Teorie - teorema Kotelnikov

    • Sistemul numerelor
    • Informații privind măsurarea
    • Teoria codării
    • Date numerice pe calculator
    • Conversia numerelor
      cu punct fix
    • Aritmetica numerelor
      floating point
    • Codurile mașinilor
    • Teorema lui Kotelnikov
    • Compresie și arhivare
    • Lecție practică - 1
    • Lecții practice - 2
    • Lecții practice - 3
    • Lecții practice - 4
    • Lecții practice - 5
    • Lecții practice - 6
    • Lucrare practică - 7
    • Lecții practice - 8
    • Lecții practice - 9
    • Test final
    • Testarea "sistemelor numerice"
    • Testul "Măsurarea informațiilor"
    • Test "Teoria codării"
    • Testul "Date numerice într-un computer"
    • Testul "Conversia numerelor
      cu virgula fixă ​​»
    • Testul "Aritmetica numerică
      cu virgulă plutitoare »
    • Test "Codurile mașinilor"
    • Teorema "Kotel'nikov"
    • Testul "Comprimare și arhivare"
    • Algoritmi pentru traducerea numerelor
      în sisteme numerice
    • Tabel de logrime
    • R. Hartley (biografie)
    • K.Shenon (biografie)
    • V.Kotelnikov (biografie)
    • Interfața WinRAR


Semnalele continue sunt descrise de funcțiile continue ale timpului. Valorile instantanee ale acestor semnale se schimbă fără probleme în timp, fără sărituri bruște (pauze). Un exemplu de diagramă de sincronizare continuă a semnalului este prezentat în figura 1a. Semnalele ale căror diagrame de timp sunt prezentate în Figura 2 nu sunt continue, deoarece valorile lor instantanee se schimbă la momente neregulate.

Figura 1 - DISCRETIZAREA continuu semnal cuantizare: a - un semnal continuu, - un semnal de timp discret (puls), c - valori discrete de timp și semnalul (digital), z - eroarea de cuantizare

Semnalele cu timp discret pot fi obținute din semnale continue, realizând o transformare specială asupra semnalelor continue, numită eșantionare de timp. Semnificația acestor transformări este ilustrată folosind diagramele de timp din Figura 1.

Atunci când se transmit semnale de impuls în telecomunicații, se utilizează adesea o transformare specială, constând în următoarele. În transmisie, fiecare puls poate avea o amplitudine numai cu o valoare permisă. Numărul de valori admise ale amplitudinilor pulsului este finit și dat. De exemplu, în figura 1c valorile amplitudinii admise sunt numerotate 1, 2, 3, ...; Valoarea? U este egală cu diferența dintre oricare două valori admise admise ale amplitudinilor. Dacă valoarea reală a amplitudinii impulsului de semnal u? (T), care urmează să fie transferată se încadrează între valorile admise, amplitudinea impulsului transmis este luată egală cu valoarea permisă care este cea mai apropiată de valoarea reală. O astfel de transformare se numește cuantizare. setul de valori admise ale amplitudinilor impulsurilor transmise este numit scara de cuantizare. iar intervalul u între valorile adiacente rezolvate este etapa de cuantizare.

Secvența puls obținută de impuls de semnal cuantificării u? (T), este, de asemenea, un semnal de impulsuri pentru care introduce valoarea RRT (t). Particularitatea acestui semnal este că amplitudinea pulsului are acum valori admise și poate fi reprezentată prin cifre zecimale cu un număr finit de cifre. Astfel de semnale sunt numite discrete sau digitale. Cuantificarea duce la o eroare de cuantizare e (t) = u (t) - u (t). Figura 1d prezintă un exemplu al schemei de timp a erorii e (t). semnal digital de transmisie UTS (t) în locul semnalului u? (T) este de fapt echivalent cu semnalul de impulsuri de transmisie u? (T) cu suprapus anterior cu semnalul de eroare e (t).

Deoarece semnalele discrete sunt utilizate în prezent la transmiterea mesajelor și multe semnale reale (semnale electrice în transmisia de vorbire, muzică, multe imagini) sunt continue, este important să se știe dacă semnalele continue pot fi reprezentate folosind semnale discrete; dacă este posibil să se indice condițiile în care o astfel de reprezentare se dovedește a fi exactă. Răspunsurile la aceste întrebări sunt date dovedite în 1933 de către omul de știință sovietic Vladimir Alexandrovici Kotel'nikov și numit după numele lui Nyquist teorema. Această teoremă se formează după cum urmează:

dacă semnalul continuu are un spectru limitat de frecvența Fmax, atunci acesta poate fi reconstruit complet și fără ambiguitate din citirile discrete luate la intervale de timp, adică cu frecvența, unde este frecvența de eșantionare; - frecvența maximă a spectrului de semnal.

Teorema Kotel'nikov indică condițiile în care un semnal continuu poate fi reconstruit cu precizie din semnalul de timp discret corespunzător.

Semnalele reale continue care urmează să fie transmise, ca regulă, au spectre, deși au tendința de a ajunge la zero cu frecvență în creștere, dar în continuare nelimitate. Astfel de semnale pot fi reconstruite din citirile lor discrete doar aproximativ. Dar, dacă alegem un pas de eșantionare suficient de mic, putem oferi o valoare neglijabilă a erorii de a restabili un semnal continuu din probele sale transmise la momente discrete ale timpului.

Articole similare