शुरुआती के लिए एनालॉग-टू-डिजिटल सिग्नल रूपांतरण

प्रविष्टि

इलेक्ट्रॉनिक्स के पाठ्यक्रम में एनालॉग-टू-डिजिटल और डिजिटल-से-एनालॉग रूपांतरण के विषय काफी महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि अधिकांश डिवाइस जो कंप्यूटर के साथ बातचीत करते हैं, उनमें एनालॉग इनपुट / आउटपुट होता है, और कंप्यूटर केवल डिजिटल सिग्नल को संसाधित कर सकता है। इस लेख में मैं आपके साथ ऐसे परिवर्तनों की मूल बातें साझा करना चाहता हूं।

सिग्नल के प्रकार

इससे पहले कि आप स्वयं परिवर्तनों को समझें, आपको यह जानना होगा कि संकेत क्या मौजूद हैं। और उनमें से 3 प्रकार हैं:

• अनुरूप
• अलग
• डिजिटल

एनालॉग सिग्नल समय में निरंतर होते हैं, वे हर समय इंस्टेंट पर निर्धारित होते हैं।

असतत - ये नमूने के अनुक्रम द्वारा दर्शाए गए संकेत हैं, अर्थात्। असतत समय उदाहरणों पर संकेत मान।

डिजिटल सिग्नल समय (या अंतरिक्ष में) में असतत हैं और स्तर में मात्राबद्ध हैं। कंप्यूटर में कम्प्यूटेशनल प्रक्रियाएं डिजिटल सिग्नल में सटीक रूप से की जाती हैं।



कंप्यूटर को सिग्नल को संसाधित करने में सक्षम होने के लिए, सिग्नल को एनालॉग से डिजिटल रूप में परिवर्तित करना आवश्यक है।

प्रसंस्करण के बाद, उलटा रूपांतरण किया जाता है, क्योंकि अधिकांश घरेलू उपकरण एनालॉग सिग्नल द्वारा नियंत्रित होते हैं।



सामान्य रूप से डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग का ब्लॉक आरेख इस प्रकार है:

डिजिटल सिग्नल रूपांतरण के अनुरूप

एनालॉग-टू-डिजिटल सिग्नल रूपांतरण में दो चरण शामिल हैं:

1. एक संकेत का विचलन (समय या स्थान में)
2. स्तर मात्रा का ठहराव

नमूने के चरण में, एक निश्चित नमूना अवधि (टी) के साथ संकेत नमूने लिए जाते हैं।

नमूने की दर सूत्र द्वारा निर्धारित की जा सकती है



इनपुट सिग्नल के नमूने को प्राप्त करने की प्रक्रिया को नमूने की रीडिंग के दौरान सिग्नल में बदलाव के कारण गतिशील रूपांतरण त्रुटियों को कम करने के लिए नमूना अवधि का एक बहुत छोटा हिस्सा प्राप्त करना चाहिए।



नमूना दर Kotelnikov प्रमेय से चुना गया है । यह बताता है कि सिग्नल के नमूनों से मनमाने ढंग से सही तरीके से बहाल किए जाने के लिए निरंतर सिग्नल के लिए, यह आवश्यक है कि नमूने की आवृत्ति नमूना सिग्नल के स्पेक्ट्रम की ऊपरी आवृत्ति की तुलना में कम से कम दो गुना अधिक हो।



किसी भी सिग्नल का अपना स्पेक्ट्रल प्रतिनिधित्व होता है। सिग्नल का कोई भी प्रतिनिधित्व हार्मोनिक घटकों (साइनसॉइड और कोसाइन तरंगों) के योग (या अभिन्न) के रूप में एक प्रतिनिधित्व है, विशिष्ट वजन गुणांक (एक निश्चित आयाम वाले) के साथ ली गई विभिन्न आवृत्तियां

आवधिक संकेतों के लिए यह योग है, गैर-आवधिक संकेतों के लिए यह अभिन्न है।

सिग्नल फूरियर के संक्रमण को प्रत्यक्ष फूरियर रूपांतरण का उपयोग करके किया जाता है।



आवधिक कार्य के रूप में वर्णक्रमीय प्रतिनिधित्व के परिवर्तन पर विचार करें:



















जैसा कि ज्ञात है, डिरिचलेट स्थिति को संतुष्ट करने वाले एक आवधिक कार्य को कई हार्मोनिक कार्यों द्वारा दर्शाया जा सकता है।











यूलर सूत्र द्वारा, किसी भी अभिव्यक्ति का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है

- पहले हार्मोनिक की आवृत्ति



- nth हार्मोनिक की आवृत्ति



- nth हार्मोनिक की गोलाकार आवृत्ति



जटिल हार्मोनिक आयाम है, जहां - चरण स्पेक्ट्रम।



फूरियर श्रृंखला के हार्मोनिक्स के आयाम के सेट को आयाम स्पेक्ट्रम कहा जाता है, और उनके चरणों के सेट को चरण स्पेक्ट्रम कहा जाता है।











स्पेक्ट्रम उदाहरण:









गैर-आवधिक फ़ंक्शन के लिए , और तो एक निरंतर बदलती आवृत्ति द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है => योग को अभिन्न द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

गैर-आवधिक संकेत के लिए प्रत्यक्ष फूरियर रूपांतरण

इस प्रकार, एक गैर-आवधिक फ़ंक्शन के स्पेक्ट्रम को एक अनंत संख्या में हार्मोनिक दोलनों के योग के रूप में दर्शाया जाता है, जिनकी आवृत्तियों को एक दूसरे के करीब स्थित होता है।

स्तर मात्रा का ठहराव

सूत्रीकरण स्तरों की संख्या सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

n बिट्स की संख्या है

एन - परिमाणीकरण स्तर



संकेतों के परिमाणीकरण स्तरों की संख्या का विकल्प एक समझौता दृष्टिकोण पर आधारित है, एक तरफ ध्यान में रखते हुए, एक तरफ संकेत के पर्याप्त रूप से सटीक प्रतिनिधित्व की आवश्यकता होती है, जिसके लिए बड़ी संख्या में मात्रा का स्तर आवश्यक होता है, और दूसरी ओर, परिमाणीकरण स्तरों की संख्या कम होनी चाहिए ताकि कोड बिट न्यूनतम हो।



इस पर मैं अपने लेख को समाप्त कर दूंगा ताकि अनावश्यक जानकारी के साथ पाठक को अधिभार न डालें। आपके प्रयासों में शुभकामनाएँ!