Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Ryszard Golański"

Modulatory Δ z adaptacją interwału próbkowania - rozwiązania predyktorów w technologii CMOS


  Obszary zastosowań modulatorów z asynchronicznym próbkowaniem, to np.: medyczne techniki obrazowania (tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny, rejestracja sygnałów EKG i ogólnie zdalne nadzorowanie), rejestracja zakłóceń impulsowych w liniach energetycznych, czujniki i rejestratory stężenia gazów np. w kopalniach [1]. Istotną cechą metod kodowania różnicowego jest to, że uwalniając całkowitą informację źródła od redundancji i kodując jej pozostałą część, mogą silnie zmniejszać wymaganą liczbę bitów, czyli zwiększać kompresję. Algorytmy modulacji różnicowych w swym opisie funkcjonalnym są bardzo proste, co skłania ku ich bezpośredniej realizacji sprzętowej. Modulatory ANS-DM (ang. Adaptive Nonuniform Sampling - Delta Modulation [2]), to przetworniki różnicowe 1-bitowe z adaptacją zarówno kroku kwantyzacji jak i częstotliwości próbkowania (NS-DM - to przetworniki różnicowe 1-bitowe z adaptacją jedynie częstotliwości próbkowania). Dzięki jednoczesnemu zmniejszaniu odstępu próbkowania τpi (i - kolejny moment próbkowania) i zwiększaniu kroku kwantyzacji qi koder ANS-DM charakteryzuje się dużą szybkością zmian sygnału aproksymującego, przy stosunkowo niewielkim zakresie zmian każdego z adaptowanych parametrów. Zmniejsza to szumy przeciążenia stromości przez ograniczenie przeregulowań [3], zapewniając, wypadkowo wzrost SNR co jest szczególnie istotne przy konwersji analogowych sygnałów niestacjonarnych. Pojawiające się w przetwarzanym sygnale składowe wolnozmienne prowadzą do zmniejszenia odstępów między kolejnymi momentami próbkowania i kroku kwantyzacji, a to z kolei redukuje szum granulacji i średnią przepływność bitową [2, 3]. Zgodnie ze schematem blokowym modulacji ANS-DM, (rys. 1) analogowy sygnał wejściowy x(t) porównywany jest z sygnałem aproksymującym y(t), którego wielkość na wyjściu predyktora w chwilach próbkowania ti wynosi: (1) Operacja kwantowania, podobnie jak w przypadku NS-DM przebiega zgodnie z: (2[...]

System automatyki budynkowej z interfejsami ZigBee


  Popularyzacja bezprzewodowych sieci komputerowych zaowocowała na przestrzeni ostatnich kilku lat opracowaniem bardzo licznej i różnorodnej rodziny protokołów bezprzewodowej transmisji informacji. Duże zróżnicowanie powoduje, że na etapie projektowania systemu trudno zdecydować, jaki protokół komunikacyjny byłby korzystny dla określonej aplikacji. Opisy standardów transmisji pojawiające się w literaturze i Internecie, przekonują o ich uniwersalności i możliwościach bardzo wszechstronnego wykorzystania. Taka mnogość standardów ma jedną niewątpliwą zaletę - skutkuje możliwością dopasowania protokołu transmisji do konkretnych potrzeb aplikacji lub systemu. To właśnie przeznaczenie aplikacji determinuje obecnie w największym stopniu wybór dedykowanego dla danego rozwiązania protokołu wymiany informacji. W przypadku pakietowej transmisji danych istotne znaczenie ma duża prędkość transmisji oraz przepustowość sieci. W tej kategorii niewątpliwym zwycięzcą jest opracowany kilka lat temu standard IEEE802.11 [1]. Mnogość rozwiązań oferowanych przez bardzo liczną rodzinę protokołów 802.11, pozwala na zagwarantowanie możliwości stworzenia szybkiej sieci o dużej przepustowości, z zakresu od kilku do kilkuset megabitów na sekundę, jak również stosunkowo łatwe podłączenie konstruowanego układu do już istniejącej sieci komputerowej lub sieci Internet. Do pod-stawowych zalet systemów tego typu należy zaliczyć: możliwość dynamicznego formowania struktury sieciowej, przyłączania i odłączania nowych stacji oraz praca z dużymi prędkościami transmisji. Wadą jest wysokie zagrożenie kolizją w kanale, skutkujące koniecznością częstej retransmisji danych. Ponieważ w sieciach takich pracują najczęściej urządzenia komputerowe, na stałe podłączone do zasilania (lub systematycznie doładowane jak np. notebooki), kwestia energooszczędności traktowana jest drugoplanowo, tym bardziej, że z natury rzeczy, duże prędkości i relatywnie duży zasięg transmisji powod[...]

A Concept of a Self-Powering Heat Meter

Czytaj za darmo! »

In the paper a concept and a study of a self-powering solution for heat energy consumption measurement in home or industrial heating systems is presented. The batteryless heat meter, equipped with a wireless transceiver could constitute a long life completely autonomous device that would not need any servicing nor power sources replacement. The proposed thermoelectric generator attached to a heat source can provide single miliwatts of power when the temperature difference exceeds a few grades. . Streszczenie. W artykule przedstawiono koncepcję i studium rozwiązania samo-zasilającego się licznika energii cieplnej dla systemu ogrzewania mieszkań i/lub powierzchni przemysłowych. Miernik energii cieplnej pracuje bez baterii i wyposażony jest w bezprzewodowy system nadawczoodbiorczy system, który może pracować dostatecznie długo jako system autonomiczny nie wymagający serwisowania czy wymiany źródeł zasilających. Dołączony do źródła ciepła generator termoelektryczny może dostarczać mocy rzędu kilku miliwatów gdy różnica temperatur na grzejniku przekracza kilka stopni Celsjusza (Koncepcja samo-zasilającego się licznika energii cieplnej). Keywords: ambient energy harvesters, heat meters, self-powering devices, thermoelectric generators. Słowa kluczowe: ambient energy harverters, liczniki energii cieplnej, urządzenia samozasilające się, generatory termoelektryczne Introduction Optimization of thermal energy utilization is one of the most important issues in times of increasing costs of energy production. On the other hand, the more and more restrictive environmental regulations force the end users as well as heat energy providers to pay more attention to power consumption and accurate heat flow metering. With the very fast development of wireless technology during the last few decades, it is now possible to constitute distributed telemetry systems consisting of many nodes performing simple measuring and calculation tasks [1], [2], [3]. Wirele[...]

Precise Time Distribution and Time Synchronized Transmission Aspects in the Industrial Ethernet Networks

Czytaj za darmo! »

In the article the main principles of transmissions in the Industrial Ethernet are described with the special attention to the real time transmission implementations. The requirements for transmissions in automation and control systems and the possibility of their realization using synthesized TCP/IP and Ethernet protocols are discussed. Additionally some practical aspects of ultra-precise clock signal distribution are presented. Streszczenie. W artykule przedstawiono główne zasady transmisji w przemysłowych sieciach Ethernet, ze szczególnym uwzględnieniem transmisji realizowanych w czasie rzeczywistym. Omówiono wymagania stawiane procesowi transmisji w systemach automatyki i układach kontrolnosterujących oraz dokonano analizy możliwości ich realizacji przy wykorzystaniu stosu protokołów TCP/IP oraz sieci Ethernet. Ponadto przedstawiono w zarysie metody dystrybucji ultra-precyzyjnego sygnału zegarowego. (Dystrybucja precyzyjnego sygnału zegarowego oraz synchronizacja transmisji w przemysłowych sieciach Ethernet). Keywords: clock distribution system; industrial Ethernet; real time transmissions. Słowa kluczowe: systemy dystrybucji sygnału zegarowego, Ethernet przemysłowy, transmisje czasu rzeczywistego. Introduction Ethernet protocol is currently the most popular local area networking method of data transmission in the home and office environment. Very high transmission speed (100Mb/s, 1Gb/s) and possibility of cheap implementation (computer devices usually have built-in Ethernet interface) are the reasons for its use not only in computer networking but also for data transmission in automatic control and sensor networks. However Ethernet protocol does not guarantee possibility of real-time transmission, which is often required for this type of network. In order to solve this problem a number of improvements to Ethernet time restricted transmission have been proposed in recent years [1][2]. Depending on the real time requirements, pro[...]

BADANIA SYMULACYJNE PRZETWARZANIA RÓŻNICOWEGO Z ADAPTACJĄ KROKU KWANTYZACJI I CZĘSTOTLIWOŚCI PRÓBKOWANIA DOI:10.15199/59.2015.8-9.103


  Symulacje komputerowe modulacji NS-DM i ANS-DM umożliwiają dobór optymalnych zestawów parametrów wewnętrznych i uzyskanie założonych parametrów wyjściowych. W pracy przedstawiono zmiany kształtu histogramów przy zmianach parametrów wewnętrznych. Stwierdzono, że przy prawidłowym doborze parametrów histogram zmian odstępu próbkowania w funkcji mocy sygnału wejściowego ma rozkład zbliżony do równomiernego. Analiza kształtu histogramów i charakterystyk SNR = f(Swej) i BRavg=g(Swej) przedstawiona w pracy pozwala zaproponować nowy algorytm przetwarzania ANS-DM, w którym wzrastałaby liczba kroków kwantyzacji wraz ze wzrostem poziomu mocy sygnału wejściowego. Poprawę kształtu histogramów daje także zwiększanie parametru P przy wzroście poziomu mocy sygnału wejściowego. Realizacja tych koncepcji wymaga monitorowania poziomu mocy sygnału wejściowego lub wyjściowego. Słowa kluczowe: modulacja delta, adaptacja, nierównomierne próbkowanie, przetwarzanie. 1. WSTĘP 1-bitowe przetworniki delta jako systemy kodowania mowy były stosowane już na pierwszych promach kosmicznych. Zostały wybrane przez NASA dzięki dużej odporności metod 1-bitowych na zakłócenia, znacznie przewyższającej odporność metod PCM. W chwili obecnej modemy delta oparte na algorytmie sylabicznym znajdują powszechne zastosowanie w transmisyjnych i komutacyjnych systemach militarnych zarówno bez- jak i przewodowych. Spotyka się je w wielu komercyjnych systemach radiokomunikacyjnych (telefony cyfrowe). Standard technologii BluetoothTM zaleca stosowanie do kodowania mowy 64-kbit/s sylabicznego przetwornika delta z adaptacją. Tradycyjną aplikacją, w której stosuje się adaptacyjne kodery delta są rozruszniki serca. Ich układy czujników rytmu oparte na koderach adaptacyjnych delta były wielokrotnie patentowane. Zasady kodowania i algorytmy 1-bitowych modulacji delta z nierównomiernym próbkowaniem (NS-DM i ANS-DM) zostały przedstawione w opracowaniach [1, 2, 3, 6]. Najistotn[...]

Filtracja antyaliasingowa w koderach delta z nierównomiernym próbkowaniem DOI:10.15199/59.2015.8-9.104


  W artykule przedstawiono analizę zjawiska aliasingu i naturę szumu kwantyzacji w koderach delta z nierównomiernym próbkowaniem. Skoncentrowano się na poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie: jakie efekty powoduje próbkowanie sygnału przez modulator NS-DM (ang. Nonuniform Sampling - Deta Modulation)? 1. WSTĘP Jednymi z najważniejszych elementów wchodzących w skład toru przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowo-analogowego są: wejściowy filtr antyaliasingowy oraz wyjściowy filtr wygładzający. Podstawowym celem tego pierwszego jest ograniczenie pasma sygnału, wynikające z twierdzenia o próbkowaniu. Ponadto, jeżeli to konieczne, wykonać korekcję zniekształceń aperturowych oraz interpolację pierwszego rzędu sygnału odtwarzanego. Modulatory delta, pracując ze znacznym nadpróbkowaniem, stwarzają możliwość eliminacji lub znacznego ograniczenia niektórych wymienionych efektów. Nadpróbkowanie umożliwia uproszczenie konstrukcji filtra antyaliasingowego, a także uproszczenie budowy filtra wygładzającego, na skutek redukcji zniekształceń typu sin(x)/x [1]. Zastosowanie w układzie dekodera bloku predyktora z interpolacją pierwszego rzędu, z uwagi na łagodny przebieg zmian sygnału wyjściowego, pozwala także na zmniejszenie rzędu filtra wygładzającego. W artykule przedstawiono analizę zjawiska aliasingu, ocenę zniekształceń aperturowych oraz naturę szumu kwantyzacji w koderach delta z nierównomiernym próbkowaniem (NS-DM). Skoncentrowano się na poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie: na ile nierównomierne próbkowanie w koderach delta może uprościć konstrukcję filtrów analogowych? 2. MODULACJE DELTA Z NIERÓWNOMIERNYM PRÓBKOWANIEM Modulatory NS-DM (ang. Nonuniform Sampling - Delta Modulation) i ANS-DM (ang. Adaptive NS-DM) [3], to przetworniki różnicowe 1-bitowe z adaptacją zarówno kroku kwantyzacji jak i częstotliwości próbkowania. Dzięki jednoczesnemu zmniejszaniu okresu próbkowania i zwiększaniu kroku kwantyzacji q algorytm ANS-DM charak[...]

Symulacyjne metody badania jakości przetwarzania modulacji delta z nierównomiernym próbkowaniem DOI:10.15199/59.2015.8-9.112


  W artykule przedstawiono tematykę symulacyjnego badania jakości przetwarzania modulacji delta z nierównomiernym przetwarzaniem. Na wstępie przybliżono przyczyny stosowania metod nierównomiernego przetwarzania różnicowego oraz przedstawiono algorytmy działania modulacji z nierównomiernym próbkowaniem. Następnie zostały pokazane: metoda symulacyjnego badania algorytmicznych cech modulacji z nierównomiernym interwałem próbkowania, oparta na metodzie wyzwalanej zdarzeniami (ang. event based simulation) oraz algorytm wyznaczania błędów kodowania. 1. WSTĘP Analiza cech sprzętowych implementacji modulacji delta dotyczy z jednej strony układowych i technologicznych aspektów jej realizacji, z drugiej właściwości samych algorytmów delta. Jest to konsekwencją badań, jakie są prowadzone nad tego typu modulacjami gdzie rozważa się: ocenę jakości przetwarzania, synchronizację i odtwarzanie, buforowanie i odporność na zakłócenia podczas transmisji. Symulacyjne prace badawcze umożliwiają znalezienie odpowiedzi na pytania: 1. Czy koncepcja przetwornika delta z algorytmem NS-DM (ang. Nonuniform Sampling - Delta Modulation) jest konkurencyjna w stosunku do innych technik jednobitowego przetwarzania różnicowego? 2. Czy algorytm modulacji NS-DM pozwala na uzyskanie poprawy jakości lub zmniejszenie ilości energii wymaganej do przetwarzania informacji w stosunku do innych metod? 2. MODULACJE DELTA Z NIERÓWNOMIERNYM PRÓBKOWANIEM 2.1. Cechy modulacji Pomimo tego, że zjawiska zachodzące w otaczającym nas świecie mają zmienną w czasie naturę, to w przetwornikach analogowo - cyfrowych z kwantyzacją różnicową jak i bezwzględną, dominującą techniką jest próbkowanie ze stałą częstotliwością. Trzeba jednak zauważyć, że lokalne fluktuacje szybkości zmian sygnałów pochodzących z obserwowanych zjawisk, sprawiają, że stosowanie stałej częstotliwości próbkowania jest w wielu fragmentach przebiegu (zwłaszcza w tzw. okresach ciszy) zdecydowanie nadmiarow[...]

Zmodyfikowany protokół Ethernet w systemach samochodowych DOI:10.15199/48.2017.02.42

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono modyfikacje klasycznego protokołu Ethernet w celu dostosowania go do wymagań stawianych przez systemy transmisyjne w przemyśle samochodowym. Omówiono wykorzystanie protokołu w diagnostyce "on-board" i systemach multimedialnych. Omówiono również perspektywiczne, ale wymagające największych modyfikacji sprzętowo-protokołowych, możliwości wykorzystania Ethernetu do tworzenia sieci szkieletowych, łączących komputery pokładowe z systemami zewnętrznymi w ramach ogólnej struktury Internetu. Abstract. In the paper modifications introduced into standard Ethernet protocol to suit it for automotive industry requirements are presented. Issues related to possible use of Ethernet for on-board diagnostics and multimedia systems are discussed in detail. Future and most prospective possible implementations for creating backbone networks linking onboard modules with external nodes within entire Internet, requiring significant modifications both in hardware as well as protocols are also presented. (Modified Ethernet protocol for automotive systems). Słowa kluczowe: Ethernet przemysłowy, systemy transmisji danych, systemy czasu rzeczywistego. Keywords: Industrial Ethernet, data transmission systems, real time systems Wprowadzenie Współczesne pojazdy samochodowe wyposażone są w coraz większa liczbę układów i systemów elektronicznych. Układy sensoryczne, systemy bezpieczeństwa, układy komfortu czy też multimedialne systemy pokładowe, w czasie rzeczywistym dostarczają informacji do rozproszonych w całym pojeździe sterowników komputerowych (ECU - ang. Electronics Control Unit). W celu zapewnienia poprawnej komunikacji pomiędzy układami sensorowymi i komputerami pokładowymi oraz współpracy rozproszonych jednostek ECU, których liczba w samochodach najnowszej generacji dochodzi nierzadko nawet do kilkudziesięciu, niezbędne jest wykorzystanie bezpiecznego i szybkiego interfejsu transmisyjnego. Stosowane obecnie w przemyśle samochodowym[...]

Buforowanie danych w systemie transmisyjnym z koderem a/c i c/a o nierównomiernym próbkowaniu DOI:10.15199/48.2017.12.55

Czytaj za darmo! »

Metoda przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowoanalogowego z nierównomiernym próbkowa-niem skutkuje zmienną w czasie liczbą koniecznych do przesłania danych, stoi zatem w opozycji do klasycznych zasad synchronicznego transmitowania strumieni danych, gdzie informacje napływają w ściśle określonym czasie i ich liczba jest przewidywalna. Nic zatem dziwnego, że ten sposób konwersji i przesyłania sygnałów z trudem znajduje praktyczne zastosowania wśród licznych rozwiązań bazujących na klasycznej teorii sygnałów. Z drugiej jednak strony, konieczność rozbudowy systemów synchronicznych oraz rosnąca liczba koniecznych do przesłania danych napotyka też na ograniczenia technologiczne, dlatego w ostatnich latach obserwuje się coraz szersze zainteresowanie rozwijaniem algorytmów i budową modeli systemów z próbkowaniem asynchronicznym oraz z nierówno-miernym próbkowaniem adaptowanych do pracy w systemach synchronicznych [1]. Modulacje Delta z próbkowaniem adaptacyjnym Przykładem prostych koncepcyjne systemów adaptacyjnego próbkowania są kodery delta, pracujące według algorytmów NS-DM (ang. Non-uniform Sampling Delta Modulation) oraz ANS-DM (ang. Adaptive Nonuniform Sampling Delta Modulation) [1]. Są to jednobitowe kodery kształtu sygnału analogowego, w których strumień danych na wyjściu przetwornika z adaptacją próbkowania charakteryzuje się zmienną w czasie szybkością bitową, proporcjonalną do chwilowej aktywności sygnału próbkowanego. W stosunku do liniowej modulacji delta (LDM ang. Liner Delta Modulation) dzięki zmniejszaniu czasu między kolejnymi próbkami, algorytm NS-DM w naturalny sposób ogranicza szumy przeciążenia stromości przy takim samym poziomie granulacji [1]. W przypadku modulatora z algorytmem ANS-DM adaptacji podawana jest także wartość korku kwantyzacji, przez co osiąga się mniejsze zakresy zmian parametrów adaptowanych w stosunku do NS-DM osiągając taką sama jakość przy mniejszej średniej przepływności bitowej. G[...]

 Strona 1