Elektr signallar shaklini kuzatish va taxlil qilish. Signalning chastota-vaqt parametrlarini o‘lchash va spektrni taxlil qilish. O‘lchov signallarining generatorlari

haqida umumiy ma’lumotlar
Axborot signallarini impulsli va raqamli ifodalash (tasvirlash) o‘l­chash texnikasida keng qo‘llaniladi. Bunda real fizik jarayonning para­metrlarini aks ettiruvchi analog signal raqamli qurilmalarda ishlab chiqish uchun yaroqli impulsli signallar ketma-ketligiga o‘zgartiriladi.
Analog signalni impulsli (raqamli) ko‘rinishga o‘zgartiruvchi qurilmalar analog-raqamli o‘zgartirgichlar (ARO‘), teskari o‘zgar­tirish qurilmalari esa raqamli-analog o‘zgartirgichlari (RAO‘) deb atalishini eslatib o‘tamiz.
Raqamli o‘lchash asboblari, xususan, ARO‘ va RAO‘ larni qu­rish imkoniyatiga boshlang‘ich asos bo‘lib radiotexnikada mash­hur Kotelnikov teoremasi (sanoqlar teoremasi) xizmat qiladi. Kotel­nikov teoremasining eng mashhur bir talqiniga muvofiq, spektri biror yuqori chastota F_yu bilan chegaralangan ixtiyoriy u(t) signal
(4.33)
vaqt oralig‘i bilan keladigan o‘zining sanoq qiymatlari ketma-ketligi bo‘yicha to‘liq tiklanishii mumkin.
Analog (uzluksiz) signaldan raqamli signalga o‘tishda uchta o‘ziga xos o‘zgartirish amalga oshiriladi (4.13-rasm): vaqt bo‘yicha diskretlash, amplitudalar darajasi bo‘yicha kvantlash va kodlash (raqamlashtirish).
Signallarni bunday tasvirlash analog-raqamli o‘zgartirish deb ataladi.
Diskretlash deyilganda analog signalni vaqt ichida berilgan D_t vaqt oralig‘i bilan keladigan va boshlang‘ich signalni berilgan aniqlik bilan yangidan qayta tiklash mumkin bo‘ladigan diskret sanoqlar ketma-ketligi (tanlanmalar) bilan tasvirlash (almashtirish) jarayoni­ni tushuniladi.
Eng sodda holda analog signalni diskretlashda uning Kotelnikov teoremasining shartlarini qanoatlantiradigan vaqt oralig‘ini oralatib olingan tegishli amplitudali sanoq qiymatlari (cheksiz qisqa impulslar ko‘rinishidagi) to‘plami shakllanadi (4.13-a, b rasmlar).

4.13-rasm. Analog-raqamli o’zgartirishda signallarning shakllari:
a) analog signal; b) diskretlangan signal; d) kvantlangan signal;
e) raqamli signal.
Diskret sanoqlarni raqamli signallar bilan ifodalash (kodlash) uchun ularni dastlab kuchlanish darajasi bo‘yicha kvantlanadi. Kvantlash jarayonida analog signalning amplitudalarining o dan U_max gacha (yoki U_min dan U_max gacha turli qutbli signal bo‘lgan holda) bo‘lgan butun mumkin bo‘lgan o‘zgarishlari diapazoni ma’lum sondagi kvantlash qadami deb ataluvchi bir xil yoki turli tayinlangan kuchlanish darajalariga bo‘linadi (4.13-d rasm). Bunda signalning har bir tayinlangan darajasi u_k(t)ga raqamli kodning shartli soni shaklidagi ma’lum qiymat beriladi. Тexnik ishlab chiqish va amalga oshirish qulay bo‘lishi uchun odatda ikkilik raqamli kodlardan foydalaniladi, ular n ta (n – butun son) xonadan tuzilgan bo‘lib, ularning har biri «1» – impuls yoki «0» – pauza bilan ifodalanadi. Kvantlash darajalarining umumiy soni 2ⁿ ni tashkil etadi. Kvantlash qadamining darajasi ikkilik kod xonalari soni bilan ushbu formula orqali bog‘langan:
(4.34)
4.13-rasmda misol sifatida eng sodda bir qutbli analog signalni 2ⁿ=2³=8 (0, 1, 2, ..., 7) darajaga kvantlash ko‘rsatilgan, bu uch xonali kodga mos keladi. Vaqt o‘qida uch xonali raqamli kod uchta impulslar va pauzalarning turli kombinatsiyalari bilan ifodalanadi. Bu impulslarning har biri signalni diskretlashning bitta oralig‘ida 2², 2¹, 2⁰ xonaga javob beruvchi egallab turgan pozit­siyasiga muvofiq ravishda 1 yoki 0 ko‘paytuvchiga ega bo‘ladi. Maz­kur diskretlash oralig‘ida u yoki bu ko‘paytuvchili impuls­larning borligi signalning kvantlanish darajasini aniqlaydi. Masalan, kuchlanish amplitudasining qiymati u(0)=7 ni kodlashda har bir xona 1 ko‘paytuvchiga ega, bunga esa diskretlash oralig‘ida uchala impulsning borligi mos keladi – 111. Shunga o‘xshash, u(2D_t)=3 qiymat ikkilik kod 011 bilan, ya’ni pauza va ikkita impuls bilan ifodalangan. Raqamli shaklga aylantiriladigan analog signal manfiy qiymatga ega bo‘lishi ham mumkin. Bu holda siljishning manfiy potensiali qiymatiga nol ikkilik kod, ya’ni 000 mos bo‘ladi.
Raqamli texnikada o‘lchash axborotini aks ettirish uchun kod so‘zlardan foydalaniladi. Odatda, axborot (kod so‘zlar) ikkita fiksirlangan kuchlanish darajasi 1 va 0 ga ega bo‘lgan to‘g‘ri to‘rtburchak shaklli impulsli signallar bilan ifodalanadi. Shunday qilib, raqamli texnikada kod so‘z ma’lum uzunlikdagi 1 va 0 sim­vollari ketma-ketligi ko‘rinishiga ega bo‘ladi. Masalan, 10110110.
Axborotni raqamli ishlab chiqish tizimlarini yaratish uchun nazariy asos bo‘lib diskret matematika va Bulning mantiq (logika) algebrasi xizmat qiladi. Mantiq algebrasining asosida bir necha aksiomalar va qonunlar hamda uchta elementar operatsiya: YOKI (mantiqiy qo‘shish yoki diz’yunksiya), VA (mantiqiy ko‘paytirish yoki kon’yunksiya), EMAS (mantiqiy inkor yoki inversiya) yotadi.