ניסוי מס'-4

מטרת הניסוי:-

השפעת תדר הדגימה על נאמנות שחזור האות שבמבוא המשדר.

מבוא:

תדר נייקוויסט

בתורת הדגימה, תדר נייקוויסט (על שם הארי נייקוויסט, מהתורמים הראשיים לתורת האינפורמציה) הוא התדר המקסימלי שניתן לשחזור כאשר דוגמים מידע אנלוגי בקצב דגימה נתון.

על פי משפט הדגימה של נייקוויסט-שאנון, כאשר דוגמים אות אנלוגי בתדר דגימה מסוים f, האות הדגום ייצג נאמנה את האות הנדגם ויאפשר שחזור מדויק שלהם, עבור תדרים שהם לכל היותר f/2. אם האות הנדגם מכיל תדרים גבוהים מתדר נייקוויסט, תתרחשנה טעויות דגימה, ובאות הדגום יופיע בטעות בתדרים נמוכים מידע שהיה במקור בתדרים גבוהים.

על מנת לאפשר שחזור מדויק של אות שנדגם בתדר דגימה המינימלי הנדרש כדי שתדר נייקוויסט ישתווה לתדר המקסימלי של האות הדגום, יש צורך בשימוש במסנן אידאלי אשר איננו ניתן למימוש מעשי. על כן, נהוג לדגום אותות בקצב גבוה מהנדרש על פי תדר נייקוויסט.

בניית המעגל:

המעגל שבניתי הינו אותו  מעגל של ניסוי מס'-3,משום שניסוי זה הינו מתוכנן על סמך הניסוי הקודם  אך הפעם אנו משנים פרמטיר אחד והוא תדר הדגימה ובודקים את השפעתו על נאמנות השחזור.

אך הפעם אני שניתי ערך הקבל ,כך שהתאמתי אותו לכל ערכי תדרי  הדגימה שאני הולכת לבדוק אותן בניסוי הזה.אני בודקת תדריי דגימה גבוהים  יחסית לתדר נייקויסט,מה שקורה בעצם בתדר  גבוהה הוא שכמובן זמן המחזור של הדגימה קטן  הקבל לא מספיק  להיטען בכדי שישמור את הדגימה הנוכחית עד לדגימה השניה, האות שאנו מקבלים הינו בעצם רבע אות בגלל שתוכנית ההדמיה לא מספיקה להגיב כי רכבת ההלמים מהירה מאוד.                                                      

מהלך הניסוי :~

ניסוי זה הינו הימשך לניסוי הקודם – ניסוי מס' 3 "דגימה ושמירה " .
בניסוי זה אנו מקבעים את כל הפרמטרים ומשנים רק את תדר הדגימה, במטרה לבדוק השפעת תדר הדגימה על נאמנות השחזור.

בניסוי הזה אנו הולכים ובודקים את נאמנות השחזור בשלושה תחומים של תדרי דגימה :~

1.    תדר דגימה שווה לתדר נייקוסט  .

2.    תדר דגימה קטן מתדר נייקוסט .

3.    תדר דגימה גדול מתדר נייקוסט, גדול בקצת  וגם תדר דגימה גדול בהרבה מתדר נייקוסט.

אנו בונים אותו מעגל שבנינו אותו בניסוי הקודם , אבל בכל מקרה רק משנים את תדר הדגימה .. תדר זה משנים אותו מהמחולל לאות ריבועי :

בניסוי זה הולכים ומשנים את תדר הדגימה עבור הערכים הבאים :

5k , 9k , 10k , 12k , 15k , 20k , 50k , 100k

כך שתדר שלנו לפי נייקוסט הוא 10k.

תוצאות :~

1.    עבור תדר דגימה שווה ל- 5K .

2.    עבור תדר דגימה שווה ל- 9K .

3.    עבור תדר דגימה שווה ל- 10K .

4.    עבור תדר דגימה שווה ל- 12K .

5.    עבור תדר דגימה שווה ל- 15K .

6.    עבור תדר דגימה שווה ל- 20K .

7.    עבור תדר דגימה שווה ל- 50K .

8.    עבור תדר דגימה שווה ל- 100K .

מסקנות,:-

1-     תדר קטן מתדר ניקויסט:-

האות המשוחזר שמתקבל במוצא המקלט אינו זהה לאות שבמבוא המשדר , וזהה בתוצאה מאי יכולת לעשות מספיק דגימות במחזור שלם של אות המידע       2 - תדר שווה בדיוק לתדר ניקויסט:-

האות המשוחזר שמתקבל במוצא המקלט זהה במידה כמעט טובה לאות שמבוא המשדר ולא לחילוטין .

3-    תדר גדול מתדר ניקויסט:-

  האות המשוחזר המתקבל במוצא המקלט זהה בדיוק לאות המשודר .

גם ראינו שככל שהגדלנו את תדר הדגימה  ::> רוחב פס גדול , לכן אנו משלמים ביוקר אם רצינו שהאות שלנו יהיה דומה ככל האפשר .

::::> לכן אנו מסתפקים בתדר הגדול בקצת מכפליים מתדר אות המידע שהוא האיכותי מבינהם .