דגימה ושמירה

‫ניסויי מס' ‪ 1.3‬בדיקת השפעת קצב הדגימה על נאמנות השחזור‬
‫רקע תיאורטי ‪:‬‬
‫השלב הראשון בתהליך השידור בתקשורת ספרתית הוא הדגימה והשמירה של אות המידע‬
‫המשודר ‪ .‬וכדי שנוכל לשחזר נאמנה במקלט את אות המידע הזה מתוך האות הדגום‬
‫משתמשים במשפט הדגימה של נייקוסט )‪ (Nyquist‬שאומר‪ :‬אות מוגבל פס בעל רוחב‬
‫פס ‪ BW‬ניתן לשחזר בצורה נאמנה כאשר תדר אות הדגימה גדול פי ‪ 2‬לפחות מרוחב הפס‬
‫של אות המידע )או פי ‪ 2‬מהתדר המקסימאלי של אות המידע( ‪:‬‬
‫‪f s  2 BW‬‬
‫או‬
‫‪f s  2 f max‬‬
‫ז‪.‬א‪ .‬פרק הזמן בין דגימה ודגימה צריך להיות קטן או שווה לחצי זמן המחזור של התדר‬
‫הגבוה ביותר של האות המוגבל פס‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Ts  Tmax‬‬
‫‪2‬‬
‫או‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪f s 2 f max‬‬
‫מעגל הדגימה השמירה העקרוני מורכב מרכיב מיתוג ‪) S‬מפסק( שמבצע פעולת הדגימה‬
‫והעברה לערך מתח המקור לרכיב השמירה שהוא קבל הנטען למתח המקור בזמן הדגימה‪.‬‬
‫בין הדגימות הקבל לא מתפרק ושומר על ערכו )המתח שלו( אודות לשימוש בחוצץ )‪(Buffer‬‬
‫שמונע התפרקות הקבל ע"י הדרגות הבאות אחריו‪ .‬מעגל הדגימה והשמירה העקרוני מתואר‬
‫באיור הבא‪:‬‬
‫שחזר אות המקור מתבצע ע"י שימוש במסנן מעביר נמוכים חד‪ ,‬שרוחב הפס שלו צריך‬
‫להיות כרוחב הפס של אות המידע‪.‬‬
‫שאלות הכנה ‪:‬‬
‫‪ .1‬מה תפקיד המפסק מבוקר המתח‬
‫‪ .2‬מה תפקיד המחולל לאות ריבועי המפעיל את המפסק‪.‬‬
‫‪ .3‬מה תפקיד הקבל‬
‫‪ .4‬מתי הקבל נטען‬
‫‪ .5‬למה לוקחים גורם מחזור של ‪10%‬‬
‫‪ .6‬מה התנאי לדגימת האות על מנת לשחזרו נאמנה‬
‫‪ .7‬כיצד משפיע תדר הדגימה על איכות האות המשוחזר‬
‫מהלך הניסוי‬
‫‪ .1‬הפעל את תוכנת ההדמיה‪.‬‬
‫‪ .2‬הרכב את המעגל הבא על משטח העבודה ליצירת אות מוגבל פס‬
‫אות מוגבל פס‬
‫‪ .3‬קבע את תנופת מקור המתח הראשון ל‪ 1V -‬ולתדר של‪ , 1KHz -‬ואת המקור השני‬
‫למתח ‪ 0.5V‬ולתדר של‪. 3KHz -‬‬
‫‪ .4‬הריצו את מעגל הניסוי ותקבלו במשקף התנודות את הגל הבא‪:‬‬
‫‪ .5‬שרטט את צורת מתח המוצא )אות מוגבל פס( לדוח שלך‪.‬‬
‫‪ .6‬הרכב את המעגל הדגימה והשמירה המתואר בציור הבא לדגימת האות מוגבל הפס‬
‫דופקי הדגימה‬
‫‪ .7‬הריצו את מעגל הניסוי ותקבלו במשקף התנודות את הגלים הבאים‪:‬‬
‫‪ .8‬שרטט את צורת מתח המבוא והמוצא של מעגל הדגימה לדוח שלך‪.‬‬
‫‪ .9‬חזור על הסעיף הקודם עבור תדרי דגימה ‪ 100KHz ,50KHz ,20KHz‬ובדוק‬
‫השפעתו על האות הדגום‪.‬‬
‫‪ .10‬הוסף מסנן מעביר נמוכים למוצא המעגל הקודם של הדגימה והשמירה של האות‬
‫מוגבל הפס כדי לשחזור את האות‪ ,‬כמתואר בציור הבא‪:‬‬
‫אות מוגבל פס‬
‫אות משוחזר‬
‫דופקי הדגימה‬
‫‪ .11‬הריצו את מעגל הניסוי ותקבלו במשקף התנודות את הגלים הבאים‪:‬‬
‫‪ .12‬שרטט את צורת המתח הדגום ואת צורת המתח במוצא המסנן )האות המשוחזר(‬
‫לדוח שלך‪.‬‬
‫‪ .13‬חזור על הסעיף הקודם עבור תדרי דגימה ‪ 100KHz ,50KHz ,20KHz‬ובדוק‬
‫השפעתו על האות המשוחזר‪.‬‬
‫‪ .14‬להכין דו"ח מסכם עם מסקנות‪.‬‬