiful galleries daily updates
Hot galleries, daily updated collections
New super hot photo galleries, daily updated collections
Sexy photo galleries, daily updated pics
Hot teen pics
Teen Girls Pussy Pics. Hot galleries
⇩ Каталог организаций ⇩
- Добавь свою организацию -
Страна Заборов
Ингардия
Амтек Окна Киев
Отличная СПЕЦОДЕЖДА №1 - одежда для РЫБАЛКИ, ОХРАНЫ, ТУРИЗМА и ОХОТЫ
Детский Центр ЛОГОС
⇩ Комментарии на сайте ⇩

  • Zinfira_Davletova 07.05.2019
    Природа гравитации (5)
    Zinfira_Davletova-фото
    Очень интересная тема и версия, возможно самая близкая к истине.

  • Viktor_Gorban 07.05.2019
    Способ получения электрической ... (1)
    Viktor_Gorban-фото
     У  Скибитцкого И. Г. есть более свежее  изобретение  патент  России RU 2601286  от  2016 года
     также ,  как  и это  оно  тоже  оказалось  не востребованным.

  • nookosmizm 29.04.2019
    Вселенная. Тёмная материя. Гр ... (11)
    nookosmizm-фото
    Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное  энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая  состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
    В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.


    Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.

  • yuriy_toykichev 28.04.2019
    Энергетическая проблема решена (7)
    yuriy_toykichev-фото
    То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
    Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.

  • Andrey_Lapochkin 22.04.2019
    Генератор на эффекте Серла. Ко ... (3)
    Andrey_Lapochkin-фото
    Цитата: Adnok
    Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.

    Если что будет получаться поделитесь +79507361473

  • nookosmizm 14.04.2019
    Вселенная. Тёмная материя. Гр ... (11)
    nookosmizm-фото
    Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально? 
    Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.


    В начале было то, что есть сейчас. 

  • alinzet 04.04.2019
    Новая теория мироздания - прир ... (5)
    alinzet-фото
    Но ведь это и есть эфир а не темная материя хотя эфир можете называть как вам угодно и суть от этого не изменится 

  • valentin_elnikov 26.03.2019
    Предложение о внедрении в прои ... (7)
    valentin_elnikov-фото
    а м?ожет лампочку прямо подключать к силовым линиям,хотя они и тонкие

  • serzh 12.03.2019
    Вода - энергоноситель, способн ... (10)
    serzh-фото
    От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.

  • nookosmizm 06.03.2019
    Вселенная. Тёмная материя. Гр ... (11)
    nookosmizm-фото
    Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
    - безграничное пространство космоса
    - безграничное время протекания множества процессов различной длительности
    - электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
    Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя

⇩ Топ 10 авторов ⇩
miha111
Публикаций: 3445
Комментариев: 0
pi31453_53
Публикаций: 9
Комментариев: 0
3vlad63
Публикаций: 8
Комментариев: 0
Pavel_Merkel
Публикаций: 7
Комментариев: 23
shibanov_a
Публикаций: 6
Комментариев: 0
Evroavzjo
Публикаций: 0
Комментариев: 0
Patriothhv
Публикаций: 0
Комментариев: 0
agrohimwqn
Публикаций: 0
Комментариев: 0
agrohimxjp
Публикаций: 0
Комментариев: 0
Patriotzqe
Публикаций: 0
Комментариев: 0
⇩ Лучшее в Архиве ⇩

Нужна регистрация
⇩ Реклама ⇩

Внимание! При полном или частичном копировании не забудьте указать ссылку на www.ntpo.com
NTPO.COM © 2003-2019 Независимый научно-технический портал (Portal of Science and Technology)
Содержание старой версии портала
  • Уникальная коллекция описаний патентов, актуальных патентов и технологий
    • Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электроэнергии
    • Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения тепловой энергии
    • Двигатели, работа которых основана на новых физических или технических принципах работы
    • Автомобильный транспорт и другие наземные транспортные средства
    • Устройства и способы получения бензина, Дизельного и других жидких или твердых топлив
    • Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза
    • Насосы и компрессорное оборудование
    • Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки
    • Устройства и способы переработки и утилизации
    • Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов
    • Инновации в медицине
    • Устройства, составы и способы повышения урожайности и защиты растительных культур
    • Новые строительные материалы и изделия
    • Электроника и электротехника
    • Технология сварки и сварочное оборудование
    • Художественно-декоративное и ювелирное производство
    • Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла
    • Подшипники качения и скольжения
    • Лазеры. Лазерное оборудование
    • Изобретения и технологии не вошедшие в выше изложенный перечень
  • Современные технологии
  • Поиск инвестора для изобретений
  • Бюро научных переводов
  • Большой электронный справочник для электронщика
    • Справочная база данных основных параметров отечественных и зарубежных электронных компонентов
    • Аналоги отечественных и зарубежных радиокомпонентов
    • Цветовая и кодовая маркировка отечественных и зарубежных электронных компонентов
    • Большая коллекция схем для электронщика
    • Программы для облегчения технических расчётов по электронике
    • Статьи и публикации связанные с электроникой и ремонтом электронной техники
    • Типичные (характерные) неисправности бытовой техники и электроники
  • Физика
    • Список авторов опубликованных материалов
    • Открытия в физике
    • Физические эксперименты
    • Исследования в физике
    • Основы альтернативной физики
    • Полезная информация для студентов
  • 1000 секретов производственных и любительских технологий
    • Уникальные технические разработки для рыбной ловли
  • Занимательные изобретения и модели
    • Новые типы двигателей
    • Альтернативная энергетика
    • Занимательные изобретения и модели
    • Всё о постоянных магнитах. Новые магнитные сплавы и композиции
  • Тайны космоса
  • Тайны Земли
  • Тайны океана
Рейтинг@Mail.ru