Ученики

Анализ шумов квантования аналого-цифрового преобразователя; отношение сигнал/шум

Курсовая работа ученика 10 класса школы "Муми-тролль" Дмитрия Табакова.

	Научный руководитель: сотрудник Научно-исследовательского института Радио Павел Наумович Муравчик.    Оппонент: учитель физики Галина Павловна Морозова.    Оценка: 5+.

Известно, что вся современная техника постепенно становится цифровой. Существует цифровая запись звука, цифровое фотографирование, цифровая видеозапись. В памяти аппарата хранится и, если нужно, передается сигнал, превращенный в набор чисел. Прибор, осуществляющий такое превращение, называется АЦП (аналого-цифровой преобразователь), а сам процесс - оцифровка. Оцифровку можно производить разными способами.

После того, как запись доставлена, ее надо из набора чисел снова превратить в сигнал - звук, видеоизображение и т.д. Этим занимается блок, называемый ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).

В процессе оцифровки и последующего восстановления сигнала неизбежны погрешности, которые называются шумом и ухудшают качество сигнала. Уровень шума зависит от способа оцифровки сигнала. Таким образом, перед конструкторами АЦП и ЦАП стоит задача выбора такого способа, при котором затраты памяти являются наименьшими, а качество восстановленного сигнала хорошим (т.е. уровень шума минимальным).

Дмитрий рассмотрел в своей работе два способа оцифровки сигнала. Он составил две программы, имитирующие действия АЦП и ЦАП и считающие уровень шума.

Сигнал, который подвергался оцифровке и последующему восстановлению, формировался внутри программы случайным образом. Кроме того, для каждого способа оцифровки программы предусматривают возможность изменения разных параметров (например, памяти, которая отводится на запись).

С помощью этих двух программ Дмитрий исследовал линейный и логарифмический способы оцифровки и пришел к выводу, что для большинства сигналов логарифмический способ дает более ровные и высокие результаты. Помимо этого, Дмитрий выяснил, сколько памяти необходимо для качественной передачи цифрового сигнала каждым способом и при каких параметрах процесса качество будет наилучшим.

Во время защиты выводы были проиллюстрированы записями оцифрованной разными способами музыки.

Продемонстрированная слушателям программа сделана очень экономично, она весьма удобна в применении. Пользователь сам может задавать многие параметры.

В заключительном слове Павел Наумович Муравчик подчеркнул, что составленная Дмитрием программа сопоставима с работой, которую выполняли специалисты НИИ Радио, а по некоторым параметрам сделана даже более качественно.

Страница курсовых проектов