<ص>
في حياتنا اليومية، نحن محاطون بإشارات تناظرية مختلفة، من الموسيقى إلى الكلام. ومع قدوم العصر الرقمي، يجب تحويل هذه الإشارات إلى صيغ رقمية حتى يمكن تخزينها ومعالجتها ونقلها. التقنية الرئيسية وراء ذلك هي المحول التناظري إلى الرقمي (ADC). ستلقي هذه المقالة نظرة متعمقة على كيفية عمل ADC وتشرح كيفية تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية.
ص>
<ص>
تتمثل الوظيفة الرئيسية للمحول التناظري إلى الرقمي في تحويل الإشارات التناظرية المستمرة، مثل الصوت الملتقط بواسطة ميكروفون أو الضوء من كاميرا رقمية، إلى إشارات رقمية. يمكن النظر إلى عملية التحويل هذه على أنها عملية أخذ عينات وقياس قيم الجهد أو التيار المتغيرة. وهذا يعني أيضًا أن أخطاء القياس الكمي يتم إدخالها حتمًا في عملية التحويل، وهو ما يمثل تحديًا تواجهه شركة ADC.
ص>
يعد خطأ التكميم مشكلة سيواجهها كل ADC مثالي، وذلك بسبب حدوث بعض الأخطاء أثناء عملية أخذ العينات والتكميم للإشارات الرقمية. ص>
عملية التحويل
<ص>
يمكن تقسيم عملية تحويل ADC بشكل أساسي إلى ثلاث خطوات: أخذ العينات والتكميم والتشفير. أولاً، يقوم ADC باختبار الإشارة التناظرية، ثم يقوم بقياس قيمة العينة لتحويل قيمة الجهد المستمر إلى قيمة منفصلة محدودة. يتم بعد ذلك تشفير هذه القيم المنفصلة في شكل رقمي ثنائي للمعالجة الرقمية اللاحقة. مثل هذه السلسلة من العمليات تمكن ADC من عكس الإشارة التناظرية الأصلية بدقة.
ص>
خطأ في الدقة والتكميم
<ص>
تحدد دقة ADC عدد القيم المنفصلة التي يمكن إنشاؤها، والتي تؤثر بدورها على حجم خطأ التكميم. على سبيل المثال، يمكن لـ ADC بدقة 8 بت أن يوفر 256 نطاق تمثيل رقمي مختلف، بحيث يتم أيضًا إصلاح خطأ القياس المقابل. يحدث خطأ التكميم بسبب أخذ عينات من الإشارات المستمرة إلى مستويات رقمية محدودة، لذلك أصبحت كيفية تحسين دقة ADC أحد الاتجاهات المهمة لتحسين جودة الصوت.
ص>
في الوضع المثالي، إذا كانت دقة ADC أعلى، فإن نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNDR) التي يمكن أن توفرها ستكون أفضل، وبالتالي الحصول على إشارة رقمية أكثر واقعية. ص>
نظرية أخذ العينات والتنعيم
<ص>
من أجل إعادة بناء إشارة رقمية، يجب على ADC اتباع نظرية نيكويست لأخذ العينات، مما يعني أن تردد أخذ العينات يجب أن يكون أعلى من ضعف أعلى تردد في الإشارة. سيؤدي الفشل في تلبية هذا الشرط إلى منع التعرج، حيث سيتم تحديد الإشارات عالية التردد عن طريق الخطأ على أنها إشارات منخفضة التردد. لذلك، قبل إجراء ADC، تحتاج الإشارة عادةً إلى تصفية الترددات المنخفضة لإزالة المكونات ذات التردد العالي بشكل مفرط.
ص>
تقنية أخذ العينات الفائقة
<ص>
Supersampling عبارة عن إستراتيجية لتحسين جودة الصوت الرقمي عن طريق أخذ عينات من الإشارة بتردد أعلى بكثير من معدل أخذ العينات المطلوب. وبهذه الطريقة، يتم منع ضوضاء الصوت في نطاق التردد الأعلى ولا تتداخل مع النطاق الترددي الصوتي المطلوب. وفي الوقت نفسه، تسهل هذه التقنية أيضًا على ADCs تنفيذ مرشحات تناظرية مضادة للتعرجات، مما يزيد من تحسين جودة الإشارات الرقمية.
ص>
تطبيق ADC
<ص>
تُستخدم ADCs اليوم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية المختلفة، مثل الكاميرات الرقمية والهواتف الذكية وأجهزة الصوت المختلفة. مع استمرار ارتفاع الطلب في السوق على الصوت عالي الجودة، يتم باستمرار تقديم ADCs من مختلف العلامات التجارية والموديلات لتلبية احتياجات المستخدمين المختلفين. خاصة في مجالات إنتاج الموسيقى والتسجيل الاحترافي، فإن تحسين أداء ADC يمكن أن يحدد جودة الصوت بشكل مباشر.
ص>
الاستنتاج
<ص>
مع التطور الإضافي للتكنولوجيا الرقمية، ستصبح المحولات التناظرية إلى الرقمية بلا شك جزءًا لا يتجزأ من الحياة اليومية للإنسان. إن فهم التكنولوجيا والمبادئ الكامنة وراء ذلك سيجعلنا بلا شك أكثر راحة عند الاستمتاع بالمنتجات الرقمية أو إنشاء الإبداعات. وقد أثار هذا اهتمام الناس واستكشافهم للصوت الرقمي. ما هي التقنيات الجديدة التي ستظهر في المستقبل لتحسين تحويل الإشارات الرقمية إلى التناظرية؟
ص>