מעגל דגימה ושמירה :

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 שאומר : אות מוגבל פס בעל רוחב פס BW ניתן לשחזר בצורה נאמנה כאשר תדר אות הדגימה גדול פי 2 לפחות מרוחב הפס של אות המידע( או פי 2 מהתדר המקסימאלי של אות המידע )

מערכת דגימה ושמירה :

מעגל דגימה ושמירה עקרוני מורכב מ:-

1.רכיב מיתוג(מתג S)::

תפקידו::הואשמבצע פעולת חיבור(קצר) כדי להעביר את ערך מתח המקור ברגע הדגימה לרכיב השמירה .המפסק נסגר ברגע הדגימה והוא נפתח בין הדגימות.

2.רכיב השמירה:

תפקיד מעגל זה הוא שמירה על הדגימות בזמן שהמפסק נמצא במצב נתק.

בין הדגימות מערכת המיתוג נמצאת במצב ניתוק (מפסק פתוח מהווה נתק ) זה מאפשר למערכת המוצא להעביר את הערך של הדגימה למערכות הבאות מבלי להשפיע על ערך הדגימה הנשמר ברכיב הדגימה, כלומר שומר על רמת המתח המתקבלת מפעולת הדגימה עד לפעולת טעינה נוספת בזמן שהמפסק יסגר שוב.

שאלות הכנה

מה הוא תפקיד מפסק מבוקר מתח ?

הוא מבצע פעולת הדגימה בכך שהוא עושה העברה לערכי מתח המקור שנשלח לרכיב השמירה .

מה הוא תפקיד הקבל ?

הקבל משמש כרכיב הנטען לערך המתח של המקור בזמן הדגימה  ושומר את המתח

מתי הקבל נטען ?

הקבל נטען כאשר המפסק סגור עד שהוא מגיע לרמת המתח של האות הרצוי

מה הוא התנאי לדגימת האות על מנת לשחזרו נאמנה ?

משפט נייקוסט משיב על שאלה זו

כיצד משפיע תדר הדגימה על האיכות האות המשוחזר ?

ככל שהתדר גבוה יש סיכוי שיתקבל האות בתוספת רעשים מתחנות שהסתננו וכל שמקטנים את התדר עד תדר מינימאלי לדגימה האות לא נקלט בצורה נכונה.

 מהלך הניסוי :

נרכז את הערכים הגורמים לנו לקבל אות מוגבל פס לשם כך מחברים שלוש מקורות מתח סינוסים :

מס. מקור	עוצמה	תדר בHz	פונקציה
1	5	1000
2	3	3000
3	1	5000
התוצאה		?	X1+x2+x3

מתחלים באיסוף הרכיבים הנדרשים :

1)      שלוש מקורות מתח סינוסים

2)      מסכם

3)      משקף תנודות

ועכשו מחברים את המעגל כפי שנדרש 

מתקבלים אות זה במוצא המעגל בעזרת משקף התנודות :

מחשבים את רוחב הפס בעזרת ספקטרם התדרים כאשר מחברים אותו במקום משקף התנודות ובכך יוצא לנו גרף הנ"ל :

האות בעל עוצמה 5 וולט ורוחב פס של 5000 הרץ ובעל 3 הרמוניות

דגימת האות בעזרת מעגל דגימה שמירה:

מסרטטים את המעגל הרצוי באופן שהמורה הסביר:

והאות שמתקבל במוצא הוא :

מסתבר שיש התאמה בין מה שיש במוצא המסכם למה שיש במוצא המעגל אבל עם רעשים שמפרעים לשחזר את האות בצורה מדויקת .

לשם שחזור האות נאמנה נבנה מעל המכיל מסנן מעביר נמוכים שמורכב מנגד וקבל :

והתוצאה המתקבל היא :

אות זהה בדיוק ומשוחזר בהתאמה ונאמנה האות שבמוצא מתאים לאות שבמוצא המסכם המסקנה הראשית שמסיקים מזה היא שהמסנן עזר לסנן את הרעשים הלא ריצוים ושימש גלאי לגילוי האות ובכך שיחזר את האות נאמנה .

מסקנות :

יש תיאום בין הפתרון של המשוואה ותוצאות הניסוי ולפי כך הניסוי הצליח

v1-v2=0

תוצאות:

מסרטטים את המעגל הרצוי על מנת להציג את האות המאופנן במישור הזמן:

'

מהלך הניסוי:

1-               מפעילים את תוכנת המולטסם 2001

2-               בוחרים את המכשרים הנדרשים להרכבת המעגל והם:

מקור מתח ישר בעל שני וולט 

              שני מקורות מתח Ac   

          וולטאג-סאמיר      

      מולטי פלייר       

    אוסקליסקוף    

   ספקטרום-אנלזייר   

מסרטטים את המעגל הרצוי על מנת להציג את האות המאופנן במישור הזמן:

הכנה הניסוי:

נוסחת האות המאופנן תנופה :

Xam(t)=(2+1.6cos(2π50k*t))*cos(2π5k*t)

רוחב הפס :

BW: 2fm=2*5k=10k

נעזרים בתוכנת מולטסם 2001 ולומדים אודות יצירת מעגלים אלקטרונים וזיהוי המכשירים והכלים הנדרשים לעשות את הניסוי הנדרש