Konvertering fra analoge til digitale signaler og støy ved overføring

[delfin]

Et problem er at mye av det man lærer om dette, spesielt på vgs, er så kraftig forenklet at det grenser til feil. Noe av det er til og med regelrett feil. Har gått elektronikk-linje selv på vgs.

F.eks den gode gamle "det er ikke spenningen som dreper, men strømmen!" som er en gjenganger blant de som ikke forstår at strøm og spenning følger hverandre lineært når man har en lineær motstand, slik som f.eks menneskekroppen. Med mindre strømmen er begrenset av noe, slik som i elektriske gjerder, så er det faktisk slik at 230VAC gir dobbelt så mye strøm som 115VAC.

 

Møtte en gang noen som hadde jobbet som elektriker i flere år og var sikker på at det var dødelig å ta på et 12V bilbatteri fordi det hadde ~60Ah som visstnok var kjempefarlig. Slike misforståelser setter seg dypt.

 

Når det gjelder dette spesifikt kan man fint gjengi firkantpulser på en CD om man vil. Den eneste måten for Elgen å forstå dette på må være å faktisk SE utgangssignalet på et oscilloscop og lete etter ikke-eksisterende "digitale firkanter". Jeg gir opp å prøve å forklare det, for det kommer ikke til å bli forstått og det er så lett å se i praksis at det ikke er noe å diskutere egentlig...

 

 

"nærbilde" av en firkantpuls fra en frekvensgenerator.

 

Teorien bak dette er for komplisert, men en CD (samplingfrekvens på 44100 Hz) kan gjenskape perfekt et inngangssignal med alle sinusbølger eller kombinasjoner av sinusbølger (f.eks musikk) under 22050 Hz. I praksis bruker man en cutoff-frekvens noe under dette, f.eks 21 KHz.

 

Du får forstå det eller ikke, elgen, men her har du i alle fall et bevis...

 

If a function x(t) contains no frequencies higher than B hertz, it is completely determined by giving its ordinates at a series of points spaced 1/(2B) seconds apart.

Det er selvfølgelig mulig å lage en skikkelig dårlig DAC og få ut firkantpulser siden signalet er digitalt, men i praksis vil du neppe klare å se forskjell på et analogt signal og det samme signalet -> ADC -> DAC.

 

Edit: Skriveleif og angst!

 

Dette motsier ikke på noen måte det jeg har sagt før om "firkantpulser". Jeg har aldri sagt at de er umulige å lage, men at man KAN lage dem som en rekke av sinusbølger, noe som blir gjort i frekvensgeneratorer.

Endret 19. april 2014 av pifler

[sinnaelgen]

De var de fryktelig hva dere roter her

 

Noen påstår dere at man ikke kan lage et ekte firkant puls / signal og andre påstår at det er mulig

 

Og så driver dere hele tiden å påstår at jeg ikke forstår det

 

jeg har både sett og vet hva firkantede signaler er for noe

 

jeg jobbet jo med det på skolen

[KoKo_]

Noen påstår dere at man ikke kan lage et ekte firkant puls / signal og andre påstår at det er mulig

 

Hvem påstår det ene, og hvem påstår det andre?

[sinnaelgen]

 

Noen påstår dere at man ikke kan lage et ekte firkant puls / signal og andre påstår at det er mulig

 

Hvem påstår det ene, og hvem påstår det andre?

 

Det siste innlegget før det forrige mit ( ut fra dette innlegget ) gikk hel klart i disfavør av noe som er skrevet tidligere.

Da er det noen som roter

 

Her sier noen av der det stikk motsatte av det som er sagt tidligere når det er snakk om diss firkant pulsene

Så da er det jo greit at man er så korrekt som mulig

Endret 19. april 2014 av den andre elgen

[Andrull]

Vi er ikke ene og samme person, bare så det er sagt.

 

Og du tolker ikke postene korrekt heller, da man snakker om forskjellige ting. Samt at vi desperat prøver å forenkle dette slik at du vil forstå. Så om du referer til noe direkte, så må du også sitere det, slik at andre kan forklare deg forskjellen.

Ellers tror jeg du må passe deg litt for å ikke å kasta stein i glasshus.

[sinnaelgen]

isåfall er det flere som driver med steinkasting.

 

Det må gå an å svare konkret på det jeg skriver , enten det er for å kommentere at jeg er på ville veierer eller at dere er uenige( det er kun det siste der har konsentrer dere om her )

 

jeg sitter på den følelsen at dere egentlig forsøker å forklare meg noe helt annet en det jeg spør om/ diskuterer.

 

 

Man diskuter jo sjelden bare et tema i en tråd samtidig.

Det dukker jo lett opp flere under temaer også

 

 

Endret 19. april 2014 av den andre elgen

[delfin]

 

 

Noen påstår dere at man ikke kan lage et ekte firkant puls / signal og andre påstår at det er mulig

Hvem påstår det ene, og hvem påstår det andre?

 

Det siste innlegget før det forrige mit ( ut fra dette innlegget ) gikk hel klart i disfavør av noe som er skrevet tidligere.

Da er det noen som roter

 

Her sier noen av der det stikk motsatte av det som er sagt tidligere når det er snakk om diss firkant pulsene

Så da er det jo greit at man er så korrekt som mulig

 

Herremin...

 

Jeg sa at det ER mulig å lage en "ekte" firkantpuls, men også at frekvensgeneratorer med denne funksjonen lager en rekke av sinusbølger som interfererer og ser ut som en firkantpuls.

 

Jeg gir opp...

 

Edit:

 

Det står jo til og med i én og samme post, med bilde av en firkantpuls fra en frekvensgenerator på et oscilloskop...

 

Uansett, jeg postet et bevis der som du helt sikkert ikke forstår, for det er matte langt over hva man lærer på GK elektro, men selv om du ikke forstår det er det like fullt et bevis. Kjørte det gjennom Google translate slik at du slipper å lese engelsk. Beviset finner du i min forrige post.

 

 

Dersom en funksjon x (t) inneholder ingen frekvenser høyere enn B hertz, blir det helt bestemt ved å gi dets koordinater i en rekke punkter i avstand 1 / (2B) sekunder fra hverandre.

 

Med andre ord, med en samplingfrekvens på 2*f kan man perfekt gjengi signalet uten "firkanter".

Endret 19. april 2014 av pifler

[sinnaelgen]

jeg ser hva du skriver og referer til , det er ikke noe galt i det .

det vare bare det at det var mere eller mindre det motsatte av det som var "dokumentert" tidligere.

 

 

det er jo også logisk å finne flere signaler i et signal hvis man forstørrer "bildet " av det kraftig

[delfin]

jeg ser hva du skriver og referer til , det er ikke noe galt i det .

det vare bare det at det var mere eller mindre det motsatte av det som var "dokumentert" tidligere.

 

 

det er jo også logisk å finne flere signaler i et signal hvis man forstørrer "bildet " av det kraftig

 

Det du skriver her viser bare at du ikke i det hele tatt forstår hva jeg skriver, og det er helt greit å ikke forstå, men du har fått et bevis på at man perfekt kan gjenskape et analogt signalt med frekvenser opp til f ved å bruke > 2f som samplingfrekvens.

 

Det er helt logisk at man finner sinusbølger i en firkantpuls om firkantpulsen er laget av en rekke sinusbølger. Dersom det var en "ekte" firkantpuls ville det vært helt ulogisk, men som sagt tidligere så utnytter en frekvensgenerator at et sett av sinusbølger vil danne en tilnærmet firkantpuls.

 

Og edit:

 

Ingen innlegg som er skrevet (av meg i alle fall) er motstridende, men du forstår ikke hva du leser...

Endret 19. april 2014 av pifler

[V_B]

Det begynner å bli mye rart i denne tråden men litt men angående firkantpulser. Skal prøve å begi meg utpå med forbehold. Dette er ett tema som fort kan bli komplisert...

 

 

 

det er jo også logisk å finne flere signaler i et signal hvis man forstørrer "bildet " av det kraftig

 

Akkurat her bør du lese på "Gibbs Fenomen". Det er ett resultat som skjer når man prøver å lage firkantpulser som i bildet over, og jeg ville ikke kalt det ett signal i seg selv. Problemet med å lage en helt perfekt firkantpuls er at det i praksis er umulig. Hvis jeg ikke husker feil så vil eksempelvis vil en firkantpuls på 100Hz bestå at en sinusbølge på 100Hz, som kalles den grunnharmoniske, samt alle odde multiplum av den grunnharmoniske. Det vil si 300Hz, 500Hz, 700Hz osv osv, til uendelig. Men så kan man også si at det i mange tilfeller vil være tilstrekkelig å bruke et mindre antall frekvenser for å gjennskape noe som er godt nok. I wikipedia artikkelen brukes for eksempel 125 harmoniske frekvenser og du ser at resultatet er bra.

 

Det alt egentlig peker mot er hva du definerer som ekte firkantpulser. Hvis det er rett streker formet som en firkant - så vil jeg si det er umulig. Hvis jeg ikke tar helt matematisk feil så får du da også få en "diskontinuitet", altså at signalet er flere verdier til samme tidspunkt. Enkelt sagt så kan ikke ett signal i tidspunkt "t=1" være både 1V og 4V. Men hvis du henviser til ekte firkantpulser som eksempelvis wikipedia artikkelen der man har enn viss "stigetid", opplever gibbs fenomen osv - da vil du nok klare å få det til.

[sinnaelgen]

 

jeg ser hva du skriver og referer til , det er ikke noe galt i det .

det vare bare det at det var mere eller mindre det motsatte av det som var "dokumentert" tidligere.

 

 

det er jo også logisk å finne flere signaler i et signal hvis man forstørrer "bildet " av det kraftig

 

Det du skriver her viser bare at du ikke i det hele tatt forstår hva jeg skriver, og det er helt greit å ikke forstå, men du har fått et bevis på at man perfekt kan gjenskape et analogt signalt med frekvenser opp til f ved å bruke > 2f som samplingfrekvens.

 

Det er helt logisk at man finner sinusbølger i en firkantpuls om firkantpulsen er laget av en rekke sinusbølger. Dersom det var en "ekte" firkantpuls ville det vært helt ulogisk, men som sagt tidligere så utnytter en frekvensgenerator at et sett av sinusbølger vil danne en tilnærmet firkantpuls.

 

Og edit:

 

Ingen innlegg som er skrevet (av meg i alle fall) er motstridende, men du forstår ikke hva du leser...

 

jeg kan bare konstantere at det du skriver og det jeg hat lest lengre oppe i tråden har konflikter

 

Angående forsøket deres på forklare firkant pulser så har dere gått litt rundt grøten her

 

Man kan i teorien skape en hel perfekt firkantpuls ved nokk mange under og over harmoniske pulser

 

Har man så de rette signalene som styrer om det skal være H elle L så bær det være mulig

 

Ser man på datablader der signalet er skjematisk fremstilt ( jeg har ikke noe eksempel ) så ser man at det er en liten forsinkelse når det skifter fra H til L eller omvendt ,

men da får det bare betydning hvis frekvensen er høye

[V_B]

Problemet ditt er følgende. For å lage helt perfekte firkantpulser så må du ha uendelig med odde multiplum av den grunnharmoniske frekvensen, noe som i prinsippet er umulig. Det kan underbygges at du da er nødt til å ha en uendelig båndbredde i kabelen din. Det andre problemet, som jeg nevnte i stad, er at hvis signalet ditt eksempelvis stiger fra 0V til 4V så vil man i tidspunktet hvor signalet stiger har alle mulige verdier mellom 0 og 4V...

[StormEagle]

Hvorfor gidder dere å diskutere dette med elgen?

 

Dere burde vel ha sett nok av han til nå for å vite at det kommer ingen ting ut av å prøve å forklare han noen ting.

[sinnaelgen]

Problemet ditt er følgende. For å lage helt perfekte firkantpulser så må du ha uendelig med odde multiplum av den grunnharmoniske frekvensen, noe som i prinsippet er umulig. Det kan underbygges at du da er nødt til å ha en uendelig båndbredde i kabelen din. Det andre problemet, som jeg nevnte i stad, er at hvis signalet ditt eksempelvis stiger fra 0V til 4V så vil man i tidspunktet hvor signalet stiger har alle mulige verdier mellom 0 og 4V...

 

tja , jeg har nå sett slike pulser på et oscilloskop der det så ganske så perfekt ut .

( enda mindre støy en det som kommer frem på bildet lenger oppe i tråden )

[V_B]

Ja, de kan godt se "ganske så perfekte" ut, men de er ikke perfekte. Jeg vil også presisere igjen at det du refererer til som "støy" er Gibbs Fenomen, som jeg heller ville kalt en avtagende oscillasjon..

[Andrull]

 

Problemet ditt er følgende. For å lage helt perfekte firkantpulser så må du ha uendelig med odde multiplum av den grunnharmoniske frekvensen, noe som i prinsippet er umulig. Det kan underbygges at du da er nødt til å ha en uendelig båndbredde i kabelen din. Det andre problemet, som jeg nevnte i stad, er at hvis signalet ditt eksempelvis stiger fra 0V til 4V så vil man i tidspunktet hvor signalet stiger har alle mulige verdier mellom 0 og 4V...

 

tja , jeg har nå sett slike pulser på et oscilloskop der det så ganske så perfekt ut .

( enda mindre støy en det som kommer frem på bildet lenger oppe i tråden )

 

Siden du har sett på et oscilloscop så har du kanskje også tatt å prøvd dens egentest på en firkantpuls, hvor du ofte kan se at firkantpulsen ikke ser ut som en firkantpuls før du nøyaktig kalibrerer/stiller inn selve måleproben (du vrir på den lille skruen). Ergo, firkantpulsen er altså avhengig av en rekke parameterer, inkludert riktig kapasitanse. Når du faktisk kjører strøm gjennom noe (i alle faktiske og praktiske sammenhenger, og spesielt et høyttalerelement som poenget startet), så vil det ikke være rent ohmsk og du vil aldri kunne ha en uendelig raskt stigende eller synkende flanke.

 

Når du designer kretser på kretskort så må du i visse situasjoner ta hensyn til det faktum at selv en liten ledningsbit eller spor i kretskortet vil gi en fullt målbart induktivt bidrag.

Til ytterste konsekvens så vil det uansett utstyr bli hindret av Einsteins Relativitetsteori, da elektroner aldri kan gå raskere enn lyset, og en endring av strøm/spenning vil ikke bli umiddelbar, tross ohmsk last.

Endret 19. april 2014 av Andrull

[sinnaelgen]

Når du drar dette med lyshastigheten inn mens vi snakker om signaler og man vet at det forskes på å stadig får raskere signaler , også inne i elektronikken på en pc så må det bety at et apparat som skal bruke , sende eller ta i mot slik signaler må ha en absolutt grense på signalet.

 

Da må det bety at man en eller annen gang i fremtiden når den maksimale kapasiteten en pc eller annet utstyr kan ha uansett teknikk

[Andrull]

Når du drar dette med lyshastigheten inn mens vi snakker om signaler og man vet at det forskes på å stadig får raskere signaler , også inne i elektronikken på en pc så må det bety at et apparat som skal bruke , sende eller ta i mot slik signaler må ha en absolutt grense på signalet.

 

Da må det bety at man en eller annen gang i fremtiden når den maksimale kapasiteten en pc eller annet utstyr kan ha uansett teknikk

Det blir greit utenfor min komfortsone, men du må huske på at kapasitet ikke er det samme som hastighet. Du blir allerede i dag begrenset med ping/responstiden det tar for et signal å tå mottaker (enten det er internt i en PC, eller over lengre avstander), og vi benytter da lyssignaler (som fortsatt kan gå litt raskere om man bruke "vakumrør" i stede for optiske fibre) for lavest tid fra sending til mottak.

 

En forbedring vil da kun bli sett i lys av å korte ned avstanden. Men som du sier så er det en maksimal grense for hvor nært du kan få komponenter etc..

 

Men når signalet først kommer frem, så er det ingen absolutt grense på hvor mye data du kan pakke inn. Du kan øke frekvensen, eller så kan du endre teknikken slik at det blir sendt mer enn bare 0 og 1 (f.eks kvantebit).

 

 

Til slutt vil jeg bare nevne at forskere muligens ser lys i kvantemekanikken om en form for kommunikasjon hvor kvanter har kommunisert med hastigheter ekstremt mye raskere enn lyset, for vårt målesystem tilnærmet umiddelbart. Det er spennende greier.

[sinnaelgen]

jeg er fullstendig klar over at kapasitet og hastighet ikker er helt det samme.

Det jeg derimot vet er at hastigheten har stor betydning for kapasiteten.

 

Nå vet vi også at det stadig er krav om økt kapasitet( skjønt det går nok i bølger ) når det gjelder komplikasjon og overføring av data.

jeg vet at lyssignaler gjennom fiber er det raskeste man kan få tak i

Likevel er det flere steder det kun satses luftbåren kommunikasjon

 

Andre steder som har dårlig dekning (en plass mellom 2G og 3G) blir delvis trenert til fordel for steder man oppgrader fra full 3G til 4G

 

også er det spørmål intern bruk av lys ( som jeg nevnte i forrige innlegg )

 

Nå må det være nesten 30 år siden jeg første gang hørte om at det måtte gå an å bruk lys intern i elektronikken , til tross for det er det lite som har skjedd siden den gang

Likevel så er jeg sikker på at man en eller annen gang når taket .

 

Og kan man spørre seg om vi som bruker det har god nokk kapasitet ?

 

her spør jeg altså om du tror at man nonen gan kommer til å ha god nokk kommunikasjon kapasitet slik at alle blir Fornøyde ?

 

eller om det alltid vil finne dem som skal "overdrive" eller "misbruke" kapasiteten ?

Endret 20. april 2014 av den andre elgen

[V_B]

Mye av dette blir bare synsing fra min side.

 

Rent kommersielt kan jeg ikke se for meg at det har noe særlig hensikt å bruke lys innad i elektronikk slik det er i dag. Det er såpass korte avstander og det er vel i større grad elektronikken som begrenser (med tanke på hva Ola Nordmann har råd til og hva produsentene ønsker å selge) enn selve kommunikasjonkanalen.

 

Når det kommer til utbygging av 3G og 4G nettet så er det jo også naturlig at store byer med ett stort antall mennesker prioriteres. Jeg har liten eller ingen erfaring med trådløse nett men jeg ser for meg at det koster noen kroner å investere og drifte mastene. Men trådløst nett er jo også en fordel der det er lite gunstig å legge bakkenett med tanke på for eksempel stor spredning mellom kunder eller det blir for dyrt å legge kabel/fiber.

 

Når det kommer til kapasitet så antar jeg du mener båndbredde? Jeg tror det alltid vil være personavhengig og "mye vil ha mer". Det som kan bli litt interessant er hvis man en gang blir nødt til å bytte fra ett kommunikasjons medium til ett annet. Eksempelvis Get hvor man har ett stamnett som er av fiber men bruker koaxial til husstandene. Hvis alt av koaxial blir nødt til å endres til fiber for å klare å holde standarden, så kan det bli interessant å se hvordan det gjennomføres hvis det ikke allerede er blitt byttet innen den tid. Hvis du er interessert i slikt så anbefaler jeg deg å google "ISP tier", da finner du mye lesestoff om hvordan forskjellige ISP-er er knyttet opp og hvordan "internett er bygget og koblet sammen".