Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Сигналдарды дискреттеу (кванттау)



Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Аналогты аспаптар көмегімен жазылған кез-келген сейсмикалық функцияның түрі үздіксіз уақыттық функциясы ретінде көрсетіледі. Үздіксіз түрдегі геофизикалық деректерді (оларды аналогды сигналдар деп атайды) ЭЕМ тіркей алмайды. Сондықтан, сейсмикалық жазуды дискреттік түрге аустыруға қажет болады. Бұл процедураны дискреттеу немесе кванттау деп атайды және оны екі кезеңмен іске асырады. Бірінші кезеңді уақытпен дискреттеу,екіншісін– денгеймен дискреттеудейді.

Үздіксіз функцияны тұрақты уақыттық қадаммен амплитудалардың лездік шамаларына ауыстыру процесін уақытпен дискреттеу деп атайды. Басқаша айтқанда, уақыттық шкаланы бірдей бөлшектерге бөлу процесі уақытпен дискреттеу деп аталады. Бір бөлшекті дискреттеудің қадамыдеп атайды. Уақытпен дискреттеу нәтижесінде үздіксіз аналогты сигналды үздік дискреттік функциясына ауыстырады.

Уақытпен дискреттеу процедурасын кедергілер пайда болуының бірінші себебі деп қарастырады. Егер дискреттеу қадамын өте үлкен қылып таңдасақ, онда отчеттар арасындағы көп аралық ақпараттар жойылып кету мүмкін. Азғантай дискреттеу қадамында сандық сигналдың дәлдігі жоғарлайды, бірақ өңделінетін деректердің саны үлкейіп, өңдеудің бағасы қымбаттайды, ал бұл экономика жағынан тиімді емес.

Ең үйлесімді дискреттеу қадамын табуда Котельников теоремасын қолданады. Бұл теореманың мағынасына сәйкес, дискреттік функцияны алғашқы аналогты үздіксіз түріне жоғары дәлдікпен қайта келтіруге болады, егер дискреттеу қадамын келесі өрнек арқылы есептесек

, (1.1)

мұндағы жазудың максималдық жиілігі. Айтылған теоремаға сай, дұрыс дискреттелген сейсмикалық жазудың бір периодында 2-3 отсчеттардан көп болмау қажет.

Дискреттеу қадамын таңдау процедурасында Найквист жиілігін есептейді. Оны шектік (граничная) жиілік ретінде қарастыруға болады. Егер сейсмикалық жазудың жиіліктері Найквист жиілігінен жоғары болса, онда оларды өңдеудің алдында басуға тырысады (сүзгіштер көмегімен). Керісінше жағдайда аналогты сигналды алғашқы түріне қайта келтіргенде «айна жиіліктері» деген кедергілер пайда болуы мүмкін. Олардың әсерін жоюға арналған сүзгіштер жоқ. Дискреттік сигналдар жиіліктерінің бұрмалануын (искажение) эляйсинг деп атайды. Америка ғалымы Вайман Эллсворт Найквист (Wyman Ellsworth Nyquist) келесі өрнекті дәлелдеген

. (1.2)

Айтқанымызды суретпен қарастырайық

Суретте көрсетілген сейсмикалық трассаның дискреттеу қадамы 1 мсек (дискреттеу қадамды суреттегі тік сызықтар көрсетіп тұр).

Дискреттеу қадамын өзгертіп, пайда болатын кедергілердің түрін қарастырайық.

Үстінгі суреттегі қисықтың дискреттеу қадамы 2 мсек. Алғашқы сигналмен салыстырғанда, қисықтар бірдей сияқты, бірақ әр бір жерде олар бір бірінен ерекшеленіп тұр (қызыл қисық – алғашқы сейсмикалық жазу).

Дискреттеу қадамды 4 мсек-қа дейін үлкейткенде қисықтар бір біріне сәйкес келмейді.

Соңғы суреттегі дискреттеу қадамы 8 мсек. Қисықтың түрі өзгеріліп, алғашқы функцияны дұрыс көрсетпейді. Барлық жоғары жиіліктер нақты емес төмен жиіліктерге түрлендірілді.

 

1.2 Деңгеймен дискреттеу

Сейсмикалық сигналдың сандық жазуы денгеймен де дискреттік болуы қажет – бұл қателердің пайда болуының екінші себебі. Әр түрлі уақытта алынған сигналдың лездік амплитудасын сандық түрге аустыру процедурасын деңгеймен дискреттеу деп атайды.

Аналогты сигналды сандық түрге ауыстырғанда, екілік кодты пайдаланады, себебі осындай кодпен электр тізбектерді модельдеуге ыңғайлы.

Денгеймен дискреттеудің схемасын қарастырайқ. Бұл процедураны жүзеге асыратын аспапты «аналог-код» түрлендіргіш (АКТ) деп атайды.

АКТ-нің негізгі сипаттамасымен оның разрядтілігі болады. Мысалы, егер түрлендіргіштің разрядтілігі екі болса, онда бірінші разрядқа сигналдың таңбасы , екіншісіне 0 немесе 1 жазылады.

Үстінгі суретте разрядтілігі екіге тең АКТ-нің жұмыс жасау принципі түсіндірілген. Барлық түрлендіргіштердің құрамында екі кірістер бар. Бір кіріске кез-келген уақытта түркелген сигналдың лездік амплитудасы беріледі, ал екіншісіне – арнайы генератор жасайтын салыстыру (оларды эталондық деңгейлер деп атайды) деңгейлер. Біз қарастырып отырған разрядтілігі екіге тең түрлендіргіштің деңгейлері . Егер уақыттың бір мезгілінде алынған сигналдың амплитудасы ден жоғары болса, онда сигналға 1 беріледі. Егер одан аз болса, онда – 0, ден төмен болса, онда сигналдың сандық шамасы . Осындай разрядтілікпен түрлендіргіштің жұмыс жасауында қателер ауданы үлкен болады.

Қате аймағын азайту үшін, түрлендіргіштің разрядтілігін көтереді, яғни эталондық денгейлердің санын көбейтеді. Мысалы, 4 разрядтік кодтауда (бір разряд белгі үшін, 3 разряд сигналдың кернеуіне) 16 денгейлер керек.

2 разрядтік кодтауға қарағанда, 4 разрядтік түрлендіргіштің қате ауданы бір нешеге азаятыны суреттен көрініп тұр.

Практикада денгеймен дискреттеуді келесі схема арқылы жүзеге асырады. Салыстыру схеманың бір кірісіне аналогты сигнал, екіншісіне – генератор жасап тұрған эталондық денгейлердің қосындысы беріледі. Денгей амплитудалары ден дейін өзгереді, мұндағы Е – генератордың кернеуі, – турлендіргіштің разрядтілігі. Салыстыруды ең үлкен деңгейден бастайды. Егер бұл денгей сигнал кернеуінен көп ерекшеленсе, онда денгейді нольге көбейтеді, керісінше жағдайда 1-ге. Ноль немесе бірді қодтаудың коэффициенті К деп атайды. Келесі кезеңде денгейлердің қосындысы сигнал амплитудасымен салыстырылынады. Осылайша, сигнал амплитудасы эталондық денгейлердің қосындысымен теңістіріледі:

.

Айтылған кателермен бірге денгеймен дискреттеудің сапасын сипаттайтын шамамен жазудың динамикалық диапазоны болады:

,

мұндағы – денгейдің максимумы, – денгейдің минимумы.

 

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.