Аналогты цифрлык турлендіргіш және керісінше

Ресми түрде Эврика-147 DАВ 1997 жылы ТҒА деген Берлинде өткен көрмеде көрсетілді. Қазір Эврика-147 DАВ ең жақсы дамыған жүйе ретінда Европада қолданылады, әрі СРХ тарату технологиясы болып табылады.

Оның атап өтетін артықшылықтары:

• сапасы компакт-диск дыбысының сапасынан қалыспайтын дыбыс;
• сигналдардың кедергілерге қарсы тұра алуы;
• параллельді түрде ақпарат тарата алады;
• радиоқабылдағыштар куатты азырақ қажет етеді.

Бүгінгі күнде, СРХ-ны таратушы DAB стандарты – көптеген стандарттарды біріктіретін кешен. Мысалы, дыбыстың барлығы МРЕG Audio Layer 2 сандық дыбыс форматында беріледі. Эврика-147 жүйесінде мультиплексор деп аталатын құрал арқылы бірнеше бағдарламаларды эфирге беру жүзеге асырылады. Алайда, Эврика-147 жүйесі әрі жетілген, әрі ыңғайлы болғанымен оны толығымен іске қосу үшін қазіргі радиохабар таратушы жүйелердің барлығының жұмысын өзгерту керек. Бұл көптеген материалдық шығынды қажет етеді. Дегенмен де, сандық радиохабар (СРХ) таратудың бұл түрінің болашағы үлкен. Алдағы уақытта бүкіл радиожүйелер осы технологияға тегіс көшірілуі мүмкін, әрине, озық технология қашанда жоғары тұрады.

           Электронды арналардағы жаңа технологиялар туралы сөз болғанда бір мәселеге ерекше назар аудару керек. Ол бүгінгі таңдағы форматтар туралы. Қазір дыбыс пен бейнені жазудың екі стандарты кең тарап отыр. Бірінші дәстүрлі аналогтық жүйе, дыбыс табиғатын, тербелістерін ескеріп, магнитті лентаға жазу және қайта жаңғырту сияқты операциялармен шектеледі. Оның үлес салмағы қазір едәуір көп болғанымен, жыл өткен сайын азайып келеді. Аналогтық форматты цифрлық жүйелер ауыстыруда. Бұл жүйеде аналогтық сигналдардың барлығы белгілі бір алгоритм бойынша сығымдалып сақталып жазылады, соған сәйкес ойналады. Яғни олардың негізін сығымдау және кері қайта қалпына келтіру сияқты операцияларды жүзеге асыратын компьютерлік чиптер, процессорлар кұрайды.

Осыдан келіп қазіргі заманғы мамандар акустикалық сигналды табиғатына қарай екі топқа жатқызады. Музыкалық аспаптардың әуендері, ән салу, сөйлеу, сондай-ақ табиғи шулар бастапқы сигнал деп аталады да, электроакустикалық құралдарда өңделгеннен кейін екінші өзгермелі сигнал деп аталады. Компьютердегі дыбыс табиғатын, оны өңдеудің ерекшеліктерін зерттеуші А.П. Загуменнов өзінің "Компьютерная обработка звука" кітабында былай деп жазады: "Акустикалық сигнал уақытқа байланысты әр түрлі деңгейдегі тербеліс береді. Оның ең жоғары және төменгі мөлшері динамикалық диапазонды құрайды және әдетте децибелмен өлшенеді. Сонымен қатар акустикалық сигналдың спектрі табиғатынан әр түрлі болып келеді. Яғни оның импульсі өзгермелі болып келеді. Дыбыстың осындай үйлесімді тербелістерден тұратындығы компьютерлік алгоритмін жасауда ескеріледі. Аналогтық сигналды цифрға ауыстыру үш кезеңнен тұрады: іріктеу, кванттау және кодтау. Іріктеу кезінде алғашқы сигналдың дыбыс тербелістері, қуаты мен жиілігі уақыт өлшемімен бір жүйеге іріктеледі.

 

 

 

 

4. ЦАТ параметрлері

Өсу реті кезінде цифрлық сигналдың мәні D(t)  0- ден 2N-1-ге дейін кіші разрядтың бірлігі бойынша  шығыс сигналы  Uвых(t) қисықты құрады. Мұндай тәуелділікті әдетте ЦАТ түрленуінің сипаттамасы деп атайды. Аппараттық қателіктер болмаған жағдайда түрленудің идеал сипттамассына сәйкес келетін  баспалдақтың орта нүктелері идеал түзуде  жатыр. Түрленудің нақты сипаттамасы заттық түрде идеал көлемнен және баспалдақ формасынан, сонымен қатар жазықтықта жатқан координатасынан ерекшеленуі мүмкін.  Бұлардың сандық  сипаттамасы үшін бірнеше параметрлер бар. ЦАТ-тың да  АЦТ сияқты статикалық және динамикалық сипаттамалары болады.

Статикалық сипаттамасы:

1. Рұқсат ету қабілеттілігі.

2. Толық шкаланың қателігі.

3. Нөлдік ығысудың қателігі.

4. Сызықтық емес.

5. Түрлендіру сипаттамасының біркелкілігі.

6. Тұрақты емес температура.

Динамикалық сипаттамасы:

1. Орнатылу уақыты.

2. Өсу жылдамдығы.

Динамикалық сипаттамасы кіріс сигналының секірмелілігі себебінен шығыс сигналының өзгеруімен анықталады.

11-сурет. ЦАТ-тың өтпелі  сипаттамасы.

ЦАТ-тың сұлбасы техникасы әртүрлігімен сипатталады. 12-суретте ЦАТ-тың сұлба техникасының белгісіне байланысты классификациясы көрсетілген.

Бұдан басқа цифрлы-аналогты түрлендіргіштердің микросхемасы келесідей бөлінеді:

-Шығыс сигналының түріне байланысты: шығыс тогы мен кернеу түріндегі шығысына сәйкес;

-цифрлық интерфейс түріне байланысты: кіріс кодының тізбектей және параллель енгізілуіне байланысты;

-Кристаллдағы ЦАТ санына байланысты: бір каналдылығы мен көп каналдығына;

-Тез әрекет  етуіне байланысты: орташа және жоғарғы тез әрекет етуіне;

 

 

12-сурет. ЦАТ-тың классификациясы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Цифрлық радиохабар  таратудың дамуы 

 

Бүгінгі күнде дамыған мемлекеттер қатарындағы елдерде сандық радиохабар тарату технологиясына көңіл бөлінуде. Оның кәдімгі аналогтық радиохабардан немен ерекшеленетінін көрейік: 
Ең алдымен дыбыс сапасындағы ерекшелік көзге түседі, естілуі ешқандай кедергісіз әрі айқын. Сандық технологиямен жасалатын радиохабарларының тағы бір артықшылығы – қозғалмалы радиоқабылдағыштарға келетін сигналдың сапалы болуы. Оның үстіне сандық радиоқабылдағыштар сигналдардың ішіндегі күштісін автоматты түрде таңдай алады. СРХ-ға (сандық радиохабар) қоса «радиомультимедия» түріндегі хабарлар да жүреді. Олар тыңдарманға қосымша ақпаратты радиоқабылдағыш дисплейіне береді. СРХ компьютерлермен және ұялы телефондармен де тығыз байланысты. Кейбір мемлекеттерде радиоқабылдағыштар мен GPS және ГЛОНАСС сияқты іздестіру жүйелері толқындардың бір диапазонында жұмыс істейді. Бұл мүмкіндіктің автомобилистерге тигізер пайдасы зор. СРХ-ын бір-біріне кедергісіз сандық қабылдағыш та, ескі аналогты қабылдағыш та қабылдай алады. Қазір СРХ-ға байланысты көптеген технологиялар дайындалуда. Оның біреуі — американдық Command Audio компаниясының жеке (персональді) радио технологиясы. Яғни, тыңдарман қажетті ақпаратты өзіне ыңғайлы уақытта ала алады. СРХ мен ұялы телефондардың тығыз байланысып дамуы көзге түседі. Ұялы телефондардағы барлық мультимедия файлдарының жіберілуі мен қабылдануы осы СРХ арқылы іске асады. Оның себебі — СРХ-ның ақпарат тарату жылдамдығының айтарлықтай үлкен болуы (2 Мбит/с). 
СРХ-ның пайда болуы XX ғасырдьщ 80-жылдарынан басталған. 1982 жылы Sony мен Philips компанияларының бірігіп жұмыс істеуінен пайда болған компакт-дискқа жазу технологиясы қолдау тапқаннан бастап, радиобайланыстағы сандық қабылдау мен жіберу тәсілдері дами бастады. 1987 жылы Британияның ВВС деген медиагиганты Еuгеkа — 147 (Эврика 147) жобасын бастады. Осы жоба нәтижесінде ең алғаш СРХ Швецияда 1996 жылы таратылды. СРХ таратудың санаулы технологиялары бар. Олар: Европадан шыққан Эврика-147, ОКМ жэне Америкада шыққан ІВАС/ІВОС технологиялары. Ресми түрде Эврика-147 DАВ ең жақсы дамыған СРХ тарату технологиясы болып табылады. 
Ресми түрде Эврика-147 ОАВ 1997 жылы ТFА деген Берлинде өткен кермеде көрсетілді. Қазір Эврика-147 ең жақсы дамыған жүйе ретінда Европада қолданылады, әрі СРХ тарату технологиясы болып табылады.                   

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Цифрлық радиохабар

Бүгінгі күнде дамыған мемлекеттер қатарындағы елдерде сандық радиохабар тарату технологиясына көңіл бөлінуде. Оның кәдімгі аналогтық радиохабардан немен ерекшеленетінін көрейік:

Ең алдымен дыбыс сапасындағы ерекшелік көзге түседі, естілуі ешқандай кедергісіз әрі айқын. Сандық технологиямен жасалатын радиохабарларының тағы бір артықшылығы – қозғалмалы радиоқабылдағыштарға келетін сигналдың сапалы болуы. Оның үстіне сандық радиоқабылдағыштар сигналдардың ішіндегі күштісін автоматты түрде таңдай алады. СРХ-ға (сандық радиохабар) қоса "радиомультимедия" түріндегі хабарлар да жүреді. Олар тыңдарманға қосымша ақпаратты радиоқабылдағыш дисплейіне береді. СРХ компьютерлермен және ұялы телефондармен де тығыз байланысты. Кейбір мемлекеттерде радиоқабылдағыштар мен GPS және ГЛОНАСС сияқты іздестіру жүйелері толқындардың бір диапазонында жұмыс істейді. Бұл мүмкіндіктің автомобилистерге тигізер пайдасы зор. СРХ-ын бір-біріне кедергісіз сандық қабылдағыш та, ескі аналогты қабылдағыш та қабылдай алады. Қазір СРХ-ға байланысты көптеген технологиялар дайындалуда. Оның біреуі — американдық Command Audio компаниясының жеке (персональді) радио технологиясы. Яғни, тыңдарман қажетті ақпаратты өзіне ыңғайлы уақытта ала алады. СРХ мен ұялы телефондардың тығыз байланысып дамуы көзге түседі. Ұялы телефондардағы барлық мультимедия файлдарының жіберілуі мен қабылдануы осы СРХ арқылы іске асады. Оның себебі - СРХ-ның ақпарат тарату жылдамдығының айтарлықтай үлкен болуы (2 Мбит/с).

СРХ-ның пайда болуы XX ғасырдың 80-жылдарынан басталған. 1982 жылы Sony мен Philips компанияларының бірігіп жұмыс істеуінен пайда болған компакт-дискқа жазу технологиясы қолдау тапқаннан бастап, радиобайланыстағы сандық қабылдау мен жіберу тәсілдері дами бастады. 1987 жылы Британияның ВВС деген медиагиганты Eureka – 147 (Эврика 147) жобасын бастады. Осы жоба нәтижесінде ең алғаш СРХ Швецияда 1996 жылы таратылды. СРХ таратудың санаулы технологиялары бар. Олар: Европадан шыққан Эврика-147, DRM және Америкада шыққан ІВАС/ІВОС технологиялары. Ресми түрде Эврика-147 DAB ең жақсы дамыған СРХ тарату технологиясы болып табылады.

Ресми түрде Эврика-147 DАВ 1997 жылы ТҒА деген Берлинде өткен көрмеде көрсетілді. Қазір Эврика-147 DАВ ең жақсы дамыған жүйе ретінда Европада қолданылады, әрі СРХ тарату технологиясы болып табылады.

 

 

Оның атап өтетін артықшылықтары:

• сапасы компакт-диск дыбысының сапасынан қалыспайтын дыбыс;
• сигналдардың кедергілерге қарсы тұра алуы;
• параллельді түрде ақпарат тарата алады;
• радиоқабылдағыштар куатты азырақ қажет етеді.

Бүгінгі күнде, СРХ-ны таратушы DAB стандарты – көптеген стандарттарды біріктіретін кешен. Мысалы, дыбыстың барлығы МРЕG Audio Layer 2 сандық дыбыс форматында беріледі. Эврика-147 жүйесінде мультиплексор деп аталатын құрал арқылы бірнеше бағдарламаларды эфирге беру жүзеге асырылады. Алайда, Эврика-147 жүйесі әрі жетілген, әрі ыңғайлы болғанымен оны толығымен іске қосу үшін қазіргі радиохабар таратушы жүйелердің барлығының жұмысын өзгерту керек. Бұл көптеген материалдық шығынды қажет етеді. Дегенмен де, сандық радиохабар (СРХ) таратудың бұл түрінің болашағы үлкен. Алдағы уақытта бүкіл радиожүйелер осы технологияға тегіс көшірілуі мүмкін, әрине, озық технология қашанда жоғары тұрады.

Электронды арналардағы жаңа технологиялар туралы сөз болғанда бір мәселеге ерекше назар аудару керек. Ол бүгінгі таңдағы форматтар туралы. Қазір дыбыс пен бейнені жазудың екі стандарты кең тарап отыр. Бірінші дәстүрлі аналогтық жүйе, дыбыс табиғатын, тербелістерін ескеріп, магнитті лентаға жазу және қайта жаңғырту сияқты операциялармен шектеледі. Оның үлес салмағы қазір едәуір көп болғанымен, жыл өткен сайын азайып келеді. Аналогтық форматты цифрлық жүйелер ауыстыруда. Бұл жүйеде аналогтық сигналдардың барлығы белгілі бір алгоритм бойынша сығымдалып сақталып жазылады, соған сәйкес ойналады. Яғни олардың негізін сығымдау және кері қайта қалпына келтіру сияқты операцияларды жүзеге асыратын компьютерлік чиптер, процессорлар кұрайды.

Осыдан келіп қазіргі заманғы мамандар акустикалық сигналды табиғатына қарай екі топқа жатқызады. Музыкалық аспаптардың әуендері, ән салу, сөйлеу, сондай-ақ табиғи шулар бастапқы сигнал деп аталады да, электроакустикалық құралдарда өңделгеннен кейін екінші өзгермелі сигнал деп аталады. Компьютердегі дыбыс табиғатын, оны өңдеудің ерекшеліктерін зерттеуші А.П. Загуменнов өзінің "Компьютерная обработка звука" кітабында былай деп жазады: "Акустикалық сигнал уақытқа байланысты әр түрлі деңгейдегі тербеліс береді. Оның ең жоғары және төменгі мөлшері динамикалық диапазонды құрайды және әдетте децибелмен өлшенеді. Сонымен қатар акустикалық сигналдың спектрі табиғатынан әр түрлі болып келеді. Яғни оның импульсі өзгермелі болып келеді. Дыбыстың осындай үйлесімді тербелістерден тұратындығы компьютерлік алгоритмін жасауда ескеріледі. Аналогтық сигналды цифрға ауыстыру үш кезеңнен тұрады: іріктеу, кванттау және кодтау. Іріктеу кезінде алғашқы сигналдың дыбыс тербелістері, қуаты мен жиілігі уақыт өлшемімен бір жүйеге іріктеледі. Кванттау мен кодтау компьютердің аналогтық-цифрлық өзгерткішінің мүмкіндігіне байланысты алғашқы сигналдың табиғатын сақтап, өзгермелі диапазонын жасау және оны компьютер тіліне айналдыру болып табылады, әдетте тікелей екілік кодпен жазылады".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚОРЫТЫНДЫ

 

Қазіргі заманғы этап жоғары экстплуатациялық параметрлерден тұратын АЦТ және ЦАТ жоғары және интегралдық схемалары өте жоғары  сипатталады: тез әрекеттілігі, аз қателіктер, көпразрядтылығы.

ЦАТ және АЦТ құрылғыларын бірегей және функционалды толық  блок ретінде іске қосу оларды ғылыми зерттеулерге және өндіріске, құрылғыларға және қондырғыға енгізуді жеңілдетті, сонымен қатар аналогты және сандық құрылғылар арасында жылдам ақпарат алмасуға мүмкіндік берді. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:

1. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс): учебник для вузов/№под ред. О.П.Глудкина.-М.: Горячая Линия – Телеком, 2002.-768 б.

2. Хорвиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. –М.: Мир, 1998.-702 б.

3. Угрюмов Е.П.  Цифровая схемотехника – СПб..: БХВ-Петербург , 2002 -512б.

4. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учеб. пособие для ВТУЗов. СПб.: Политехника, 2006. - 855б.

5. Ратхор Т.С. Цифровые измерения. Методы и схемотехника.- М.: Техносфера, 2004.-376 б.