ניסוי מס' 5

השפעת חדות המסנן על נאמנות השחזור

בניסוי הזה אנחנו רוצים לבדוק את השפעת חדות המסנןעל טיב השחזור , בעזרת מעגל הדגימה ושמירה שבנינו אותם בניסויים 4ו3. ובניסויי הזה אנחנו מבצעים אותו בשני שלבים:

1.      מסנן מעביר נמוכים בסדר ראשון

2.      מסנן מעביר נמוכים מסדר שני

רקע תיאוריטי:

במקלט נמצאת פעולת השחזור של האות , ולכן במקלט משתמשים במסנן מעביר נמוכים והמסנן הזה הוא מסנן מעשי.

האיור הזה מיצג לנו ייצוג הספקטראלי של אות מידע קולי אופייני, לפני פעולת הדגימה.

לאות זה יש רוחב פס שווה ל- W.

*אחרי פעולת הדגימה , מתקבל לנו  צורת אות מידע וכפולותיה .

*** הערה : אנחנו חייבים לקיים חוק נייקויסט .

יש לנו שתי אפשריות לדגום :

האפשרות הראשונה:

כאשר בוחרים בתדר דגימה שווה ל- 2 יתקבל לנו מצב לא רצוי , כי בפעולת השחזור במקלט מתבצעת בעזרת  סנן מסדר ראשון.

                                                 

בעיה :

הבעיה שנמצאת כאשר בחרנו לדגום בתדר שווה ל- 2 היא שהמסנן התייחס לאות השני בנוסף לאות המידע , במצב זה האות השני נחשב כרעש

*** לבעיה זו יש שני פטרונות :

1.      להשתמש במסנן אידיאלי:

אבל לא משתמשים בו כי יש הוכחה תיאוריטית  שלא מאפשרת לנו להשתמש בו .

1.      הפטרון השני הוא האפשרות השנייה :

והיא להפריד בין ההרמוניות ,או במלים אחרונות נחרנו לדגום בתדר דגימה גדול בהרבה מ - 2

התוצאה שיצאה לנו כאשר בחרנו לדגום בתדר גדול מ – 2 היא המצב שרצינו אותה .

אבל גם יש בעיה בתוצאה שקבלנו אותה מן תדר דגמה הגדול מ 2 . והבעיה הוא בזבוז ברוחב הפס .

 והפתרון לחסרון הזה  הוא להקטין את תדר הדגימה  ולשפר את חדות המסנן.

ונקצית התמסורת של רשת המסננים:

מסנן מסדר ראשון

את התדר המרבי באות המידע מוגבל הפס הינו  5 khz לכן נתכנן מסנן שתדר מחצית ההספק שלו יהיה  6 khz .
תדר מחצית ההספק שוווה ל-F= 1/2πRC . נבחר R=1k ונחשב את קיבול הקבל .נקבל ש-C=26nf.

פונקציית התמסורת שמממשת את תפקיד מעביר הנמוכים מסדר ראשון נראית בצורה הבאה :

*מסנן מסדר שני

איור מתאר רשת מסנן מסדר שני בעלת תדר מחצית הספק השווה ל-6k.

מהלך הניסוי:

בניסוי זה החלפנו את רשת מסנן מעביר הנמוכים במעגל שבנינו עבור הניסויים 3ו4 בפונקציית תמסורת של מסנן בעל תכונות מסוימים.כך שבחרנו מסרגל ה control את האייקון transfer function block וקבענו את הערכים של מקדמי S כפי שתכננו קודם.

פונקציית התמסורת של מסנן מסדר ראשון :

תוצאות:

מסנן מסדר ראשון :

פונקציית התמסורת של מסנן מסדר שני :

פונקציית התמסורת של מסנן מסדר שני :

תוצאות:

מסנן מסדר שני :

מסקנה:

לפי התוצאות שקבלנו אותם במסנן מסדר ראשון ומסנן מסדר שני  כי שבמסנן מסדר ראשון מקבלים אות דומה לאות המידע  אבל לא בצורה מדויקת .

אבל במקביל יצא לנו בתוצאת מסנן מסדר שני כי שני האותות דומים זה לזה וזה המצב הרצוי  => אז מכאן אנחנו רואים שכן חדות המסנן משפיעה על שחזור האות, לכן המסנן מסדר שני טוב יותר מן מסנן מסדר ראשון (לפי מה שראינו בתוצאות)