Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Elektronik Bilgisi- Giriş. 2. Hafta Analog sinyalden dijitale sinyale dönüşüm blok şeması.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Elektronik Bilgisi- Giriş. 2. Hafta Analog sinyalden dijitale sinyale dönüşüm blok şeması."— Sunum transkripti:

1 Elektronik Bilgisi- Giriş

2 2. Hafta

3 Analog sinyalden dijitale sinyale dönüşüm blok şeması

4  Analog sinyalin dijital sinyale çevrilmesi Bir analog sinyalin zamana karşı genli ğ inin de ğ işimini gösteren grafik her iki eksende de ‘sürekli’dir. Yani, herhangi bir t 1 – t 2 zaman aralı ğ ında sonsuz sayıda nokta bulunur ve bu noktalara karşılık gelen sonsuz sayıda genlik de ğ eri vardır. Bir ses sinyali, bir televizyon sinyali, bir yerdeki atmosfer basıncını ya da sıcaklı ğ ını temsil eden sinyaller, analog sinyal örnekleridir. Bir dijital sinyalde ise, zaman ve genli ğ in aldı ğ ı de ğ erler ‘kesikli’dir. Yani, sürekli de ğ il, yalnızca belirli aralıklarla de ğ er alırlar. Herhangi bir genlik ya da zaman aralı ğ ında sonlu sayıda nokta bulunur. Bilgisayar verileri ve telgraf sinyalleri dijital sinyal örnekleridir.

5  Örnekleme işleminde, Analog sinyalden eşit zaman aralıklarında örnekler alınarak, geri kalan kısmı atılır. Bu örneklerin hangi sıklıkta alınaca ğ ını belirlemek için örnekleme teoreminden yararlanılır. Bir sinyalden T S saniye aralıkla örnek alındı ğ ını varsayalım. Örnekleme frekansı (sıklı ğ ı) f S =1/T S olur. Fourier teoremine göre sabit bir aralıkta tanımlanmış herhangi bir fonksiyon sinüzoidal fonksiyonların toplamı şeklinde ifade edilebilir. Analog sinyali oluşturan frekans bileşenleri Fourier analiziyle belirlenebilir. Bu sinyalin en yüksek frekans bileşenini f m ile belirleyelim. Örnekleme teoremi, f S ≥ 2f m koşulu sa ğ lanırsa, yani örnekler en az 2f m sıklı ğ ıyla alınırsa, özgün sinyalin tıpkısının bu örneklerden tekrar oluşturulabilece ğ i söylenebilir.

6  Nicemleme işleminde, örneklenmiş de ğ erler sonlu sayıdaki de ğ erlerden en yakınına yuvarlanır. Tahmin edilebilece ğ i gibi, nicemlenmiş sinyalden tekrar özgün sinyalin aynısı elde edilemez. Yani, bu işlem geriye dönüşü olmayan bir hataya sebep olur. Bu hata, sinyalin en küçük ve en büyük de ğ erleri daha fazla sayıda seviyeye bölünerek (basamak boyu küçültülerek) azaltılabilir. Basamak boyu yeterince küçültüldü ğ ünde, insan gözü veya kula ğ ı bu hatanın farkına varamaz. Örnek vermek gerekirse, ticari televizyon uygulamalarında kaliteli bir renkli resim elde etmek için 512 seviye kullanılırken, 64 seviye şöyle böyle idare edecek bir resim kalitesi verir.

7  Kodlama işleminde ise nicemleme işlemiyle elde edilen sayılar iki tabanlı sayı sistemiyle ya da onun herhangi bir türeviyle kodlanır. Şekil-2’de verilen örnek, üç aşamadan oluşan bu sürecin daha iyi anlaşılmasını sa ğ layacaktır. -3.5V ile +3.5V arasında de ğ işen sinyal eşit aralıklarla örneklenmekte; elde edilen de ğ erler sekiz nicemleme seviyesinden en yakın olanına yuvarlanmakta ve sonra da 3 bit’lik ikili sayılarla kodlanmaktadır. Bu örnekte 0 ve 1 sembolleri sırasıyla 0 Volt ve 5 Volt ile temsil edilmektedir.

8 Örnek V (volt) t (milisaniye) Şekilde görülen analog sinyal parçasını dijital sinyale çeviriniz. Sinyalin en yüksek frekans bileşeni 250 Hz’dir. Sinyalin genliği [0,8] Volt aralığında değişmektedir. Basamak boyunu 2V alınız.

9 Çözüm: (1) Örnekleme : Analog sinyalden eşit zaman aralıklarında (2 milisaniye aralıklarla) örnekler alınarak geri kalanı atılır.

10 V (volt) t (ms) V (volt) ,4 5,3 3,5 1,9 1,8 4,2 5,9

11 (2) Nicemleme : Örneklenmiş de ğ erler sonlu sayıdaki de ğ erlerden (dört de ğ erden) en yakınına yuvarlanır. Sinyalin genli ğ i [0,8] Volt aralı ğ ında de ğ işti ğ ine, basamak boyu 2V oldu ğ una göre sinyal her zaman aralı ğ ında (2 ms) sadece dört farklı genlik de ğ erinden (1,3,5,7) birini alabilir. Yani, [0,2] aralı ğ ında (0+2)/2=1, [2,4] aralı ğ ında (2+4)/2=3, [4,6] aralı ğ ında (4+6)/2=5, [6,8] aralı ğ ında (6+8)/2=7 de ğ erlerini alabilir.

12 (3) Kodlama : Nicemleme işlemiyle elde edilen sayılar iki tabanlı sayı sistemiyle ya da onun herhangi bir türeviyle kodlanır. Genlik değeriİki tabanlı sayı karşılığı V (volt) t (ms)

13 Sayısal Devre ve Sistemlerin Üstünlükleri  Analizi ve tasarımı daha kolaydır, büyük oranda otomatikleştirilebilir.  Bilginin kaydedilmesi, erişilmesi daha kolaydır.  Art arda ba ğ lanabilecek devrelerin sayısı daha yüksektir.  Sinyal işleme işlemleri programlanabilir (çok amaçlı kullanım)  Bozulmalardan ve gürültüden daha az etkilenir (Hata düzeltme-rejenerasyon)  Bir entegre içine daha fazla sayıda sayısal devre elemanı yerleştirilebilir.(indüktans ve kapasite gibi analog elemanların yerleştirilmesi ekonomik de ğ il)

14 Analog Devre ve Sistemlerin Üstünlükleri  Günlük hayatta kullanılan bilgilerin ço ğ u analog’tur.(A/D, D/A çeviriciler)  Daha az bant genişli ğ i gerektirir (sıkıştırma)  Daha eski, daha güvenilir teknoloji olması, bazı alanlarda tercih sebebi olabilir.

15 Sembol7-bit ASCII kodu A R M U T

16 3. Hafta

17 2. D İ J İ TAL ELEKTRON İ K Dijital devreler zamanlama/hafıza özelli ğ i bulunmayan bileşimsel (ing. combinational) devreler ve zamanlama/hafıza özelli ğ i bulunan ardışıl (ing. sequential) devreler olmak üzere ikiye ayrılır. Bileşimsel devreler, iki veya daha çok girişli, bir çıkışlı mantık kapısı denilen devrelerle oluşturulur. Mantık kapıları entegre devre şeklinde hazır olarak satın alınabilir Mantık Kapıları Dijital sinyallere uygulanan çeşitli işlemler mantık kapıları ile gerçekleştirilir.

18 t t A F (Giriş sinyali) (Çıkış sinyali)

19 2. VE Kapısı : F A B ABF t t A F t B

20 3. VEDE Ğİ L Kapısı : F A B ABF t t A F t B

21 4. VEYA Kapısı : F A B ABF t t A F t B

22 5. VEYADEĞİL Kapısı : F A B ABF t t A F t B

23 6. ÖZEL VEYA Kapısı : F A B ABF ÖZEL VEYADE Ğİ L Kapısı : F A B ABF

24 2.2. Boole Cebri Mantık kapılarıyla oluşturulan mantık devrelerinin analiz ve tasarımı İ ngiliz matematikçi George Boole ( ) tarafından geliştirilen mantıksal cebir (aritmetik) yardımıyla yapılır. Boole cebirinde kullanılan temel teoremler şunlardır:

25

26 Bu teoremler doğruluk tabloları çizilerek kolayca ispatlanabilir. En çok kullanılanlar en sondaki De Morgan teoremleridir. George Boole ve De Morgan’ın ( ) teorik çalışmaları 1930’lu yılların sonuna kadar pratik bir kullanım alanı bulamamıştır. Amerikalı araştırmacı Claude E. Shannon 1938 tarihli “Anahtarlama Devrelerinin Sembolik Analizi” başlıklı yüksek lisans tezinde Boole cebrini ilk defa uygulamaya sokarak dijital elektroniğin temelini atmıştır. Boole cebri mantık devrelerini sadeleştirmek veya aynı işi gören alternatif devreler elde etmek için kullanılır.

27  Bir örnek verelim: F B A

28  Herhangi bir mantık fonksiyonu sadece VEYADE Ğİ L ya da sadece VEDE Ğİ L kapıları kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu sonuca göre, üç tane VEYA kapısından oluşan yukarıdaki devre sadeleştirilerek bir VE kapısına indirgenebilir. Yukarıdaki örnek aynı zamanda bir VE kapısının üç VEYADE Ğİ L kapısıyla gerçekleştirilebilece ğ ini de göstermekte ve uygulamada çok önemli olan bir bilgiye ilişkin ipucu vermektedir: Piyasada satılan entegre mantık devreleri genelde çok sayıda aynı tür kapı içerir. Çünkü seri üretim teknolojisinde bir entegre içine bir tane yerine aynı türden daha fazla mantık kapısı yerleştirilmesi önemli bir maliyet artışı getirmez. Yukarıdaki örnekte oldu ğ u gibi, bir yerine üç kapı kullanmak savurganlık gibi görünse de, uygulamada kullanılan entegre sayısını azaltmaya yarayabilir. Piyasada daha kolay bulunabilmesi ve ucuzlu ğ u sebebiyle uygulamada VEDE Ğİ L kapıları çok kullanılır. Sadece VEDE Ğİ L kapıları kullanarak di ğ er kapıların nasıl elde edilebilece ğ i aşa ğ ıda gösterilmektedir:

29


"Elektronik Bilgisi- Giriş. 2. Hafta Analog sinyalden dijitale sinyale dönüşüm blok şeması." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları