נייקויסט קובע שלצורך שיחזור נאמן במקלט, צריך להתקיים תנאי הבא:

 

מטרת הניסוי: לבדוק ההשפעה של תדר הדגימה על נאמנות פעולת השחזור.

חיברנו את המעגל הבא וצפינו בתוצאות כאשר משנים את תדר הדגימה:

(1)נבדוק כאשר תדר הדגימה קטן מ2Fm  לפי נייקוויסט ==> תדר הדגימה = 5kHz

התוצאה: רואים שאין קשר בין שני האותות והם שונים לגמרי

(2)נבדוק כאשר תדר הדגימה כמעט שווה ל2Fm לפי נייקוויסט ==> תדר דגימה = 9kHz

(3)נבדוק כאשר תדר הדגימה גדול קצת מ2Fm לפי נייקוויסט ==> תדר דגימה = 12kHz

(4)נבדוק כאשר תדר הדגימה גדול מ2Fm לפי נייקוויסט ==> תדר דגימה = 20kHz

רואים האות המקורי דומה מאוד לאות המשוחזר

(5)נבדוק כאשר תדר הדגימה גדול מ2Fm לפי נייקוויסט ==> תדר דגימה = 50kHz

בתמונה זאת רואים שזמן המחזור קטן יותר אבל האותות מאוד דומים זה לזה.

(6)נבדוק כאשר תדר הדגימה גדול מ2Fm לפי נייקוויסט ==> תדר דגימה = 100kHz

המסקנה:

אם תדר הדגימה יגדל עוד ועוד זמן המחזור יקטן אבל מצד שני האות המקורי והאות המשוחזר דומים זה לזה מאוד.

•   פעולת דגימה – העברת האות במישור הזמן מרציף לבדיד ע"י ליקוט ערכי אות אנלוגי בנקודות זמן מוגדרות.

               

•   משפט הדגימה על-פי נייקויסט קובע שלצורך שיחזור נאמן במקלט, צריך להתקיים תנאי הבא:

דיאגרמת מלבנים של מערכת דגימה ושמירה

מעגל דגימה ושמירה עקרוני מורכב מ:-

1.רכיב מיתוג(מתג S):

 תפקידו:הוא שמבצע פעולת חיבור(קצר) כדי להעביר את ערך מתח המקור ברגע הדגימה לרכיב השמירה .המפסק נסגר ברגע הדגימה והוא נפתח בין הדגימות.

2.רכיב השמירה:

תפקיד מעגל זה הוא שמירה על הדגימות בזמן שהמפסק נמצא במצב נתק.

בין הדגימות מערכת המיתוג נמצאת במצב ניתוק (מפסק פתוח מהווה נתק ) זה מאפשר למערכת המוצא להעביר את הערך של הדגימה למערכות הבאות מבלי להשפיע על ערך הדגימה הנשמר ברכיב הדגימה, כלומר שומר על רמת המתח המתקבלת מפעולת הדגימה עד לפעולת טעינה נוספת בזמן שהמפסק יסגר שוב.

יצירת אות מוגבל פס המדמה אות דיבור.

מהלך הניסוי :

 

חיברנו מקור מתח משתני ראשון למסכם וחיברנו עוד שני מקורות מתח משתנים למסכם ומוצא המסכם חיברנו למשקף התנודות כדי לראות התוצאה של המעגל.

הייתה התוצאה במשקף התנודות

*רוחב הפס הוא: 5K

חיברנו את המסכם למנתיח ספקטראלי כדי לרואת את האות בייצוג ספקטראלי:

והתוצאה הייתה:

יש שלוש הרמוניות

דגימת האות בעזרת מעגל דגימה שמירה:

חיברנו את המעגל הבא וקבענו את המדידות שלנו תדר דגימה :12 K    גורם מחזור: 10%  

 ואמפליטודה : 500mV

ותצורת אות המוצא הייתה :

יש דמיון קטן האות שבמוצא במעגל הוא ריבועי אבל במוצא המסכם הוא אות סינוס

גילו האות הדגום

אחרי שחישבנו את ערך הנגד והקבל במסנן מעביר נמוכים הרכבנו את המעגל 

הבא:

אות המוצא:

האות שהתקבל במוצא הוא חפיפה או שילוב בין אות המוצא של הגלאי לבין אות המקור

מהו מתנד?

באלקטרוניקה, מתנד הוא מעגל חשמלי או מעגל מוכלל היוצר אות חשמלי מחזורי, לרוב גל סינוס או גל מרובע. תדר המתנד עשוי להיות מפחות מהרץ ועד עשרות גיגה-הרצים.

מאפייני מתנד גשר ויין:

המאפיין החשוב ביותר שך המתנד הוא התדירות של האות החלופין שאותו הוא מייצר אנו משתמשים במתנד כדי לקבל מתח חלופין בתדירות הדרושה לנו.

חשוב מאוד לבנות מתנד בתדר גבווה כדי שיהיה יציבות בעבודה שלו וגם שיהיה יותר מהיר בפעולתו.

סוג מתנדים:

מתנד הרמוני (סינוס ואידי(

המתנד ההרמוני יוצר גל סינוסואידי. בבסיסו הוא מגבר שמוצאו מחובר למסנן צר-סרט, שמוצאו מחובר לכניסת המגבר. כאשר מדליקים את המגבר, מופיע רעש במוצא שלו. הרעש עובר דרך המסנן כך שרק תדרים שהם בתחום הצר שמעביר המסנן מועברים בחזרה אל כניסת המגבר, ואלו מוגברים יותר ויותר כיוון שהתהליך חוזר על עצמו. תוך מספר מחזורים קטן מתייצב המתנד ומגיע למצב עמיד. אז מתקבל במוצא המגבר אות שמורכב מתחום צר של תדרים, שמרכזו הוא התדר המרכזי של המסנן, ורוחבו הספקטרלי נקבע על ידי רוחב המסנן.

ניתן לצמד אל המסנן גביש פיאזואלקטרי (לרוב מקוורץ) כדי לייצב את תדר התנודה. תכנון כזה מכונה מתנד גבישי.

את ההגברה והסינון ניתן להשיג במגוון של דרכים, ולכן ישנן גישות שונות לתכנון מתנדים הרמוניים, ביניהן מתנד הארטלי, מתנד קולפיטס ומתנד קלאפ.

מתנד מבוקר מתח : 

בסוג זה של מתנד הוא היכולת לשנות באופן אלקטרוני את תדר המוצא. מתנדים מבוקרי מתח משמשים בעיקר בשרשראות RF, ומסייע בהמרת תדרים תוך שימוש בערבל.

תדר המתנד ניתן לשינוי בעזרת נגד משתנה (ברכיב אנלוגי-VCO) או דרך שינוי מילה ספרתית (ברכיב בעל ממשק ספרתי - DCO). במקלטי רדיו ביתיים נעזרים ב-VCO לברור את תדר התחנה שמעוניינים להאזין לה. כמעט בכל מקלט שאיננו מקלט ישיר קיים מתנד משתנה.

כיום משתמשים ב-VCO גם לחיבור חוג נעול מופע (PLL) לתיקון עדין של הפאזה במוצא המתנד.

במתנד גביש שינוי המתח נעשה רק במעגל הכפלת התדר לשינוי הקיבול ולא על הגביש עצמו. מתנד גבישי משתנה במתח נקרא VCXO.

תכנן מתנד גשר ויין  בעל תדר מוצא של 10K וציין את שיקולי התכנון וערכי הרכיבי שבחרת סרטט את המעגל שתכננת.

 איור 1

מהלך הניסוי:

המעגל שסרטטי בעזרת תוכנית ההדמיה:

איור 2

האות שקיבלתי במוצא של משקף התנודות:

איור 3

כאשר משנים את תנאי A*B>1 למצב A*B=1

התוצאה הייתה צריכה להיות :

 איור 4

 אבל התוכנה הציגה לנו התוצאה הבאה:

איור 5

וכאשר A*B<1 הייתה צריכה התוצאה:

 איור 6

אבל התוכנה הציגה לנו קוו ישר כי הפעולה של המתנד הייתה מאוד מהירה:

איור 7