Содержание
Аналоговый сигнал
Для начала вспомним, что сигнальные данные – это коды, использующиеся для обмена какими-либо сообщениями в информационных или управленческих сферах деятельности. В электронике аналоговый тип кода используется при передаче электричества: при этом определённым величинам амплитуды и частоты звука, яркости цвета и света соответствуют определённые значения напряжения. Из-за этих соответствий данный тип передачи данных и прозвали аналоговым.
В мире физики передачу данных при помощи сигнала можно отразить графически. В данном случае график будет представлять собой постоянно «скачущую» то вверх, то вниз кривую, не имеющую прямых углов. Похожие графики большинство из нас часто рисовало в школе на уроках физики и математики.
Формат DSD
Широкого распространения формат не получил по нескольким причинам. Редактирование файлов в этом формате оказалось излишне ограниченным: нельзя микшировать потоки, регулировать громкость и применять эквализацию. А это значит, что без потери качества можно лишь архивировать аналоговые записи и производить двухмикрофонную запись живых выступлений без последующей обработки. Одним словом – денег толком не заработать.
В борьбе с пиратством диски формата SA-CD не поддерживались (и не поддерживаются до сих пор) компьютерами, что не позволяет делать их копии. Нет копий – нет широкой аудитории. Воспроизвести DSD аудиоконтент можно было только с отдельного SA-CD проигрывателя с фирменного диска. Если для PCM формата есть стандарт SPDIF для цифровой передачи данных от источника к отдельному ЦАП, то для DSD формата стандарта нет и первые пиратские копии SA-CD дисков были оцифровками с аналоговых выходов SA-CD проигрывателей (хоть ситуация и кажется глупой, но на деле некоторые записи выходили только на SA-CD, либо та же запись на Audio-CD специально была сделана некачественно для продвижения SA-CD).
Переломный момент произошел с выходом игровых приставок SONY, где SA-CD диск до воспроизведения автоматически копировался на жесткий диск приставки. Этим воспользовались поклонники формата DSD. Появление пиратских записей простимулировало рынок на выпуск отдельных ЦАП для воспроизведения DSD потока. Большинство внешних ЦАП с поддержкой DSD на сегодняшний день поддерживает передачу данных по USB используя формат DoP в виде отдельного кодирования цифрового сигнала через SPDIF.
Несущие частоты для DSD сравнительно небольшие, 2.8 и 5.6 МГц, но этот звуковой поток не требует никаких преобразований с прореживанием данных и вполне конкурентно-способен с форматами высокого разрешения, такими как DVD-Audio.
На вопрос что лучше, DSP или PCM однозначного ответа нет. Все упирается в качество реализации конкретного ЦАП и таланта звукорежиссера при записи конечного файла.
Использование цифрового видеомагнитофона
За последние 30 лет внешний вид видеомагнитофонов почти не изменился
Процесс оцифровки с помощью таких устройств состоит из нескольких простых шагов:
- Подключить видеомагнитофон старого типа к цифровому проигрывателю.
- Включить воспроизведение на первом устройстве и запись на втором.
- Подождать завершения видеозахвата, выполняемого в автоматическом режиме.
- Скопировать захваченное видео на диск или HDD.
При переносе информации на цифровой носитель можно выбрать параметры сжатия видео – от EP и SP до LP и XP. Последний вариант считается лучшим по соотношению качества записи и потраченного на оцифровку времени. Битрейт получается на уровне 9 Мбит/с, аудио кодируется в формате AC-3, поддерживаемом большинством операционных систем и медиаплееров.
Как выполняется переход на цифровое вещание
Как понять, какое у абонента телевидение: цифровое или нет? Если после включения телевизора на экране появляется информационный ролик о том, как перейти на «цифру», значит, телевидение аналоговое и нужно самостоятельно выполнить переход на новый формат. Отсутствие информационного ролика означает, что изначально трансляция велась в формате DVB-T2 или подключено кабельное телевидение.
Легко понять, что прием с аналогового ТВ перешел автоматически на цифровое, обратив внимание на некоторые моменты. Для проверки следует запустить один из центральных каналов, например, «Первый» или «Россия 1»
Если рядом с логотипом есть большая буква «А», значит, устройство принимает устаревший сигнал. В некоторых случаях ситуацию исправит автоматический поиск каналов. Если телевизор поддерживает формат DVB-T2, то после автоматического или ручного поиска буква «А» должна исчезнуть.
Тем, кто смотрит цифровое ТВ через обычную дециметровую антенну, может потребоваться дополнительная настройка. Большинство телевизоров, произведенных после 2013 года, имеют встроенный декодер.
Здесь рекомендуется выполнить следующие действия:
- Посредством пульта ДУ запустить ТВ-приемник.
- Далее – открыть главное меню и перейти в раздел поиска каналов.
- Выбрать «Автоматический поиск» и следовать инструкциям, появляющимся на экране.
- При ручном поиске важны такие данные, как частота мультиплекса и номер канала. Эту информацию можно найти на сайте rtrs.rf, где представлена интерактивная карта всех регионов и телевышек.
Если ТВ-приемник не поддерживает формат DVB-T2, придется покупать дополнительное оборудование
Выбирая приставку, следует обратить внимание на ее разъемы. Лучше всего, если подключение выполняется посредством кабеля HDMI, при условии, что этот интерфейс есть как у ТВ-приемника, так и у ресивера
В обратном случае потребуется купить специальный переходник.
Принцип настройки наружной приставки к телевизору состоит в следующем:
- Антенный штекер необходимо вставить в специальное гнездо на корпусе приставки.
- В соответствующие интерфейсы подключаются аудио- и видеокабели. Самым оптимальным вариантом считается использование кабеля HDMI.
- Подключить электропитание и запустить оба прибора.
- В меню ТВ-приемника выбирается источник сигнала, в зависимости от используемого интерфейса.
- После этого выполнить настройку и поиск каналов. Рекомендуется выбрать «Автоматический поиск». Если он не принесет удовлетворительных результатов, нужно будет искать каналы вручную. Для этого используется частота мультиплексов и номер канала.
https://youtube.com/watch?v=jTKHD4SJjkU
Как преобразовать аналоговый сигнал в цифровой для ТВ
Владельцы старых моделей телевизоров не всегда имеют возможность обновить технику до современной цифровой. В таком случае к антенне, принимающей сигналы, необходимо подключить аналого-цифровой преобразователь. Подобное устройство способно принимать цифровой сигнал, переводить его в аналоговый, и в таком виде транслировать на телевизоре.
В итоге владельцы преобразователя пользуются стабильным вещанием и высоким качеством цифрового телевидения, не меняя при этом свою технику на более дорогостоящую и современную.
Большинство подобных приборов автоматически ищет цифровые каналы для подачи на телевизор владельца.
Функции цифровых приставок
Новые модели тюнеров для телевидения Т2 появляются очень быстро, большинство этих тюнеров достаточно надёжны и дёшевы, их цена по курсу США примерно 15-17 долларов. Поиск в Интернете сразу выводит на более дорогие модели с такими же или худшими характеристиками. Поэтому не стоит искать тюнеры в тех магазинах, которые при поиске в Интернете на первых местах.
Приставка с IPTV
Она подключаются к сети Интернет через адаптер WiFi, а значит ваши расходы могут не ограничиться ценой тюнера. Если вы захотите тюнером просматривать видео из Интернета, то придётся докупить WiFi-адаптер. Велики шансы, что изображение от IPTV-сигнала будет «тормозить» или «заклинивать» (В этом может быть виновата скорость соединения с интернетом). Правда, IPTV-телевидение через тюнеры для эфирного приёма интересует не всех, абсолютное большинство зрителей через тюнер для эфирного телевидения смотрят только эфирное телевидение.
ТВ-приставка с ВЧ модулятором
Встроенный ВЧ модулятор (RF-out) нужен не всем пользователям. Но он полезен для старого телевизора, который не имеет видеовхода, или он занят для другого источника телесигнала (например, DVD-плеер).
Тюнер с дублирующим антенным выходом (LOOP)
Это полезно для передачи антенного сигнала на несколько тюнеров. Сигнал с антенны можно подать на один из тюнеров, а из антенного выхода этого тюнера тот же сигнал можно подать на другой тюнер. Есть также не дорогие тюнеры без антенного выхода. А есть тюнеры, в которых выход LOOP работает очень плохо, даёт ослабленный сигнал, в дециметровом диапазоне.
Приставка с внешним или внутренним блоком питания
Блок питания приставки может быть внешним или внутренним. И тот, и другой имеют свои преимущества. Общая закономерность такова: тюнеры с внешним блоком питания немножко лучше принимают слабый, зашумлённый сигнал от антенны (меньше наводок от сети 220 В). Приставки с вмонтированным блоком питания удобны в пользовании, хотя для тюнеров с внешним питанием 5 Вольт можно вместо блока питания использовать USB-выход телевизора. Тогда тюнер сам выключается при отключении телевизора.
Тюнер с возможностью передачи питания на антенну
Очень полезная опция, если в вашей местности слабый эфирный сигнал, и антенна нуждается в усилителе. Эта модель приставки идеальна для дачи, с помощью неё вы сможете подать питание на антенну для встроенного усилителя и принимать все 20, каналов ТВ. Некоторые тюнеры не имеют этой функции (встречается крайне редко). Об этом может быть не написано в рекламном описании тюнера в магазине или на сайте в Интернете.
Приставка с USB-входом
Она обеспечивает воспроизведение видеозаписей со съёмного носителя и во многих случаях – запись телепередач на него (интересный фильм или спортивное событие или ещё что-нибудь). Кому-то это покажется очень полезным, а кому-то не важным.
USB (Universal Serial Bus) — «универсальная последовательная шина» — интерфейс для подключения периферийных устройств.
Если есть возможность записи телевизионной передачи на флешку, вставленную в разъем USB, то в характеристиках такой приставки к телевизору будут присутствовать функции «PVR, time-shift». Расшифровка аббревиатуры PVR (personal video recorder)
в переводе означает «персональный видеомагнитофон», а time shift – это «сдвиг времени», т.е. возможность посмотреть телепередачу позже.
Виды сигналов
Сигнал это изменение физической величины во времени и пространстве. По сути это коды для обмена данными в информационной и управленческой средах. Графически любой сигнал можно представить в виде функции. По линии на графике можно определить тип и характеристики сигнала. Аналоговый будет выглядеть как непрерывная кривая, цифровой как ломаная прямоугольная линия, скачущая от ноля до единицы. Все, что мы видим глазами и слышим ушами поступает в виде аналогового сигнала.
Аналоговый сигнал
Зрение, слух, вкус, запах и тактильные ощущения поступают нам в виде аналогового сигнала. Мозг командует органами и получает от них информацию в аналоговом виде. В природе вся информация передаётся только так.
В электронике аналоговый сигнал основан на передаче электричества. Определённым величинам напряжения соответствуют частота и амплитуда звука, цвет и яркость света изображения и так далее. То есть цвет, звук или информация являются аналогом электрического напряжения.
При этом неважно идёт сигнал по проводам или радио. Передатчик непрерывно отправляет, а приёмник обрабатывает аналоговый вид информации
Принимая непрерывный электрический сигнал по проводам или радиосигнал через эфир приёмник преобразует напряжение в соответствующий звук или цвет. Изображение появляется на экране или звук транслируется через динамик.
Дискретный сигнал
Вся суть кроется в названии. Дискретный от латинского discretus, что означает прерывистый (разделённый). Можно сказать, что дискретный повторяет амплитуду аналогового, но плавная кривая превращается в ступенчатую. Изменяясь либо во времени, оставаясь непрерывной по величине, или по уровню, не прерываясь по времени.
Так, в определенный период времени (например миллисекунду или секунду) дискретный сигнал будет какой-то установленной величины. По окончании этого времени он резко изменится в большую или меньшую сторону и останется таким ещё миллисекунду или секунду. И так беспрерывно. Поэтому дискретный это преобразованный аналоговый. То есть полпути до цифрового.
Цифровой сигнал
После дискретного следующим шагом преобразования аналогового стал цифровой сигнал. Главная особенность – либо он есть, или его нет. Вся информация преобразуется в сигналы ограниченные по времени и по величине. Сигналы цифровой технологии передачи данных кодируются нолем и единицей в разных вариантах. А основой является бит, принимающий одно из этих значений. Бит от английского binarydigit или двоичный разряд.
Но один бит имеет ограниченную возможность для передачи информации, поэтому их объединили в блоки. Чем больше битов в одном блоке, тем больше информации он несёт. В цифровых технологиях используют биты объединенные в блоки кратные 8. Восьмибитовый блок назвали байтом. Один байт небольшая величина, но уже может хранить зашифрованную информацию о всех буквах алфавита. Однако при добавлении всего одного бита число комбинаций ноля и единицы удваивается. И если 8 битов делает возможным 256 вариантов кодировки, то 16 уже 65536. А килобайт или 1024 байт и вовсе немаленькая величина.
В большом количестве объединённых байтов хранится много информации, чем больше комбинаций 1 и 0 тем больше закодировано. Поэтому в 5 – 10 МБ (5000 – 10000 кБ) имеем данные музыкального трека хорошего качества. Идём дальше, и в 1000 МБ закодирован уже фильм.
Но так как вся окружающая людей информация аналоговая, то для её приведения в цифровой вид нужны усилия и какое-либо устройство. Для этих целей был создан DSP (digital signal processor) или ЦПОС (цифровой процессор обработки сигналов). Такой процессор есть в каждом цифровом устройстве. Первые появились еще в 70-е годы прошлого века. Методы и алгоритмы меняются и совершенствуются, но принцип остаётся постоянным – преобразование аналоговых данных в цифровые.
Обработка и передача цифрового сигнала зависит от характеристик процессора – разрядности и скорости. Чем они выше, тем качественней получится сигнал. Скорость указывается в миллионах инструкций в секунду (MIPS), и у хороших процессоров достигает нескольких десятков MIPS. Скорость определяет сколько единиц и нолей сможет устройство «запихнуть» в одну секунду и качественно передать непрерывную кривую аналогового сигнала. От этого зависит реалистичность картинки в телевизоре и звука из динамиков.
Чем отличается аналоговый сигнал от цифрового
Аналоговый сигнал непрерывно изменяется во времени. Вся информация в природе аналоговая — волны на воде, колебание струны и т.д. Изначально человек записывал информацию (звуки, изображения, видео) с помощью аналоговых устройств. Но аналоговые сигналы чувствительны к воздействию шумов и помех.
Цифровой сигнал передается в виде единиц и нулей, для компьютеров и цифровой техники это проще реализовать (есть сигнал или нет сигнала). Для оперативной памяти в компьютерах используют конденсаторы, один заряженный конденсатор — 1 бит. На флеш-памяти используют транзисторы с плавающим затвором.
Квантование — разбиение непрерывной величины на интервалы
С появлением компьютеров аналоговые сигналы стали переводить в цифру, поскольку аналоговый сигнал подвержен искажениям и затуханию при передаче или записи. Наглядно продемонстрировать разницу между аналоговым и цифровым сигналом поможет картинка, где изображен процесс квантования — разбиение непрерывной величины на конечное число интервалов (перевод аналогового сигнала в цифру).
Порядок установки и подключения
Определяем требуемый тип антенны
Прежде всего нужно установить условия приема. Удобнее всего это сделать по онлайн-карте ЦЭТВ. Там нужно задать свое местоположение и сервис покажет расстояние до ближайшей телевышки.
Ориентироваться нужно на следующее:
- дистанция от 0 до 15 км – достаточно комнатной антенны;
- 15–30 км – нужна внешняя индивидуальная или коллективная;
- 30 и более км – нужна индивидуальная точно направленная;
- 50 и более – требуется остронаправленная персональная с усилителем;
- более 50 – прием возможен, но лучше подумать о покупке антенны и ресивера спутникового ТВ или о подключении кабельного ТВ.
Рекомендуем ознакомиться с подробной статьей о том, как правильно выбрать антенну для цифрового ТВ.
Устанавливаем антенну
Если используется коллективная, то мастера уже установили ее правильно. Поэтому речь пойдет о комнатных и внешних индивидуальных.
Схема установки простая, нужно руководствоваться следующими правилами:
- Чем выше, тем лучше. Даже комнатную нужно поднять к потолку. Индивидуальную же лучше поставить на очень высокую мачту.
- Антенна должна быть четко ориентирована на ретранслятор. Точный пеленг можно узнать по карте ЦЭТВ.
Подключаем оборудование
Порядок следующий:
- Антенна подключается к телевизору. Используется разъем RF-IN.
- Если телевизор не может принимать «цифру» (проверить это можно здесь), то сначала антенна подключается к тюнеру (ресиверу), а уже затем через RCA, SCART, HDMI или другой имеющийся разъем – к телевизору. Рекомендуем действовать в соответствии с подробной инструкцией по подключению цифровой приставки.
- Если используется отдельный усилитель, то он подключается к антенне.
https://youtube.com/watch?v=iZEDvnWyJgA
Настраиваем каналы
Пошаговая настройка каналов цифрового телевидения выглядит так:
- С помощью пульта ДУ или сервисных кнопок переключите телевизор в режим «Меню», а затем – в позицию «Настройки».
- Перейдите к пункту «ТВ», «Прием» или аналогичному.
- Выберите «автоматический» режим поиска, а затем источник сигнала («антенна», «ЦТВ» или аналогичный).
- Запустите автопоиск. Точные параметры зависят от интерфейса конкретного устройства.
- Чтобы каналы сохранились в памяти, каждый раз нужно нажимать кнопку «ОК», иначе после выключения телевизора придется перенастраивать все заново.
https://youtube.com/watch?v=Uh9YgK5agL0
Если используется приставка, разница в том, что сначала телевизор нужно перевести на прием AV-сигнала, а затем настройка производится согласно инструкции к ней. Как правило, процедура выглядит так же, только каналы надо переключать на приставке, а не на телевизоре.
Вот и все! Осталось устроиться поудобнее на диване и наслаждаться новым цифровым ТВ.
Как оно работает: просто о сложном
Главное различие аналогового и цифрового сигнала в принципе действия.
Форма волны цифрового и аналогового сигнала Это свойство цифровых сигналов в некоторых случаях может быть недостатком: как утверждают меломаны, человеческое ухо способно уловить эти микроскопические биения громкости и тона, и потому лучше всего слушать музыку именно с помощью аналоговых носителей и проигрывателей (например, на грампластинках).
Однако у «цифры» есть величайшее преимущество: любые искажения, сопоставимые по размеру с той самой «ступенькой», ретранслятор убирает до исходного значения. Поэтому цифровой сигнал либо воспроизводится четко, либо не показывается вообще («эффект крутой скалы»).
На практике это выглядит следующим образом:
- Берется исходный сигнал, который нужно передать пользователю (запись программы, фильма и т. п.).
- Сигнал с помощью специальных устройств преобразуется в дискретную цифровую форму. Вместо гладкого, непрерывно изменяющегося сигнала получается набор коротких импульсов.
- Полученные импульсы по определенному алгоритму соединяют с теми, которые несут информацию о других передаваемых в этот момент фильмах или программах по остальным каналам. В итоге формируются «транспортные потоки», из которых затем собирается мультиплекс – набор из нескольких (в России – 10) каналов, которые будут транслироваться в эфир примерно на одной частоте. Это позволяет во много раз сократить диапазон вещания и избежать накладывания друг на друга нескольких каналов.
- Через сеть вышек-ретрансляторов мультиплекс передается в эфир в виде электромагнитных волн.
- Под действием волны в приемной антенне формируются импульсы тока, аналогичные тем, что были переданы.
- Цифровой тюнер (встроенный или приставка) по определенному алгоритму декодирует сигнал, выбирая из мультиплекса один конкретный канал, который будет передан на экран и динамики.
Аналогичным образом работают также спутниковое и кабельное телевидение. Разница лишь в стандарте вещания и способе, которым передается и принимается сигнал.
Базовая схема устройства для цифровой обработки сигналов. Аналоговые фильтры
Если рассмотреть блок-схему устройства, предназначенного для решения задач ЦОС, то в ней будут присутствовать два аналоговых фильтра. До АЦП, сигнал поступает на аналоговый ФНЧ, который удаляет все частотные составляющие спектра, лежащие выше частоты Найквиста (половины частоты дискретизации). Т.е. этот фильтр необходим для устранения эффекта наложения спектров (элайсинга), и он называется антиэлайсинговым фильтром. На выходе системы, цифровой сигнал с выхода ЦАП также проходит через ФНЧ с частотой среза, равной половине частоты дискретизации. Этот фильтр называется восстанавливающим, и с его помощью устраняется эффект удержания нулевого порядка. Для реализации аналоговых фильтров в электронике применяются три основных типа: Чебышева, Баттерворта и Бесселя. Каждый из этих фильтров отличается параметрами оптимизации.
Рисунок 2.3 Блок-схема устройства для цифровой обработки сигналов.
Наиболее распространенная форма для построения аналоговых низкочастотных фильтров – модифицированная схема Салливана-Кея. Это низкочастотный фильтр второго порядка (с двумя полюсами). Для повышения порядка фильтра применяется каскадное включение. Схема Салливана-Кея позволяет реализовать любой из трех типов фильтров – Чебышева, Баттерворта или Бесселя (все зависит от параметров пассивных компонентов). Для преобразования ФНЧ в ФВЧ в этой схеме достаточно поменять резисторы и конденсаторы местами.
Рисунок 2.4 Схема Салливана – Кея.
Рассмотрим некоторые характеристики этих трех классических фильтров. Первый из рассматриваемых параметров – крутизна спада АЧХ за частотой среза. Принцип работы ФНЧ заключается в том, что он пропускает все частоты ниже частоты среза (в полосе пропускания, pass band) и не пропускает все частоты, выше частоты среза (в полосе подавления, stop band). Эта характеристика наилучшая у фильтра Чебышева, затем – у фильтра Баттерворта, и хуже всех – у фильтра Бесселя. Следующий важный параметр – постоянство коэффициента усиления в полосе пропускания фильтра. И в фильтре Бесселя и в фильтре Баттерворта коэффициент усиления убывающий, а в фильтре Чебышева присутствуют пульсации (passband ripple).
Последний параметр – переходная характеристика (step response), показывает реакцию фильтра на резкое изменение входного сигнала (от одного значения к другому). В этом случае фильтр Чебышева и Баттерворта обладают перерегулированием (overshoot) и колебательностью (ringing). Фильтр Бесселя не имеет этих проблем.
Исходя из вышесказанного, приходим к следующему выводу: фильтр Чебышева оптимизированпо крутизне спада АЧХ, фильтр Баттерворта – по линейности в полосе пропускания, фильтр Бесселя – по переходной характеристике.
При выборе антиэлайсингового фильтра очень важно представлять себе какая информация содержится в аналоговом сигнале. Существуют множество способов представления информации, но все они разделяются на два основных типа – информация содержится во временной области или информация содержится в частотной области
Хорошим примером сигнала, содержащего информацию в частотной области, является аудиосигнал
Для такого сигнала важно сохранить все частоты, содержащиеся в нем. Форма этих сигналов не имеет значения
В этом случае, в качестве антиэлайсингового фильтра, лучше выбирать фильтр Чебышева или Баттерворта.
Для сигналов, содержащих информацию во временной области, очень важно сохранение формы сигналов (например – сигналы ЭКГ в медицине). В этом случае фильтр Бесселя подходит лучше всего
Порядок действий при подключении digital вещания
Прежде чем узнать, как перевести телевизор с аналогового на цифровое, определите, надо ли вам покупать ресивер или ваша модель оборудована им изначально.
Настраивать телеприемник LG, Samsung, Sony, Philips или др. можно самостоятельно. Для этого действуйте по следующей схеме:
- Установите антенну. Можно воспользоваться обычной комнатной. Но при этом учитывайте удаленность телевизионной вышки и наличия других естественных преград, влияющих на качество сигнала. Если вышка далеко, лучше установить уличную тарелку. При установке направляйте ее на телевышку, так сигнал будет более качественным.
- Подключите антенну с помощью специального кабеля. При этом помните, если он оборудован встроенным тюнером, устройство подключается непосредственно в приемник. Если прибор работает с приставкой, ее следует подключать к тюнеру.
- Найдите нужные каналы. Самым простым способом будет воспользоваться автоматическим поиском. Для включения этой функции воспользуйтесь инструкцией к своему телевизору, т. к. у разных брендов автоматический поиск запускается по-разному. Можно найти каналы вручную, тогда изображение будет более четким.
Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов
Большинство сигналов, с которыми сталкиваются инженеры – электронщики, являютсянепрерывными. Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования позволяют цифровым компьютерам обрабатывать эти сигналы. Цифровые сигналы отличаются от соответствующих непрерывных сигналов двумя основными параметрами: они дискретизованы и квантованы. Естественно, что при переходе от аналогового сигнала к цифровому, часть информации теряется. Все это зависит от частоты дискретизации, количества бит при квантовании сигнала по уровню и типа аналогового фильтра, применяемого при преобразовании сигнала
Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровую форму разделяется на два этапа: дискретизация и удержание (sample-and-hold, S/H) и непосредственно аналого-цифровое преобразование (analog-to-digital conversion, ADC). На этапе дискретизации и удержания значение входного сигнала запоминается и удерживается неизменным на время его преобразования в цифровой вид. Изменения входного сигнала в течение интервала удержания игнорируются. Т.о., процесс дискретизации преобразовывает независимую переменную (время и пр.) из непрерывной величины в дискретную. В процессе квантования каждому дискретному отсчету аналогового сигнала ставится в соответствие цифровой код. Другими словами, в процессе квантования,зависимая переменная преобразовывается из непрерывной величины в дискретную.
Эффекты, возникающие при дискретизации и квантовании, искажают исходный аналоговый сигнал. В процессе квантования, каждый отсчет цифрового сигнала может содержать максимальную ошибку равную . (Least Significant Bit – младший значащий разряд), что соответствует расстоянию между двумя соседними уровнями квантования. Другими словами, цифровой сигнал эквивалентен аналоговому сигналу плюс ошибки квантования, которые ведут себя как случайный шум. Т.е. можно утверждать, что для учета эффекта квантования, к исходному сигналу необходимо добавить случайный шум определенной величины. Величина шума квантования зависит от количества разрядов для представления числа. Разрядность преобразователя определяет точность представления данных.
Рисунок 2.1 Преобразование аналогового сигнала в цифровой сигнал.
Как перейти на цифру, если подключено кабельное ТВ
Абоненты кабельного вещания также могут заметить рядом с логотипом канала букву «А». Дело в том, что некоторые компании договорились с центральным оператором о сохранении трансляции в старом формате. Со временем и они полностью перейдут на «цифру», и если абоненты хотят перейти с аналогового кабельного вещания на цифровое ТВ, потребуется совершить ряд действий.
Как это сделать:
- При помощи пульта ДУ открыть главное меню приемника. Здесь найти раздел с названием «Канал», представленный в виде значка спутниковой антенны, и открыть его.
- Теперь нужно перейти во вкладку «Автопоиск». На экране высветится несколько вариантов, среди которых следует выбрать «Кабель». В следующей графе установить команду «Цифровые», после чего нажать на кнопку «Пуск».
Пользователи, которые желают оставить программы в старом формате, должны выбрать вариант «Аналоговые и цифровые». После перехода на новый формат вещания абоненты кабельного ТВ (в отличие от тех, кто настроил бесплатные телеканалы) смогут просматривать тот контент, который предусмотрен в договоре оператора. Зрители, которые смотрят программы через антенну, смогут получить доступ к 20 бесплатным каналам (по 10 в каждом из мультиплексов).
В чем состоит разница между новым и старым форматом вещания? Главное отличие в том, что при аналоговом телевидении сигнал идет непрерывно, передается по антенне и зависит от погодных условий. В случае «цифры» наблюдается феномен, когда на одной частоте могут транслироваться сразу несколько каналов. Качество и уровень сигнала не зависят от погоды, картинка более высокого качества, кроме того, есть доступ к дополнительным функциям приставки или ТВ-приемника.
Статические параметры
- Максимальный (Vref) и минимальный (обычно 0) уровни входного сигнала — устанавливают диапазон шкалы преобразования, относительно которой будет оцениваться входной сигнал (рис. 1). Также этот параметр может обозначаться как FS — full scale. Для дифференциального АЦП шкала определяется от -Vref до +Vref, однако для упрощения далее будем рассматривать только single-ended шкалы.
- Разрядность (N) — разрядность выходного кода, характеризующая количество дискретных значений (), которые преобразователь может выдать на выходе (рис. 1).
- Ток потребления (Idd) — сильно зависит от частоты преобразования, поэтому информацию об этом параметре лучше искать на соответствующем графике.
- МЗР (LSB) – младший значащий разряд (Least Significant Bit) — минимальное входное напряжение, разрешаемое АЦП (по сути единичный шаг в шкале преобразования). Определяется формулой: (рис. 1).
- Ошибка смещения (offset error) – определяется как отклонение фактической передаточной характеристики АЦП от передаточной характеристики идеального АЦП в начальной точке шкалы. Измеряется в долях LSB. При ошибке смещения переход выходного кода от 0 в 1 происходит при входном напряжении отличном от 0.5LSB (рис. 2).Рис. 2: Ошибка смещения
Существует и другой вариант квантователя, когда переход осуществляется при целых значения LSB (характеристика у него будет смещена относительно первого варианта, который представлен на рисунке 2). Оба этих квантователя равноправны, и для простоты далее будем рассматривать только первый вариант. - Ошибка усиления (gain error) – определяется как отклонение средней точки последнего шага преобразования (которому соответствует входное напряжение Vref) реального АЦП от средней точки последнего шага преобразования идеального АЦП после компенсации ошибки смещения (рис. 3).Рис. 3: Ошибка усиления
- Дифференциальная нелинейность (DNL — Differential nonlinearity) – отклонение ширины ступеньки на передаточной характеристике реального АЦП от номинальной ширины ступеньки у идеального преобразователя. Из-за дифференциальной нелинейности шаги квантования имеют различную ширину (рис. 4).
Рис. 4: Дифференциальная нелинейность
Для 3-х битного АЦП с рисунка 4: - Интегральная нелинейность ( INL — Integral nonlinearity) – разница по вертикали между реальной и идеальной характеристикой преобразования (рис. 5). INL можно интерпретировать как сумму DNL. Отрицательная INL указывает на то, что реальная характеристика находится ниже идеальной в данной точке шкалы. Для положительной INL реальная характеристика находится выше идеальной. Распределение DNL определяет интегральную нелинейность АЦП.
Рис. 5: Интегральная нелинейность - Общая нескорректированная ошибка ( TUE — Total Unadjusted Error) – абсолютная ошибка, включающая в себя следующие ошибки: квантования, смещения, усиления и нелинейности. Другими словами, это максимальное отклонение между реальной и идеальной характеристикой преобразования. Для идеального АЦП TUE = 0.5LSB, обусловлена ошибкой квантования (или шум квантования — возникает из-за округления значения аналогового сигнала, которое соответствует цифровому коду). Ошибки усиления и смещения обычно вносят наиболее весомый вклад в абсолютную ошибку. Однако с точки зрения динамических параметров (см. ниже) ошибки смещения и усиления ничтожны, так как они не порождают нелинейных искажений.
Выбор
Выбирать приставку вам придётся долго и внимательно, чтобы не пропустить полезное для вас свойство тюнера. Или не заплатить лишнее за те его функции, которые вам не нужны.
Очень важно то, что приставка к цифровому телевидению почти не улучшит и не ухудшит приём цифрового телевизионного сигнала. Все тюнеры похожи по своим характеристикам
В первую очередь важны эксплуатационные параметры приставки. Достаточно, чтобы тюнер был оптимизирован на работу с телесигналом в стандарте DVB-T2 .Все остальные функции ресивера – по вашему желанию. Чем дороже приставка – тем больше функций.
На форумах часто обсуждаются вопросы на тему, какой из тюнеров принимает лучше, а какой хуже. Пусть обсуждают! При достаточном антенном сигнале все тюнеры показывают нормально. При слабом сигнале бывают случаи, когда «один тюнер ещё показывает, а другой уже нет». В такой ситуации лучше сразу заняться антенной, а не выбором, какой из тюнеров немного чувствительнее.
Некоторые приставки управляются только с пульта. Наличие кнопок на самом аппарате – это положительный момент при выборе приставки.
Есть неудобство в том, что во время просмотра ТВ зритель пользуется сразу двумя пультами, от тюнера и от телевизора. Телевизионным пультом надо включать и выключать телевизор, а с пульта ДУ тюнера переключать каналы и изменять громкость.
Телезрители, которые очень любят комфорт, покупают себе универсальные пульты с функцией их «обучения». Таким пультом можно одновременно управлять и телевизором, и тюнером. Такой пульт можно обучить, чтобы действовали только кнопки перехода по каналам, громкости и отключения, чтобы случайно не нажать «что-то не то».
