Sayısal haberleşme ders notları 2
Sayısal haberleşme ders notları,Sayısal haberleşme ders notları burada,Sayısal haberleşme ders notlarını indir,Sayısal haberleşme notları,Sayısal haberleşme dersi sınavı
2.4. Seri Data Gönderilmesi
Sayısal haberleşme genel olarak seri ve paralel olmak üzere iki şekilde yapılır.
Seri Veya Paralel Yalnızca Seri
Seri haberleşme paralel haberleşmeye göre hem daha yavaş hem de yazılımsal olarak daha külfetlidir. Seri porta bağlanan bazı cihazlarla haberleşebilmek için iletişimin paralele çevrilmesi gerekebilir. Bunun için de UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) tüm devreleri kullanılır.
Bu sakıncalarına rağmen seri haberleşme neden kullanılıyor. Bu nedenleri şöyle sıralayabiliriz:
Seri kablolar paralel kablolara göre daha uzun olur. Bunun nedeni seri iletişimde lojik 1 seviyesinin 3-25V aralığında olmasıdır. Paralel haberleşmede ise bu 5 V ile iletilir. Dolayısıyla seri haberleşme kablo kayıplarından çok fazla etkilenmez.
Seri iletişimde daha az telli kablolar kullanılır.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan infrared (kızıl ötesi) iletişim seri haberleşmeyi kullanmaktadır.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan mikrodenetleyici entegreler dış ortamla haberleşmede seri iletişimi kullanmaktadır. Seri iletişim sayesinde entegrede kullanılan uç sayısı az olur.
Seri veri iletişimi yapısal olarak asenkron ve senkron olmak üzere ikiye ayrılır.
2.4.1. Asenkron Seri Data Gönderim
İletimin eş zamansız (asynchronous) olması nedeniyle gönderici ve alıcının koordine olması gerekmez. Gönderen birim belli bir formatta hazırlanan veriyi hatta aktarır. Alıcı ise devamlı olarak hattı dinlemektedir, verinin gelişini bildiren işareti aldıktan sonra gelen veriyi toplar ve karakterleri oluşturur. Her karakterin yedi bitten oluşması gelen verinin işlenmesinde kolaylık sağlar.
Asenkron veri iletişiminde her bir karaktere start ve stop biti eşlik eder. Stop bitinden önce parite biti gönderilir. Başlangıç ve bitiş bitleri de göz önüne alındığında, yedi bitlik karakter verisini taşımak için dokuz bit göndermek gerekir. Eğer parite biti de varsa toplam 10 bit iletilir.
Asenkron seri data gönderiminde 5 Volt (Yüksek), 0 Volt (Düşük) seviyeyi gösterir. Seri veri, asenkron RS-232 standardında gönderildiği zaman voltaj polariteleri ters çevrilir 12 Volt (Yüksek), +12 Volt (Düşük) seviyeyi gösterir.
Örnek: g (67H) harfini ASCII koduyla binary asenkron , (1 start, 1 stop tek parite ) ilettiğimizde elektriksel işaret dalga şeklini çiziniz.
Çözüm: g ( 1100111 ) ( g nin tek paritesi 0 dır)
Örnek: g (67H) harfini ASCII koduyla RS-232 asenkron , (1 start, 1 stop, tek parite ) ilettiğimizde elektriksel işaret dalga şeklini çiziniz.
Bunun yanı sıra kullanılan iletişim kanallarına göre simplex, half duplex ve full duplex olmak üzere üçe ayrılır.
Seri veri iletişimi tek yönlü oluyorsa, PC’den yazıcıya olduğu gibi, bu veri iletimi simplex olarak adlandırılır. Burada verici ve alıcı arasında tek bir hat kullanılır. Veri karşılıklı olarak hem gönderiliyor hem alınabiliyorsa bu yönteme duplex denir.
Bir tarafın göndereceği veri bitmeden diğer tarafın gönderme yapamadığı, tek iletişim hattını kullanıldığı duplex iletişime half duplex haberleşme, her iki tarafında aynı anda veri gönderip alabildiği iki ayrı iletişim hattını kullanıldığı duplex haberleşmeye de full duplex haberleşme denir.
2.4.2. Senkron Seri Data Gönderim
Verinin Başla – Dur biti kullanmadan byte blokları olarak gönderilmesine senkron seri veri iletimi denir. Gönderici ve alıcı arasında senkronizasyonu sağlamak için senkronizasyon (SYN) bitleri başlangıçta gönderilir. Senkron karakterlerinden sonra başlık gönderilecek ise bunun başlık olduğunu belirtmek üzere SOH karakteri gönderilir. SOH karakterinden sonra yazı başlığı gönderilir.
Data bloklarının (Bu bloklar;128 byte–karakter olabilir) gönderilmesinden sonra ETB (End of transmission block) blok sonu karakteri gönderilir. Gönderilen blok için BCC (Block Check Character) parite kontrolü yapılır. Eğer gönderilen bu blok son blok ise ETX (End Of Text) -Yazı sonu karakteri gönderilir. İletilecek bilginin bitmesi durumunda EOT(End of Transmission-İletimsonu )karakteri gönderilir. Blok parite kontrolü için BCC kullanılır.
BCC gönderilen data bloğunda yer alan karakterler için yatay ve dikey parite kontrolü yapar. Yapılan parite kontrolünde problem yok ise diğer data bloğunun gönderilmesi için Acknowledge-izin-ACK (06) karakteri gönderilir.
Yapılan parite kontrolünde hata görülürse önceki data bloğunun yeniden gönderilmesi için Not Acknowledge (15)-NAK karakteri gönderilir. Verici biraz önce gönderdiği data bloğunu yeniden gönderir. Aşağıda şekil 4.2.2’de senkron iletimde kullanılan Binary Synchronous Communication iletim karakterleri ve bunların hex numaraları gösterilmiştir.
2.5. Darbe Kod Modülasyonu Ve Kodlama Teknikleri
Bilgi sinyalinin frekansından en az iki katı frekansta belirli aralıklarla örnekler alınarak yine belirli basamaklar arasına yerleştirildikten sonra ikili sayı sistemi ile kodlama işlemine darbe kod modülasyonu (PCM – Pulse Code Modulation) ismi verilir ve üç safhada meydana gelir.
Darbe kod modülasyonu (PCM), darbe modülasyonu teknikleri arasında tek sayısal (dijital) iletim tekniğidir. PCM ‘de, darbeler sabit uzunlukta ve sabit genliktedir
Darbe kod modülasyonunda (PCM), analog sinyal örneklenir ve iletim için sabit uzunlukta, seri binary (ikili) sayıya dönüştürülür. Binary sayı, analog sinyalin genliğine uygun olarak değişir.
Örnekleme (sampling), gönderilecek olan bilgi sinyalinden periyodik olarak örnek alınıp, işlenmesi ve örneklerin gönderilmesi işlemidir.
Daha sonra, örnek değerler kuantalanır, yani her örnek değere önceden belirlenmiş seviyelerden bu değere en yakın olanıyla bir yaklaştırma yapılır. Daha sonra, her örnek değer ya da buna karşılık gelen kuantalama seviyesi bir binary kod sözcüğü ile kodlanır. Buna göre örnek değerler dizisi, bir binary kod sözcüğü dizisi ile gösterilir.
Sonuçta elde edilen 0-1 dizisi bir darbe dizisine dönüştürülür. “1¨ darbeyi, “0¨ ise darbe yokluğunu gösterir.
Kodlama da yöntem üç safhada yapılmaktadır:
Birincisi: Vericiden alınan sinyal belli aralıklarla örneklendikten ve kuantalama yöntemi ile kuantalama aralıklarına yerleştirildikten sonra sinyalin pozitif alternasta mı, yoksa negatif alternasta mı, olduğuna bakılır. Eğer pozitif alternasta ise ikili sayı sistemi ile 1, negatif alternasta ise ikili sayı sistemi ile 0 olarak örneğin işareti kodlanır.
İkincisi: Örneklenmiş sinyal eşit olmayan ve 8 segment aralığından (0 ile 7) hangisine tekabül etmektedir. Hangi segment aralığına tekabül ediyorsa ikili sayı ile ve üç bit olarak aşağıdaki gibi kodlanır.
000 –0. segment 001 –1. segment 010 –2. segment 011 –3. segment 100 –4. segment 101 –5. segment 110 –6. segment 111 –7. segment
Üçüncüsü: Örneklenip kuantalanmış sinyalin segment aralığındaki oda değerine (oda gerilimne) bakılır. Eğer segment aralıklarında bulunan 16 adet (0 ile 15 arası) odadan hangisinin içerisinde yer alıyorsa aşağıda verilen ikili kod ile 4 bit olarak kodlanır.
İkili Kod Oda Nu İkili Kod Oda Numarası
0000 0 1000 8 0000 1 1001 9 0010 2 1010 10 0011 3 1011 11
0100 4 1100 12 0101 5 1101 13 0110 6 1111 14 0111 7 1111 15
Kodlama işlemi tamamlandıktan sonra ise kanallardan alınan örnek kodları PCM sisteminin çerçevesi yapısı içerisinde TDM yöntemiyle zaman aralıklarına yerleştirilir.
2.5.1. Kuantalama İşlemi
Bir analog sinyali alarak bu sinyali dijital sinyale dönüştürme işlemine kuantalama denir. Bir işaretin kuantalanması demek işaretin alabileceği en küçük genlik ile en büyük genlik arasını basamaklara ayırmak vebu işaretin bu basamaklarla yaklaşığını elde etmektir.
Kuantalama lineer kuantalama ve lineer olmayan kuantalama olmak üzere iki şekilde yapılır.
• Lineer (Doğrusal) Kuantalama
Lineer kuantalamada sinyal kodlama hata oranı küçük genliklerde fazla olduğundan orijinal işaretten sapma ve gürültü fazla olur. Şekil 2.7’deki 7 basamaklı 4 bit kodlamada en soldaki 0 negatif, 1 ise pozitif sinyali ifade eder.
Lineer kuantalamanın mahzurunu gidermek için ses sinyali 7 bölüme ayrılarak her bölüm kendi içerisinde kodlanır. En büyük sinyal genliği 1 kabul edilirse kodlama basamakları 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64 şeklinde olur.
Standart 32 zaman bölünmeli PCM sisteminde 8 bit ile 128 pozitif ve 128 negatif değer kodlanmış olur
• Lineer (doğrusal) olmayan kuantalama
Ülkemizde kullanılan bu yöntemde kanaldan iletilebilecek en yüksek gerilimin pozitif ve negatif alternasındaki değer önce eşit olmayan sekiz parçaya bölünür bu parçalara segment adı verilir. Daha sonra her segment 16 eşit parçacıklara bölünür, bunlara da oda aralığı isimi verilir. Böylelikle pozitif ve negatif alternasta 128'er adet olmak üzere toplam 256 adet kuantalama aralığı (oda aralığı) elde edilmiş olur. Bu şekilde sınırsız olan genlik sayısını 256 ile sınırlandırmış oluruz.
2.5.2. Kuantalama İşleminde Dikkat Edilecek Hususlar
PCM sistemlerde en önemli konu örnekleme frekansının seçilmesi işlemidir. Örnekleme frekansı Nyquist oranı olarak ifade edilmiştir. Nyquist ölçütlerine göre örnekleme frekansı, maksimum giriş frekansının 2 katından büyük olmalıdır. fs örnekleme frekansını göstermek üzere;
fs>=2f olmalıdır (Nyquist ölçütü)
• Alias frekansı: Eğer örnekleme ölçütü karşılanmaz ise analog sinyal frekansı kaybolur ve alias (takma isim) frekansı üretilir. Alias frekansı orijinal sinyale benzemeyen farklı bir sinyaldir.
falias=f-fs formülü ile hesaplanır.
Örnek: 1 kHz lik bir sinyal fs=750 Hz ile örneklenirse falias=1000-750=250 Hz’lik bir alias frekansı ortaya çıkar Alias frekansını önlemek için antialias filtreler kullanılır.
20KHz lik ses bandını iletmek için 44 kHzlik örnekleme frekansı kullanıldı ise sistemin 20 KHz’in geçmesine izin veren ancak 22 Khzlik sinyalin (Örnekleme frekansının yarısı) geçmesine izin vermeyen antialias fitresi kullanması gereklidir.
Aranan Bazı Kelimeler : rs232 ascii haberleşme teknikleri, analog-sayısal haberleşme, seri haberleşme nedir,yangın tesisatında binary kodlama, kuantalama nedir, lojik kapılar ile elektrik arıza çeşidini bulabilecek, sayısal haberleşme 2 ders notları, Sayısal İletişim I dersleri, analog sayısal haberleşme nedir