V knihách řady „Elektronika tajemství zbavená“ je dobrým zvykem technické děje nejenpopisovat, ale zpřístupňovat je i experimenty. Tyto pokusy nejsou žádné složité konstrukce,nýbrž jednoduchá zapojení, která se dají sestavit z levných, snadno dostupných materiálů.Při práci na tomto dílu se ukázalo, že i nejmodernější zařízení, například D-A a A-D převodníky, je možno realizovat jednoduchými prostředky. Nicménč nemá většina obvodů pouzedemonstrační charakter. Vycházejí převážně z obvodů aplikované číslicové techniky a jsoui po přečtení knihy mnohostranně použitelné. Ostatně provádění pokusů není povinné.I ten, kdo se jich vzdá. najde v textu podrobně vysvětleno vše, co mají experimenty prokázat - od téměř 150 let starých základních logických úvah až po moderní číslicovouaudiotechniku.Mnoho radosti ze čtení a především experimentování.
Přitom platí,
že nejvyšší frekvence vstupního
signálu nesmí být vyšší než polo
vina vzorkovací frekvence, nebo
naopak, vzorkovací frekvence
musí být alespoň dvakrát vyšší
než nejvyšší frekvence vstupního
signálu.
1 tato hodnota spíše teoretická, protože technických důvodů lze použít jen kHz.102
Rozlišovací schopnost mezní frekvence
Rozlišovací schopnost systému je
určena minimální výškou stupňů
v typickém průběhu napětí převod
níku D/A, kdežto šířka stupně je
dána časovým odstupem vzorků,
tedy jejich frekvencí.
Minimální výška stupňů mírou rozlišovací schopnosti systému
a většinou stálá šířka stupňů ozjiačujefrekvenci vzorků tím
i šířku pásma přenosu (<1/2 vzorkovacífrekvence).v
'♦* Rada metod použitých převodnících A/D pracuje jen jedním komparátorem, jehož
referenční napětíje řízeno,
i* Při digitalizaci proměnných napětí (střídavých napětí) pravidelných časových
intervalech převádějí okamžité hodnoty napětí digitální hodnoty, tzv. vzorky (samples).
V převodníku D/A vytvářejí proudy, jejichž velikost odpovídá hodnotám jednotlivých
binárních míst. Ale nejlepší filtry potřebují mezi propustnou nepropustnou oblastí úzký frekvenč
ní rozsah, který zmenšuje užitečné pásmo.
.
Vzorky musí odebírat sfrekvencí, která alespoň dvakrát vyšší než nejvyššífrekven
ce signálu, který být digitalizován,
i* naopak znamená, pro bezporuchový přenos musí být nejvyššífrekvence signálu nižší
než polovina vzorkovacífrekvence. filtrů, které potřebují jen kHz, přesto pracují
skvěle, nezbytná velká technická složitost nákladnost.
Rozlišovací schopnost mírou
přesnosti při digitalizaci signálu
a vzorkovací frekvenci závisí,
jak rychle může vstupní signál
měnit, aniž došlo zkreslení
při pozdějším zpětném převodu
na analogový signál. Srovnánípůvodního analogového napětí digitalizova
ného napětí získaného zpět převodníkem D/A, tedy stupňovitého. Velikost stupňů tohoto děliče určuje rozlišovací
schopnost převodníku, přesnost odporů referenčního zdroje určuje jeho přesnost.
Doba ezi dvóma vzorky
Obr. počet hitů) datového slova převodníku A/D určuje rozlišovací schopnost
převodníku nutnou přesnost jeho elektroniky. vzorkovací frekvencí 44,1 kHz lze tedy digitalizovat maximálně 22,05 kHz.
Pro každou odbočku třeba jeden komparátor jednoduché paralelní metody).
Shrnutí
❖ Šířka (tzn. Tyto proudy sčítají,
i* Paralelnípřevodník A/D (Flash Converter) porovnává analogové vstupní napětí dílčím
napětím vícestupňového děliče napětí. Filtr,
který připojuje převodník pro vyrovnání stupňů, musí plně potlačit poloviční frekvenci
vzorku, tedy 22,05 kHz, jinak dochází poruchám zvaným „chyba vzorkováním“ (aliasing
error)
