Обработка сигналов (ОС) — это область науки и техники, занимающаяся их анализом, преобразованием и интерпретацией. Сигналы бывают как аналоговыми, так и цифровыми. Они представляют собой сообщения, передаваемые в виде электрических, оптических или других физических величин.
В передовой электронике ОС имеет первостепенное значение. Она используется в телекоммуникациях, медицинской диагностике, разработке и производстве электронных приборов и много где ещё. Аналоговая обработка сигналов (АОС) содержит манипуляции с непрерывными сообщениями. Цифровая обработка сигналов (ЦОС) оперирует дискретными значениями, полученными в результате квантования «аналога». Каждая из этих технологий имеет сильные и слабые стороны, что делает их применение уникальным.
Время чтения: 30 минут
Пути развития ОС и лица, причастные к её созданию
Истоки возникновения ОС восходят к началу XX века, после изобретения первых усилителей и фильтров. Пионерами в этой области были такие учёные, как:
- Гарри Найквист. На Западе его считают открывателем теоремы отсчётов, связующей непрерывный и дискретный сигналы. Однако он определил только условие дискретизации непрерывного без потери однозначности. Т. е. справедливо говорить не о теореме, а о частоте Найквиста.
- Владимир Котельников. В 1933 году разработал теорему отсчётов, формулирующую условие преобразования непрерывной функции в дискретную без потери (сохраняя возможность восстановления из определённого конечного числа выборок).
- Клод Шеннон. В 1948 году создал теорию информации, которая заложила основу для ЦОС.
- Бен Голд (США). Автор популярной в научных кругах статьи о ЦОС, создатель первого речевого вокодера.
- Л. М. Гольденберг (СССР). Создал кафедру ЦОС в Ленинградском электротехническом институте, автор справочников и учебников по этой тематики.
ЦОС как наука создавалась многими учёными в определённой мере, поэтому не стоит искать «главного» или ограничиваться предложенным списком.
Зачем нужна обработка сигналов?
Понимание разницы между АОС и ЦОС, знание их основ — необходимая база для их правильного проектирования и использования в электронике. Например, аналоговые системы (АС) удачно справляются с беспрерывными электросигналами и обеспечивают минимальную задержку, но страдают от искажений и шумов. Цифровые системы (ЦС) предлагают большую гибкость, устойчивость к помехам и лёгкую реализацию сложных алгоритмов, но требуют больше ресурсов и времени для преобразования.
Профессионалы, работающие в этой области, должны уметь использовать обе технологии. К примеру, в аудиосигналах можно комбинировать беспрерывные методы звукозаписи с дискретными алгоритмами постобработки, чтобы улучшить качество звучания. Такое понимание критично для выбора правильного оборудования и методологии разработки, что влияет на конечное качество продукта.
Профессиональные электроники, радиотехники, а также инженеры, разработчики измерительных приборов, инженеры-исследователи, применяющие разные виды ОС, должны иметь полное понимание различий между ними. Это позволяет им:
- Выбирать правильные методы и оборудование для своих задач или проектов.
- Создавать и оптимизировать системы преобразования сигнальных токов с целью получения требуемых результатов.
- Понимать ограничения и возможности разных методов ОС.
- Следить за последними достижениями в области ОС и применять их в своей работе.
Профессиональные знания этих методов помогают создавать более точные и надёжные системы обработки сигналов (СОС), что, в свою очередь, повышает качество и продуктивность работы с ними.
Что такое аналоговая обработка сигналов?
АОС включает в себя методы, которые работают с дата-носителями, представляющими собой непрерывные функции времени. Они бывают электрическими, механическими или акустическими. Главная задача АОС — извлечение полезной информации, фильтрация нежелательных компонентов и усиление нужных характеристик. АОС охватывает различные технологии, которые позволяют модифицировать сигнальные параметры, такие как амплитуда, частота и фаза.
Главные термины, встречающиеся в этой области:
- Сигнал — физическая величина, изменяющаяся во времени и представляющая информацию.
- Амплитуда — это пиковое модульное значение на исследуемом временном интервале, которое отражает уровень энергии.
- Частота — количество циклов колебаний, происходящих за квант времени, измеряемый в герцах (Гц).
- ВЧ — высокая частота.
- НЧ — низкая частота.
- Фильтрация — процесс корректировки спектра путём подавления нежелательных составляющих.
- Несущая частота — она главная для радиосигнала, и промодулированная передаваемыми данными.
- Амплитудная модуляция (АМ) — метод, при котором амплитуда несущих колебаний изменяется в соответствии с передаваемым сообщением.
- Частотная модуляция (ЧМ) — изменение несущих колебаний в зависимости от амплитуды.
- Фазовая модуляция (ФМ) — метод, при котором изменяется фаза несущей частоты.
- Частота дискретизации — это количество измерений носителя входных сообщений в секунду.
- Частота Найквинста — минимальная частота дискретизации, необходимая для точного восстановления непрерывной информации.
- Квантование — процесс преобразования непрерывной величины в дискретную.
- Спектр — распределение амплитуд или энергии носителя сообщений по частотам.
Главное внимание уделяется сохранению целостности данных, что означает минимизацию влияния помех на её качество. Это крайне важно в случаях, когда источниками являются чувствительные элементы (например, микрофоны, антенны и сенсоры), где малейшие изменения в их состоянии приводят к большим отклонениям в передаче и восприятии.
Принципы работы
АОС основана на передачах сообщения через изменение характеристик её носителей. Всё проходит в несколько этапов:
- Сбор данных. Выполняется от разных датчиков, таких как микрофоны, антенны или термопары.
- Усиление. Для достижения необходимых уровней используются операционные усилители.
- Фильтрация. Для удаления шумов и нежелательных пульсаций используются аналоговые фильтры. Например, низкочастотные, высокочастотные, полосовые и режекторные (заградительные).
- Модуляция. Используется для трансляции на большие расстояния. При ней главные параметры несущей изменяются в зависимости от данных.
- Передача. Производится через различные среды: провода, радиоволны и т. д.
- Приём. Приёмник принимает, обрабатывает и транслирует информацию пользователю.
- Демодуляция и преобразование. На приёмной стороне сигналы демодулируются и преобразуются обратно в физические величины.
Эти процессы выполняются беспрерывно, что позволяет АС достигать минимальных задержек, а это критически важно в реальном времени.
Примеры применения
АОС находит распространённое применение в разных областях:
- Радиотехника. Используется в радиопередатчиках и приёмниках для трансляции через радиоволны. Здесь осуществляется модуляция радиосигнала (AM, ЧМ, ФМ).
- Звуковые усилители. В аудиотехнике аналоговые усилительные устройства преобразуют низковольтные аудиосигналы в более мощностные для питания динамиков, чтобы добиться требуемого качества звука без заметных искажений.
- Измерительная техника. Многие приборы, такие как осциллографы или мультиметры, используют аналоговые сигналы для мониторинга и анализа физического окружения.
- Медицинские приборы. Электрокардиографы, электроэнцефалографы.
Выбирая оборудование для АС, необходимо обращать внимание на такие факторы:
- Диапазон частот.
- Динамический диапазон амплитуд.
- Скорость работы.
- Количество каналов, которые оборудование обрабатывает одновременно.
Чем выше требования к качеству передачи материала, тем точнее должно быть оборудование
Плюсы и минусы
АОС имеет особенности, которые важны для работников в области электроники:
| Преимущества | Недостатки |
| Высокое качество передачи | Подверженность шумам и искажениям |
| Малое время задержки | Урезанная гибкость |
| Лёгкость реализации | Усложнения при масштабировании систем |
АС имеет минимальную задержку. Однако они подвержены влиянию внешних факторов, поэтому требуется дополнительное шумоподавление.
Рекомендации по использованию АОС
При выборе схемы применения АОС в электронике нужно учитывать нюансы:
- Для задач, требующих большой точности и чувствительности, использование аналоговых технологий более оправданно.
- Для избежания сбоев нужно тщательно следить за условиями и избегать влияния электромагнитных возмущений и механических вибраций.
- Использование аналоговых устройств и технологий целесообразно в случаях, когда необходим контроль за ОС на требуемом уровне.
Несмотря на возросшую популярность технологий ЦС, АС остаётся востребованной в там, где требуются высокая точность и стабильность ОС. А также в работе с чувствительной электроникой, сохранении целостности информации и защите от искажений. Эти задачи АОС чаще решает продуктивнее ЦОС.
Что такое цифровая обработка сигналов?
Это метод анализа и модификации, представленных в дискретной (числовой) форме. ЦОС объединяет оцифровку сигнала (переход из «аналога» в «цифру»), и последующее его преобразование математическими алгоритмами, а также, при необходимости, обратный перевод в аналоговый формат.
ЦОС делает возможным использовать большие вычислительные ресурсы для выполнения математических операций, недоступных в аналоговом мире. Такие алгоритмы изменяются от несложных (например, среднее значение) до сложных (в машинном обучении).
Аналого-цифровое преобразование
В этот момент происходит преобразование аналогового носителя информации в «цифру». Этот процесс включает две определяющие операции:
- Выборка. Непрерывный сигнал делится на отдельные временные интервалы, и для каждого из них фиксируется значение амплитуды. Частота выборки определяет, насколько адекватна будет цифровая форма. Например, для аудиоформатов CD она стандартна и составляет 44,1 кГц, а означает, что каждое 22,7 микросекунды производится одно измерение сигнального уровня.
- Квантование. Каждое измеренное значение округляется до ближайшего уровня из заранее определённого диапазона. Это называется квантованием по уровню. Оно приводит к потере некоторой информации, но позволяет уменьшить объём данных и упростить постобработку.
После оцифровки часто требуется удалить из спектра нежелательные компоненты, такие как шумы или определённые пульсации. Для этого применяются цифровые фильтры. Их существует несколько типов:
Для уменьшения объёма без весомой потери качества применяются методики компрессии. Они бывают с потерями или без таковых:
- Алгоритмы сжатия с потерями убирают из сигнального спектра те части, которые наименее важны для восприятия человеком. Например, в аудиоформате MP3 используются психоакустические модели для удаления колебаний, которые слабо воспринимаются слухом. Эти алгоритмы обеспечивают сильное сжатие, но вносят определённые потери качества.
- Алгоритмы сжатия без потерь сохраняют всю информацию, но обеспечивают меньшую компрессию. Примером служит формат FLAC для аудиофайлов.
Затем идёт модификация сигнальных параметров. Этот этап включает изменение различных характеристик: амплитудно-частотных, фазы и периода. Примерами таких операций являются:
- Усиление/ослабление: изменение амплитуды для достижения нужного уровня громкости или мощности.
- Изменение фазы: сдвиг фазового угла для синхронизации или создания спецэффектов.
- Частотная модуляция: изменение частоты несущей для передачи информации или создания новых звуковых эффектов.
В процессе передачи через каналы связи возможны ошибки, вызванные помехами или потерей пакетов. Для их исправления используют корректирующие методики:
- Прямое исправление ошибок (FEC): добавление избыточной информации к передаваемым сообщениям, что позволяет восстановить утраченные или повреждённые биты. Примером служит использование кодеков LDPC (Low Density Parity Check) или Turbo кодов в системах мобильной связи.
- Ретрансляция: запрос повторной передачи потерянных или повреждённых пакетов.
На конечном этапе результаты ОС могут представляться в графическом виде для визуального анализа и интерпретации. Это включает построение спектров, временных диаграмм, гистограмм и других графиков.
- Спектральный анализ: сигнальное представление в виде распределения энергии по различным частотам. Используется для выявления гармонических составляющих и оценки качества фильтрации. Пример: Фурье-анализ.
- Анализ временных рядов: исследование поведения сигнальных сообщений во времени, выявление трендов, аномалий и периодичностей.
Примеры применения
ЦОС находит массовое применение во многих отраслях: от телекоммуникаций и до медицины. Вот некоторые примеры этой технологии:
- Телекоммуникации. Технология OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) применяется в стандартах беспроводной связи Wi-Fi и LTE. Кодеки, такие как LDPC и Turbo-коды, позволяют восстанавливать данные даже при больших потерях.
- Обработка изображений. Фильтры «умеют» удалять шум, повышать резкость или корректировать цвета. Распознавание лиц, объектов и текста тоже основаны на ЦС. Алгоритмы анализируют пиксели изображения и выделяют типичные черты, позволяющие идентифицировать объекты.
- Медицинская диагностика. ЦС используется для снятия кардиограммы. Фильтрация помогает устранить артефакты и шумы, а методики классификации позволяют автоматически выявлять аритмии и другие патологии. Алгоритмы реконструкции создают визуализацию внутренних органов и тканей при магнитно-резонансной томографии (МРТ).
- Звукозапись и обработка музыки. Оцифровка звука позволяет сохранять и редактировать аудиоматериал с требуемой точностью. Программы для звукообработки, такие как Adobe Audition и Pro Tools, предоставляют многофакторный выбор инструментов для ЦС, включая эквалайзеры, компрессоры и ревербераторы. Ещё ЦС создают различные звуковые эффекты, например: эхо, реверберация, дисторшн и хорус. Они способны основательно изменить звучание музыкального инструмента или вокала.
- Автоматическая обработка речи. Алгоритмы распознавания речи анализируют аудиосигнал и преобразуют его в текстовую форму. Эта технология лежит в основе виртуальных ассистентов, таких как Алиса и Сири. Синтез речи на основе текстовых сообщений применяется в навигационных системах, автоматических телефонных ответчиках и аппаратах для людей с ограниченными возможностями.
- Радиолокационные системы. Алгоритмы фильтрации и корреляционного анализа помогают обнаружению и отслеживанию воздушных и морских объектов на фоне шума и помех. Цифровая антенная решётка (DAR) позволяет создавать и управлять направлением излучения антенн, что улучшает точность и дальность обнаружения целей.
- Управление промышленными процессами. На ЦОС основан автоматический контроль продукции на соответствие нормативам качества. Сенсоры собирают сведения о параметрах изделий, а методики анализа выявляют отклонения от нормы. Анализ данных с датчиков и машин позволяет оптимизировать промышленные процессы, снижая затраты и повышая продуктивность.
ЦОС требуется в большинстве сфер сегодняшней жизни, от медицины и телекоммуникаций до развлечений и промышленности. Благодаря гибкости и точности, эта технология по-прежнему развивается и находит новые направления применения.
Плюсы и минусы
ЦОС имеет как положительные, так и отрицательные стороны, и их приходится учитывать при определении нужной технологии и оборудования.
Преимущества:
- Точность. ЦС менее зависимы от шума и искажений, чем беспрерывные. Это делает их предпочтительными в высокоточных сферах, таких как медицинская диагностика и научные исследования.
- Стабильность. Передаточная функция не зависит от дрейфа параметров элементов.
- Гибкость. Возможность применять разнообразные алгоритмы делает ОС адаптируемой под определённые цели. Например, фильтры можно настраивать для выделения конкретных колебаний или подавления шумов.
- Масштабируемость. Современные вычислительные платформы, такие как ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы) и GPU (Graphics Processing Unit — графический процессор), обеспечивают ОС в текущем времени даже для чрезвычайно больших объёмов.
- Хранение. Оцифрованная информация легко сохраняется и воспроизводится без ухудшения качества, что упрощает работу с ними и делает доступным многократное использование.
- Автоматизация процессов. Алгоритмы ЦОС доступны автоматизации, что снижает влияние человеческого фактора и повышает надёжность системы.
- Совместимость. ЦС совместимы с другими аппаратными и программными платформами, что облегчает интеграцию и обмен сообщениями между разными системами.
- Компактность. Есть весомое сокращение количества и размеров компонентов по сравнению с аналоговыми устройствами.
- Повторяемость. Уменьшение потерянного времени на настройку.
Недостатки:
- Системные требования: преобразование ЦС требует возросших вычислительных мощностей, особенно для сложных алгоритмов и повышенных скоростей. Это требует использования сигнальных процессоров (DSP) или ПЛИС.
- Задержка: процесс оцифровки немного «затормаживает» передачу информации, что критично для, например, голосовой связи или управления на производстве.
- Энергопотребление: высокопроизводительное оборудование с ЦС потребляет больше энергии, что иногда проблема для мобильных устройств и систем с лимитированным питанием.
- Стоимость оборудования: приборы с ЦС дороже, что увеличивает общие затраты на выполнение проекта.
- Необходимость квалификации персонала: работа с ЦС требует наличия обученных сотрудников, обладающих знаниями математики, программирования и электроники.
- Потребность в программном обеспечении: ПО бывает дорогим, а поставляемое в комплекте — недостаточно функциональным.
Понимание этих аспектов помогает работникам принимать более информированные решения при проектировании СОС. Прецизионная точность с эксплуатационной стабильностью сегодня делают ЦС популярнее. Однако не следует забывать о факторных преимуществах АС, которые по-прежнему много значат в определённых сферах.
ЦОС — это универсальный инструмент. Однако она требует растущих вычислительных ресурсов и иногда вносит задержку в преобразование. АОС вместе с тем более лёгкая и менее ресурсоёмкая, но не настолько адаптивнее и точнее.
Сравнение аналоговой и цифровой ОС
Они имеют конкретные достоинства и недочёты. Для профессиональных электронщиков принято понимать, как эти технологии соотносятся в ряде аспектов. Вот сравнение по нескольким фундаментальным параметрам.
| Особенность | АОС | ЦОС |
| Точность передачи | Ограничена допусками на компоненты, используемые в цепях. Такие схемы подвержены дрейфу при изменении температуры. | Большая благодаря математическим приёмам. Надёжнее передача из-за методики исправления ошибок. |
| Гибкость | Коррекция функционала требует изменения схемы и компонентов. | Для смены алгоритмов, в общем случае, хватает программных манипуляций. |
| Помехоустойчивость | Чувствительность к внешним влияниям, например, к электромагнитным помехам и тепловым шумам, приводящим к искажениям. | Большая благодаря цифровой коррекции и алгоритмам ОС, включая фильтрацию. Ошибки можно исправлять на программном уровне. |
| Расходы на разработку и производство | Часто создание схем ресурсозатратнее и более трудоёмко. Специализированные компоненты увеличивают цену. | Потребует дорогого программного и аппаратного обеспечения, но серийное производство менее затратно, так как основано на стандартизированных процессорах. |
| Энергопотребление | Часто большое из-за необходимости усиления и работы с дополнительными компонентами (например, трансформаторами). | Меньшее, например, при использовании высокопроизводительных DSP. Но можно столкнуться с увеличением потребления при больших вычислительных нагрузках. |
| Сектор применяемости | Аудиотехника (усилители, микрофоны), радиосвязи и других системах, требующих быстродействия и минимального уровня задержки. | Цифровая связь (Wi-Fi, мобильные сети), медицинские сканеры, обработка изображений и больших объёмов данных (машинное обучение) |
| Сложность разработки | Требует учёта ряда параметров компонентов и условий работы. | Сильнее стандартизировано, но от проектировщика/создателя нужны серьёзные знания. |
| Временные задержки | Небольшие, однако это зависит от линейности системы. | Возникают из-за необходимости выполнения вычислений. |
| Защита интеллектуальной собственности | Сложная физическим путём | Легко реализуемая программным способом |
Теперь разберём эти параметры подробнее.
Точность
Аналоговые сигналы непрерывны и принимают ряд значений в заданном интервале. Это обеспечивает высокоточную передачу, особенно для носителей информации с большим динамическим диапазоном.
Цифровые сигналы, напротив, дискретны и принимают только конечное число значений. Это приводит к квантованию, которое снижает точность.
АС зависит от уровня качества применённых компонентов. Даже небольшие изменения в характеристиках резисторов или конденсаторов сильно повлияет на точность передачи информации. Оцифровка резко повышает точность благодаря нынешним методам дискретизации и модификации.
Гибкость
Настройка аналоговых схем требует физического изменения компонентов, например, резисторов, конденсаторов и транзисторов. Это трудоёмко и ограничено свойствами элементов.
ЦС позволяет изменять параметры программным способом, что делает настройку более гибкой и быстрой. Можно менять алгоритмы без изменения аппаратуры.
Устойчивость к шумам
Беспрерывные сигналы восприимчивее к шумам, чем дискретные. Шум может их искажать или маскировать, что ведёт к ошибкам.
Дискретные менее подвержены шумам, поскольку их можно восстановить с помощью методов кодирования и коррекции ошибок.
Производственные затраты
Они часто становятся камнем преткновения во время выбора технологии.
АС бывают дешевле в начале разработки, но требуют тщательного проектирования и тестирования для поддержания стабильности.
Уникальные ЦС часто требуют весомых первоначальных инвестиций, однако масштабируемость и способность к обновлению делают их выгоднее в долговременной перспективе.
Энергоэффективность
АС энергозатратны в силу использования механических и линейных процессов. ЦС по своей структуре потребляют меньше энергии, однако их результативность зависит от архитектуры и сложности алгоритмов.
Применяемость
АС по-прежнему уместны в аудиотехнике и телевидении. ЦС — в цифровой связи, оборудовании Интернет вещей (IoT), работе с изображениями, искусственном интеллекте.
Сложность
Для разработки АС нужны сотрудники с богатыми знаниями радиотехники, а для ЦС акцент смещается в сторону программистов и математиков.
Задержки передачи и/или обработки
В АС часто ниже из-за их непрерывной природы.
Защита
АС защищается физическими элементами, что усложняет копирование и реверс-инжиниринг. Пример: патентованные аналоговые схемы.
В ЦС алгоритмы бывают зашифрованы, защищены авторскими правами, патентами и лицензиями. Однако программы легче копировать и распространять нелегально.
Выбор между ними зависит от заданных требований проекта. ЦОС предлагает большую точность и устойчивость к шумам, что делает её предпочтительной для высокотехнологичных задач, например, для связи, медицинских аппаратов, систем на Искусственном Интеллекте. Наряду с этим, аналоговые методы по-прежнему находят применение в конкретных областях, где важны оперативная реакция.
Как выбирать между непрерывной и дискретной обработкой?
В таблице приведены первостепенные факторы, которые важны для использования.
| Критерии | АОС | ЦОС |
| Задача | Для больших скоростей работы информации в текущем времени с минимальной задержкой. | Рекомендуется, где нужны точность, гибкость настройки и доступность обработки больших объёмов сообщений. |
| Бюджет | Предпочтительнее для проектов с небольшим бюджетом, ввиду меньшего количества высокотехнологичных компонентов и ПО. | На первоначальном этапе немалые вложения в специализированное оборудование и поддержку ПО. Однако за счёт стабильности она окупится при длительном применении. |
| Эксплуатационные условия | Удачно для статичного применения, где не ожидается частых изменений внешней среды. | Имеет повышенную устойчивость к внешним факторам и позволяет проводить высокоточные измерения с переменными средами. |
Например, студии звукозаписи и аудиофилы предпочитают АОС для воспроизведения аудиосигналов, так как аналоговые схемы обеспечивают более естественное звучание и минимальную потерю качества. Но есть недостатки: недостаточность в гибкости настройки и способности коррекции ошибок, чувствительность к шумам и помехам.
ЦС же применяются почти во всех коммуникационных системах. Например, в сотовой связи. Стандарты GSM (3G, 4G и 5G) окончательно перешли на ЦОС, так как она даёт требуемую точность и способность работы режиме оперативного обмена. Но и здесь не без минусов. Среди них большие начальные вложения в разработку и внедрение ЦС, потребность в регулярном обновлении программ и оборудования.
Выбор между АС и ЦС не всегда очевиден. Оцените конкретные требования проекта, условия работы, нагрузки и бюджет.
| Характеристика | ЦОС | АОС |
| Представление информации | Дискретное | Непрерывное |
| Преобразование | АЦП и ЦАП | Не требуется |
| Методы | Алгоритмы | Пассивные и активные компоненты |
| Точность | Высокая | Ограниченная |
| Гибкость | Легко адаптируется | Нужно изменять схематику |
| Сложность алгоритмов | Сложные | Простые |
| Вычислительные ресурсы | Требуются | Не требуются |
| Задержка | Вносится | Нет |
| Частотные ограничения | Есть | Отсутствуют |
Для проектов, связанных с высококачественным звуком, подойдут решения с АС. Тогда как ЦС продуктивнее осуществляет комплексные и надёжные задачи в секторе коммуникаций.
Что необходимо для анализа сигналов?
Для успешного анализа надо знать, какое оборудование необходимо и какие параметры следует учесть при выборе. В этом разделе рассмотрены профессиональные решения из каталога интернет-магазина компании «Суперайс».
ОсциллографыНеобходимы для визуализации и измерения временных сигнальных характеристик.
Как анализировать:
- Установите осциллограф на нужную полосу частот.
- Подключите щуп к источнику и настройте коэффициент развёртки для оптимального отображения.
- Используйте встроенный генератор для тестирования схем.
Ключевые инструменты в электронике и радиотехнике. Нужны для спектрального анализа.
Анализаторы спектраНеобходимы для визуализации и измерения временных сигнальных характеристик.
Как анализировать:
- Подсоедините щуп анализатора к источнику.
- Выберите нужный частотный диапазон.
- Настройте полосу пропускания для определения разрешения (настройка времени) и наблюдайте за спектром.
Позволяют создавать тестовые сигналы для анализа радиочастотных устройств.
Как анализировать:
- Установите параметры сигнала: частоту и амплитуду.
- Используйте прибор для проверки выходных сигналов.
- Оцените сигнальные характеристики с помощью подключённых анализаторов.
Предназначены для исследования ЦС. Это важно для инженеров, работающих с микроконтроллерами и другой цифровой техникой.
Как анализировать:
- Подключите логический анализатор к персональному компьютеру или планшету с активированным ПО.
- Подключите щупы анализатора к целевым точкам в схеме.
- Настройте параметры захвата данных по инструкции.
- Анализируйте полученные результаты через программу.
Точно подобранные инструменты помогают профессионалам решать задачи в секторе электронной ОС. Рассмотренные вкратце модели взяты из Каталога измерительного оборудования интернет-магазина «Суперайс», предлагающего линейки продукции компаний Rigol, Hantek, Owon, FNIRSI, FeelTech, Junteck, DSLogic, Kingst и других известных фирм.
Подведём итоги. АС и ЦС играют доминирующую роль в действующих системах электроники и радиотехники. Каждый из этих подходов имеет свои исключительные свойства и применения.
Основополагающие различия заключаются в способе представления, применяемых методах преобразования и эффектах искажений. В то время как АОС быстрее реагирует на изменения на входе, оцифровка позволяет применять более сложные аналитические и вычислительные подходы.
Выбор всегда зависит от контекста применения. Например, в аудиосистемах предпочтительнее АОС для достижения теплоты звучания, тогда как в связи ЦОС точнее и надёжнее.
| Параметр | АОС | ЦОС |
| Форма сигнала | Непрерывная | Дискретная |
| Скорость ОС | Повышенная | Зависит от вычислительной мощности |
| Помехоустойчивость | Восприимчивая к шумам | Меньше подвержена помехам |
| Задержка | Пониженная | Повышенная |
| Гибкость | Пониженная, фиксированные схемы | Повышенная, использование алгоритмов |
| Хранение данных | Ограничено | Доступное |
| Реализация | Нетрудная, несложные схемы | Сложная, требуют квалифицированных работников |
Для профессионалов, работающих в отраслях электроники и радиотехники, необходимо не только разбираться в основах ОС, но и иметь доступ к рынку требуемых приборов. Посмотрите на измерительные приборы, предлагаемые компанией «Суперайс». Имея опыт поставщика высокотехнологичного электронного оборудования с 2013 года, «Суперайс» реализует только востребованную и высококлассную продукцию. А консультанты помогут покупателю в непростых решениях.
