نظم الرقابة والتألق
تخفيض الكمية في نظم تحديد النطاقات من أجل تحسين ميزنة الإشارات
Table of Contents
إن المحولات المتطورة من حيث الاختراق إلى الشكل هي لبنات أساسية في النظم الالكترونية الحديثة، مما يؤدي إلى سد النطاقات اللاهوتية والرقمية بتحويل إشارات الاختراق الرقمية المستمرة إلى بيانات رقمية مفصولة، بينما تتيح البلدان النامية القدرة على معالجة الإشارات الرقمية القوية وتخزينها ونقلها، فإنها تستحدث في جوهرها أخطاء أثناء عملية التحويل، ومن أهم مصادر الضوضاء التي يمكن أن تحد من وجودها.
فهم الكمية
(أ) يُنشأ الضوضاء الكمية من العملية الأساسية لرسم خرائط لحجم مدخل متماثل مستمر إلى مجموعة محدودة من الرموز الرقمية المتباينة.() وفي حالة المثالية [(]N-bit ADC، يُقسَّم نطاق المدخلات الناظرة إلى نفس المستويات الفضائية، وكل خطأ مفصَّل بحجم خطي، وعند الإشارة المستمرة
إذا كانت الإشارة إلى المدخلات نشطة بما فيه الكفاية وتشتت خطوات كمية كثيرة، فإن الخطأ الكمي يتصرف مثل ضوضاء غير موزعة بشكل موحد، وقيمة هذه الضوضاء غير مكتملة النطاق هي .
الأثر على اخلاص الإشارات
(د) في النظم السمعية، يتجلى ذلك على أنه منخفض المستوى، أو مشوه، أو فقدان لتفاصيل فرعية، ويمكن أن يرفع الضوضاء إلى حد كبير، مما يجعل من الصعب اكتشاف إشارات ضعيفة.
التقنيات الأساسية لخفض الكمية
1- زيادة قرار جمعية التعاون الاقتصادي
ومن أكثر النهج مباشرة في خفض الضوضاء الكمية زيادة عدد قطع من البيوتادايين السداسي الكلور، حيث يقدم مصرف التنمية الآسيوي من عيار ١٢ درجة ٧٢ درجة مئوية من الـمكافئة للترددات الوطنية، بينما يوفر مركز التعاون التقني من ١٦ درجة من العمر ٩٦ درجة من الـ دي - ٢٤ درجة من الـ دي - دي - دي - دي - دي - دي - دي - دي - خطوات قياس كمي أصغر، مما يضيق نطاق الضجيجات أطول.
2 - زيادة أخذ العينات
() تشمل أخذ إشارة المدخلات بمعدل أعلى بكثير من معدل () حيث [يصبح الترددات ذات التأثير الرقمي].
3 - نواة الاختناق عبر تعديل دلتا سيغما
() إن تشكيلة العينات () هي حجر الزاوية في البلدان الحديثة ذات الاستبانة العالية، ولا سيما ] المحولات التي تستخدم الترددات العالية (DLT:3) في حالة الضوضاء العالية التردد، وفي جميع الحالات، لا يضاف خطأ تحديد الكمية إلى الناتج فحسب؛ بل يُضاف إلى ذلك معدل الترددات العالية والمنخفضة.
A[Fision first-ortch: modulator achieves an SQNR improvement of dB, while a second-orulator yields dB. Practical designs often use orders of 2 to 5 to achieve effective resolutions of 16 -24 bits with oversampling ratios of 64 -256.
4 - الفرز
Dither is the intentional addition of a small amount of random noise (usually a few LSBs in amplitude) to the analog input before quantization. While counterintuitive, dithering can improve signaldelity by breaking up the deterministic pattern in quantization error. without dither, quant
ويجب أن يُعيَّن الجسم بعناية: فالقليل جداً من الإخفاق في تزيين الخطأ؛ ويزيد كثيراً من حجم الضوضاء الإجمالية ويقلل من سرعة التصلب (SNR.) عادة، ويُستثنى من ذلك كمية تتراوح بين 1 و2 من السائل المنوي (الصوت إلى القرض)().
التقنيات المتقدمة والمكملة
تركيبة متعددة الأطقم وملاءمة الديناميكية
In topFpedtalling modulators, using a multibit quantizer] (e.g., 3-bit or 4-bit instead of 1-bit) reduce the quantization step size intrinsically, lowering the noise floor before shaping. However, multibit feedback DACs suffer from element mismatch weight
الرقمي بعد التجهيز والمعايرة
(أ) كثيراً ما تتضمن البلدان النامية الحديثة لبنات رقمية لزيادة خفض كمية القطع الأثرية. Digital calibration يمكن أن تصحح أخطاء في الربح، وقابلها، ومسائل خطية. ]
الهيكلان الفرعيان والاثنين من الهيكلين
Subranging ADCs] use a coarse conversion to identify a region, then a fine conversion within that region. This reduces the effective quantization step without requiring a full high-resolution linear ADC. Modern pipelined ADCs] extend this principle with multiple stages, each
الاعتبارات العملية والجوانب التجارية
اختيار المجموعة الصحيحة من التقنيات يعتمد على متطلبات التطبيق: bandwidth ، ، استهلاك الطاقة [FendT:5]،
وفي جميع نظم العالم الحقيقي، كثيرا ما لا يكون الضوضاء الكمية من طراز " دي " ، وهي مصدر ضوضاء مهيمن.
الطلبات التي تستفيد من خفض عدد الكمي
درجة عالية من الصدر
وفي التسجيلات السمعية المهنية والعزف، يؤثر الضوضاء الكمي تأثيرا مباشرا على النطاق الديناميكي ] وعلى الحد الأدنى من الضوضاء، ويتيح نظام من 16 بيتا طائفة دينامية نظرية من الـ 96 دي بي، ولكن أداء العالم الحقيقي أقل بسبب عدم وجود خطوط، ويستخدم نظاما من الـ 24 إلى دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي تي، ويب، ويب، ويستخدم فيه مجموعة من أنواع الموسيقى التي ترسم الصوتية ذات الصمامات الصوتية وديونات.
الدقة
وتستلزم المقاييس الرقمية، ونظم اقتناء البيانات، ومقاييس الوزن قرارات تتراوح بين 20 و24 قطعة أو أكثر. HTقطيعة مقطعية من المواد الوسيطة ] مع مضخات متكاملة من المكسبات القابلة للبرمجة ومرشحات رقمية هي الخيار الموحد.
الاتصالات اللاسلكية
ويجب أن تجهز أجهزة استقبال أجهزة الراديو المحددة ببرمجيات ومتلقيات محطات الاستدلال في وجود أجهزة حجب قوية، ويزيد الحد الأدنى من الضوضاء الكمية من النطاق الدينامي غير المتجانس ، مما يتيح لمؤسسة ADC أن ترقم الإشارة الضعيفة والعامل دون تشوه.
التصوير الطبي والاستشعارات الطبية الحيوية
وفي نظم الموجات فوق الصوتية، والأشعة المقطعية، والتصوير البيئي/الجماعة الأوروبية، كثيرا ما تكون الإشارات صغيرة جدا (الملوثات) ويجب أن تكون رقمنة ذات خصوبة عالية، ويستخدم في أجهزة غير قابلة للتحليل الإفراط في أخذ العينات من جميع البلدان النامية ذات التسوية العالية، مما يقلل من الآثار الكمية التي يمكن أن تحجب السمات التشخيصية، كما أن استهلاك الطاقة حرج أيضا؛ وتستخدم في أجهزة محمولة منخفضة القدرة.
خاتمة
إن الضجيج الكمي هو قيد متأصل ولكن يمكن التحكم فيه لتحويلات التناظر إلى الشكل، وبفهم أصوله واستخدام مجموعة من التقنيات - أكثر دقة، وفوق العينات، وتشكيل الضوضاء، والتحلل، ومهندسي الإصلاح الرقمي المتقدم يمكن أن يعزز بشكل كبير من تصاميم الإشارات، ويتوقف النهج الأمثل على المفاضلة المحددة بين تطبيقات تحديد النطاقات الرقمية، والحل، وفرصة، والطلب على التكلفة.
Further Reading:]
- Analog Devices, "Fundamentals of Delta-Sigma Converters" (MT-022): https://www.analog.com/en/education-library/tutorials/mt022.html]
- Texas Instruments, " Oversampling Techniques to Improve ADC Resolution " (AN-1246): https://www.ti.com/lit/an/sbaa222/sbaa222.pdf
- Walt Kester, "Oversampling and Noise Shaping in Delta-Sigma Converters" (MT-023), Analog Devices: https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-023.pdf]