0 Mbitów. Jakiej szybkości Internetu w domu naprawdę potrzebujesz?

Konwerter długości i odległości Konwerter masy Konwerter objętości materiałów sypkich i żywności Konwerter powierzchni Konwerter objętości i jednostek in przepisy kulinarne Konwerter temperatury Ciśnienie, naprężenie mechaniczne, moduł Younga Konwerter energii i pracy Konwerter mocy Konwerter siły Konwerter czasu Liniowy konwerter prędkości Kąt płaski Przelicznik sprawności cieplnej i zużycia paliwa Przelicznik liczb w różnych systemach liczbowych Przelicznik jednostek miary ilości informacji Kursy walut Rozmiary odzieży i obuwia damskiego Rozmiary odzieży i obuwia męskiego Przelicznik prędkości kątowej i prędkości obrotowej Przelicznik przyspieszenia Przelicznik przyspieszenia kątowego Przelicznik gęstości Przelicznik objętości właściwej Przelicznik momentu bezwładności Przelicznik momentu siły Przelicznik momentu Ciepło właściwe spalania (w masie) Przelicznik gęstości energii i ciepło właściwe spalania paliwa (objętościowo) Różnica temperatur konwertera Przelicznik współczynnika rozszerzalności cieplnej Przelicznik oporu cieplnego Przelicznik przewodności cieplnej Przelicznik specyficzna pojemność cieplna Przetwornik ekspozycji na energię i mocy promieniowania cieplnego Przelicznik gęstości strumienia ciepła Przelicznik współczynnika przenikania ciepła Przelicznik objętościowego natężenia przepływu Przelicznik masowego natężenia przepływu Przelicznik molowego natężenia przepływu Przelicznik masowego przepływu Przelicznik stężenia molowego Przelicznik stężenia masowego w roztworze Przelicznik lepkości dynamicznej (absolutnej) Przelicznik lepkości kinematycznej Napięcie powierzchniowe konwerter Przelicznik paroprzepuszczalności Przelicznik przepuszczalności pary i szybkości przenikania pary Przelicznik poziomu dźwięku Przetwornik czułości mikrofonu Przetwornik poziomu ciśnienia akustycznego (SPL) Przelicznik poziomu ciśnienia akustycznego z możliwością wyboru ciśnienia odniesienia Przelicznik jasności Przetwornik światłości Przetwornik natężenia oświetlenia Przetwornik rozdzielczości grafiki komputerowej Przetwornik częstotliwości i długości fali Wejście mocy optycznej dioptrie i odległość ogniskowa Moc optyczna w dioptriach i powiększenie soczewki (×) Przetwornik ładunku elektrycznego Przetwornik gęstości ładunku liniowego Przetwornik gęstości ładunku powierzchniowego Przetwornik objętościowej gęstości ładunku Przetwornik prąd elektryczny Liniowy przetwornik gęstości prądu Przetwornik gęstości prądu powierzchniowego Przetwornik natężenia pola elektrycznego Przetwornik potencjału elektrostatycznego i napięcia Przetwornik rezystancji elektrycznej Przetwornik oporności elektrycznej Przetwornik przewodnictwo elektryczne Konwerter przewodności elektrycznej Pojemność elektryczna Konwerter indukcyjności Amerykański konwerter grubości drutu Poziomy w dBm (dBm lub dBmW), dBV (dBV), watach i innych jednostkach Konwerter siły magnetomotorycznej Konwerter natężenia pola magnetycznego Konwerter strumienia magnetycznego Konwerter indukcji magnetycznej Promieniowanie. Przelicznik dawki promieniowania jonizującego pochłoniętego Radioaktywność. Konwerter rozpadu promieniotwórczego Promieniowanie. Przelicznik dawki ekspozycji Promieniowanie. Konwerter dawki pochłoniętej Konwerter przedrostków dziesiętnych Przesyłanie danych Typografia i obrazowanie Konwerter jednostek Przelicznik jednostek objętości drewna Obliczanie masy molowej Układ okresowy pierwiastki chemiczne DI Mendelejew

1 megabit na sekundę (metrycznie) [Mb/s] = 1 000 000 bitów na sekundę [b/s]

Wartość początkowa

Przeliczona wartość

bity na sekundę bajt na sekundę kilobity na sekundę (metryczne) kilobajty na sekundę (metryczne) kibibity na sekundę kibibajty na sekundę megabity na sekundę (metryczne) megabajty na sekundę (metryczne) mebibity na sekundę mebibajty na sekundę gigabity na sekundę (metryczne) gigabajty w sekunda (metryczna) gibibit na sekundę gibibajt na sekundę terabit na sekundę (metryczny) tebibit na sekundę (metryczny) tebibit na sekundę tebibajt na sekundę Ethernet 10BASE-T Ethernet 100BASE-TX (szybki) Ethernet 1000BASE-T (gigabit) Nośnik optyczny 1 Optyczny nośnik 3 Nośnik optyczny 12 Nośnik optyczny 24 Nośnik optyczny 48 Nośnik optyczny 192 Nośnik optyczny 768 ISDN (jednokanałowy) ISDN (dwukanałowy) modem (110) modem (300) modem (1200) modem (2400) modem (9600) modem (14.4) k) modem (28,8k) modem (33,6k) modem (56k) SCSI (tryb asynchroniczny) SCSI (tryb synchroniczny) SCSI (Fast) SCSI (Fast Ultra) SCSI (Fast Wide) SCSI (Fast Ultra Wide) SCSI (Ultra- 2) SCSI (Ultra-3) SCSI (LVD Ultra80) SCSI (LVD Ultra160) IDE (tryb PIO 0) ATA-1 (tryb PIO 1) ATA-1 (tryb PIO 2) ATA-2 (tryb PIO 3) ATA- 2 (tryb PIO 4) ATA/ATAPI-4 (tryb DMA 0) ATA/ATAPI-4 (tryb DMA 1) ATA/ATAPI-4 (tryb DMA 2) ATA/ATAPI-4 (tryb UDMA 0) ATA/ATAPI- 4 (tryb UDMA 1) ATA/ATAPI-4 (tryb UDMA 2) ATA/ATAPI-5 (tryb UDMA 3) ATA/ATAPI-5 (tryb UDMA 4) ATA/ATAPI-4 (UDMA-33) ATA/ATAPI- 5 (UDMA-66) USB 1.X FireWire 400 (IEEE 1394-1995) T0 (Sygnał kompletny) T0 (B8ZS Sygnał złożony) T1 (Sygnał pożądany) T1 (Sygnał kompletny) T1Z (Sygnał kompletny) T1C (Sygnał pożądany) T1C (sygnał kompletny) T2 (sygnał pożądany) T3 (sygnał pożądany) T3 (sygnał kompletny) T3Z (sygnał kompletny) T4 (sygnał pożądany) Wirtualny dopływ 1 (pożądany sygnał) Wirtualny dopływ 1 (kompletny sygnał) Wirtualny dopływ 2 (pożądany sygnał) Wirtualny dopływ 2 (sygnał kompletny) Wirtualny dopływ 6 (sygnał pożądany) Wirtualny dopływ 6 (sygnał pełny) STS1 (sygnał pożądany) STS1 (sygnał pełny) STS3 (sygnał pożądany) STS3 (sygnał pożądany) STS3c (sygnał pożądany) STS3c (sygnał kompletny ) STS12 (pożądany sygnał) STS24 (pożądany sygnał) STS48 (pożądany sygnał) STS192 (pożądany sygnał) STM-1 (pożądany sygnał) STM-4 (pożądany sygnał) STM-16 (pożądany sygnał) STM-64 (pożądany sygnał) USB 2.X USB 3.0 USB 3.1 FireWire 800 (IEEE 1394b-2002) FireWire S1600 i S3200 (IEEE 1394-2008)

Polecany artykuł

Więcej o transmisji danych i twierdzeniu Kotelnikowa

Informacje ogólne

Nowoczesne urządzenia rejestrujące i przetwarzające dane, takie jak komputery, pracują przede wszystkim z danymi w formacie cyfrowym. Jeśli sygnał jest analogowy, to aby te urządzenia z nim współpracowały, jest on konwertowany na cyfrowy. Sygnał analogowy - długi i ciągły, np fala dźwiękowa, zaznaczone na ilustracji kolorem różowym.

Konwersja sygnału analogowego na cyfrowy następuje podczas procesu próbkowania. W tym przypadku po każdym określonym czasie mierzona jest amplituda sygnału, czyli pobierana jest dyskretna próbka i na podstawie otrzymanych informacji budowany jest model tego sygnału w formacie cyfrowym. Na ilustracji Pomarańczowy pokazane są odstępy czasu, w jakich dokonywano zliczania.

Jeśli odstępy te są wystarczająco małe, możliwe jest dość dokładne odtworzenie sygnału analogowego z sygnału cyfrowego. W tym przypadku odtworzony sygnał praktycznie nie różni się od oryginalnego sygnału analogowego. Jednak im więcej próbek, tym więcej miejsca zajmuje plik cyfrowy zawierający sygnał, co zwiększa rozmiar pamięci wymaganej do jego przechowywania i przepustowość komunikacyjną wymaganą do przesłania pliku.

Podczas konwersji sygnału z analogowego na cyfrowy część informacji zostaje utracona, ale jeśli te straty są niewielkie, wówczas ludzki mózg uzupełnia brakujące informacje. Oznacza to, że nie ma potrzeby dokonywania częstych odczytów sygnału – można je dokonywać nie częściej niż to konieczne, aby sygnał wydawał się osobie ciągły. Możesz sobie wyobrazić te częstotliwości próbkowania na przykładzie światła stroboskopowego. Kiedy jest ustawiona na niską częstotliwość, na przykład 25 błysków na sekundę (25 Hz), zauważamy, że światło włącza się i wyłącza. Jeśli ustawisz stroboskop na wyższą częstotliwość, na przykład 72 błyski na sekundę, wówczas mruganie będzie niewidoczne, ponieważ przy tej częstotliwości ludzki mózg wypełnia luki w sygnale. Lampy katodowe, stosowany w monitorach komputerowych, które niedawno zostały zastąpione wyświetlaczami ciekłokrystalicznymi, odświeża obraz z określoną częstotliwością, na przykład 72 Hz. Jeśli częstotliwość ta zostanie obniżona, na przykład do 60 Hz lub niżej, ekran zacznie migotać. Dzieje się tak z powodu opisanego powyżej. Podczas aktualizacji obrazu każdy piksel jest na krótko przyciemniany, w sposób podobny do światła stroboskopowego. Nie zdarza się to w monitorach LCD, więc nie migoczą, nawet przy niskich częstotliwościach odświeżania.

Podpróbkowanie i zniekształcenie sygnału

To zniekształcenie nazywa się aliasing. Jednym z najczęstszych przykładów takich zniekształceń jest mora. Można go zobaczyć na powierzchniach o powtarzających się wzorach, takich jak ściany, włosy i ubrania.

W niektórych przypadkach, z powodu niewystarczającej liczby próbek, dwa różne sygnały analogowe mogą zostać przekonwertowane na ten sam sygnał cyfrowy. Na górnym zdjęciu niebieski sygnał analogowy różni się od różowego, ale po konwersji na cyfrowy uzyskuje się ten sam sygnał, pokazany na niebiesko.

Ten problem z przetwarzaniem sygnału zniekształca sygnał cyfrowy nawet przy wystarczająco wysokich częstotliwościach próbkowania zwykle stosowanych do nagrywania dźwięku. Podczas nagrywania dźwięku sygnały o wysokiej częstotliwości, które są niesłyszalne dla ludzkiego ucha, są czasami przekształcane na sygnał cyfrowy o niższej częstotliwości (na ilustracji), który jest słyszalny dla ludzi. Powoduje to hałas i zniekształcenia dźwięku. Jednym ze sposobów pozbycia się tego problemu jest filtrowanie wszystkich składowych sygnału powyżej progu słyszalności, czyli powyżej 22 kHz. W tym przypadku nie ma zniekształceń sygnału.

Innym rozwiązaniem tego problemu jest zwiększenie częstotliwości próbkowania. Im wyższa jest ta częstotliwość, tym gładszy jest sygnał cyfrowy, jak pokazano na ilustracji. Oto sygnał cyfrowy uzyskany z sygnału analogowego na powyższym wykresie, pokazany na niebiesko. Ten sygnał cyfrowy jest prawie identyczny z sygnałem analogowym i nakłada się na niego, dlatego różowy sygnał w ogóle nie jest widoczny na tej ilustracji.

Twierdzenie Kotelnikowa

Ponieważ zależy nam na tym, aby nasz plik sygnału cyfrowego był jak najmniejszy, musimy określić, jak często powinniśmy pobierać próbki bez pogorszenia jakości sygnału. Do tych obliczeń użyj Twierdzenie Kotelnikowa, znane również w literaturze angielskiej jako twierdzenie o próbkowaniu lub twierdzenie Nyquista-Shannona. Zgodnie z tym twierdzeniem częstotliwość pobierania próbek musi być co najmniej dwukrotnie większa od najwyższej częstotliwości sygnału analogowego. Częstotliwość określa, ile pełnych oscylacji występuje w danym czasie. W naszym przykładzie użyliśmy jednostek SI, sekund, do określenia czasu i herców (Hz) do określenia częstotliwości. Jeśli znasz czas potrzebny na wystąpienie jednego drgania, możesz obliczyć częstotliwość, dzieląc 1 przez ten czas. Na ilustracji sygnał na górnym wykresie, zaznaczony na różowo, wykonuje jedną oscylację w ciągu 6 sekund, co oznacza, że ​​jego częstotliwość wynosi 1/6 Hz. Aby ten sygnał zamienić na cyfrowy i nie stracić na jakości, zgodnie z twierdzeniem Kotelnikowa należy pobierać próbki dwukrotnie częściej, czyli z częstotliwością 1/3 Hz, czyli co 3 sekundy. Na ilustracji odczyty są dokonywane z dokładnie taką czystością – każdy odczyt jest oznaczony pomarańczową kropką. Na dolnym wykresie przedstawiono częstotliwość sygnału zielony wyższy. Osiąga 1 Hz, ponieważ jedna oscylacja jest wykonywana w ciągu jednej sekundy. Aby pobrać próbkę tego sygnału, należy pobrać próbki z częstotliwością 2 Hz lub co 1/2 sekundy, jak pokazano na ilustracji.

Historia twierdzenia

Twierdzenie o próbkowaniu zostało wyprowadzone i udowodnione niemal jednocześnie przez wielu niezależnych naukowców na całym świecie. W języku rosyjskim znane jest jako twierdzenie Kotelnikowa, ale w innych językach w jego nazwie często pojawiają się nazwiska innych naukowców, na przykład Nyquist i Shannon w wersji angielskiej. Lista innych naukowców, którzy wnieśli swój wkład w tę dziedzinę, obejmuje DM Whittakera i G. Raabe.

Przykłady wyboru częstotliwości próbkowania

O tym, jak często pobierać próbki, decyduje się zwykle na podstawie twierdzenia Kotelnikowa, jednak wybór maksymalnej częstotliwości sygnału zależy od tego, do czego sygnał cyfrowy będzie używany. W niektórych przypadkach częstotliwość próbkowania jest większa niż dwukrotność częstotliwości sygnału. Zazwyczaj tak wysoka częstotliwość jest konieczna do poprawy jakości sygnału cyfrowego. W innych przypadkach częstotliwość jest ograniczona do widma słyszalnego, jak ma to miejsce w przypadku płyt kompaktowych, które mają częstotliwość próbkowania 44 Hz. Częstotliwość ta umożliwia przesyłanie dźwięków do najwyższej częstotliwości, jaką słyszy ludzkie ucho, czyli do 20 Hz. Podwojenie tej częstotliwości do 44 100 Hz umożliwia transmisję sygnału bez utraty jakości.

Należy pamiętać, że próg słyszenia zależy od wieku. Na przykład dzieci i młodzież słyszą dźwięki o częstotliwości do 18 000 Hz, ale z wiekiem próg ten spada do 15 000 Hz i poniżej. Producenci wykorzystują tę wiedzę do tworzenia urządzeń elektronicznych i oprogramowania specjalnie dla młodych ludzi. Na przykład niektóre smartfony można skonfigurować tak, aby dzwoniły z częstotliwością powyżej 15 Hz, czyli częstotliwością niesłyszalną dla większości dorosłych. Nagranie audio dokonywane jest również z uwzględnieniem progu słyszenia osób młodych oraz osób słyszących bardzo dobrze. Dlatego też do progu słyszenia większości ludzi dodano dodatkowe 50 Hz, pomnożone przez dwa w celu uzyskania częstotliwości próbkowania. Czyli skupiają się na częstotliwości 22 050 Hz pomnożonej przez połowę – stąd tak wysoka częstotliwość próbkowania wynosząca 44 100 Hz. Częstotliwość próbkowania w nagraniach audio do celów wideo, np. w filmach lub programach telewizyjnych, jest jeszcze wyższa i sięga 48 000 Hz.

Czasami wręcz przeciwnie, zakres częstotliwości nagrywania dźwięku jest zawężony. Na przykład, jeśli większość dźwięku jest ludzki głos, nie jest konieczne odtwarzanie sygnału cyfrowego o wysokiej jakości. Na przykład w urządzeniach nadawczych, takich jak telefony, częstotliwość próbkowania wynosi tylko 8 000 Hz. To wystarczy do transmisji głosu, ponieważ niewiele osób będzie przesyłać nagrania orkiestry symfonicznej przez telefon.

Czy tłumaczenie jednostek miar z jednego języka na drugi sprawia Ci trudność? Koledzy są gotowi Ci pomóc. Zadaj pytanie w TCTerms a w ciągu kilku minut otrzymasz odpowiedź.

Na wyższych poziomach modele sieciowe z reguły stosuje się większą jednostkę - bajtów na sekundę(B/c lub Bps, z angielskiego B tak P eee S drugi ) równa 8 bitów/s.


Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co oznacza „bity na sekundę” w innych słownikach:

    bitów na sekundę- bit/s Jednostka miary prędkości transmisji danych. Tematy technologia informacyjna ogólnie synonimy bit/s EN bity na sekundębps ...

    bit/s- bity na sekundę Jednostka miary szybkości transmisji danych. Tematy technologia informacyjna ogólnie EN bity na sekundębps … Przewodnik tłumacza technicznego

    bit/sek- bitów na sekundę... Słownik skrótów i skrótów- Liczba klatek na sekundę to liczba klatek, które system wideo ( gra komputerowa, TV, klatki na sekundę (angielskie klatki na sekundę, fps). Czasami (rzadko) używana jest wartość odwrotna, odstęp czasu między klatkami (eng. opóźnienie ramki), ... ... Wikipedia

    Bity na sekundę, bit/s (angielski bity na sekundę, bps) to podstawowa jednostka miary szybkości przesyłania informacji, stosowana w warstwie fizycznej modelu sieci OSI lub TCP/IP. Na wyższych poziomach modeli sieciowych z reguły używa się więcej… ... Wikipedii

    Bity na sekundę, bit/s (angielski bity na sekundę, bps) to podstawowa jednostka miary szybkości przesyłania informacji, stosowana w warstwie fizycznej modelu sieci OSI lub TCP/IP. Na wyższych poziomach modeli sieciowych z reguły używa się więcej… ... Wikipedii

W dzisiejszym artykule zajmiemy się pomiarem informacji. Wszystkie obrazy, dźwięki i filmy, które widzimy na ekranach naszych monitorów, to nic innego jak liczby. Liczby te można zmierzyć, a teraz dowiesz się, jak konwertować megabity na megabajty i megabajty na gigabajty.

Jeśli ważne jest, aby wiedzieć, ile MB znajduje się w 1 GB lub ile w 1 MB KB, ten artykuł jest dla Ciebie. Najczęściej takie dane są potrzebne programistom, którzy szacują objętość zajmowaną przez ich programy, ale czasami zwykłym użytkownikom nie przeszkadza to w oszacowaniu rozmiaru pobieranych lub przechowywanych danych.

Krótko mówiąc, wszystko, co musisz wiedzieć, to to:

1 bajt = 8 bitów

1 kilobajt = 1024 bajty

1 megabajt = 1024 kilobajty

1 gigabajt = 1024 megabajty

1 terabajt = 1024 gigabajty

Powszechnie stosowane skróty: kilobajt=kb, megabajt=mb, gigabajt=gb.

Niedawno otrzymałem pytanie od mojego czytelnika: „Co jest większe, kb czy mb?” Mam nadzieję, że teraz wszyscy znają odpowiedź.

Szczegółowe informacje o jednostkach miary

W świecie informacji nie stosuje się zwykłego dziesiętnego systemu miar, ale system binarny. Oznacza to, że jedna cyfra może przyjmować wartości nie od 0 do 9, ale od 0 do 1.

Najprostszą jednostką miary informacji jest 1 bit, który może wynosić 0 lub 1. Jednak wartość ta jest bardzo mała w przypadku współczesnej ilości danych, dlatego bity są rzadko używane. Najczęściej używane są bajty; 1 bajt równa się 8 bitom i może przyjmować wartość od 0 do 15 (system liczb szesnastkowych). To prawda, że ​​​​zamiast cyfr 10-15 używane są litery od A do F.

Ale te ilości danych są małe, dlatego używane są znane przedrostki kilo- (tysiąc), mega- (milion), giga- (miliard).

Warto zauważyć, że w świecie informacji kilobajt nie równa się 1000 bajtów, ale 1024. A jeśli chcesz wiedzieć, ile kilobajtów mieści się w megabajcie, otrzymasz również liczbę 1024. Na pytanie, ile megabajtów są w gigabajcie, usłyszysz tę samą odpowiedź - 1024.

Zależy to również od specyfiki systemu liczb binarnych. Jeśli przy użyciu dziesiątek każdą nową cyfrę otrzymamy mnożąc przez 10 (1, 10, 100, 1000 itd.), to w systemie binarnym nowa cyfra pojawia się po pomnożeniu przez 2.

To wygląda tak:

2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024

Liczba składająca się z 10 cyfr binarnych może mieć tylko 1024 wartości. To więcej niż 1000, ale jest najbliższe zwykłemu przedrostkowi kilo-. Mega-, giga- i tera- są używane w ten sam sposób.

Przydatne artykuły:


  • Jak zarabiać w Internecie dla początkującego - 23...

  • Czym jest blog, jak go stworzyć, promować i jak...

  • Jak za darmo wypromować film na Youtube?...

Przelicznik długości i odległości Przelicznik masy Objętość sucha i typowe pomiary gotowania Przelicznik powierzchni Objętość i wspólne pomiary gotowania Przelicznik temperatury Przelicznik temperatury Przelicznik ciśnienia, naprężenia, modułu Younga Przelicznik energii i pracy Przelicznik mocy Przelicznik siły Przelicznik czasu Przelicznik prędkości i prędkości liniowej Przelicznik kąta Efektywność paliwowa , Zużycie paliwa i zużycie paliwa Przelicznik Liczby Przelicznik jednostek informacji i przechowywania danych Kursy walut Odzież damska i rozmiary butów Odzież męska i rozmiary butów Przetwornik prędkości kątowej i częstotliwości obrotowej Przelicznik przyspieszenia Przelicznik przyspieszenia kątowego Przelicznik gęstości Przelicznik objętości właściwej Przelicznik momentu bezwładności Przelicznik momentu siły Przelicznik momentu obrotowego Energia właściwa, ciepło spalania (na masę) Przelicznik Energia właściwa, ciepło spalania (na objętość) Przelicznik przedziału temperatur Przelicznik współczynnika rozszerzalności cieplnej Przelicznik oporu cieplnego Przetwornik przewodności cieplnej Przelicznik ciepła właściwego Przelicznik Gęstość ciepła, ogień Gęstość ładunku Przelicznik gęstości strumienia ciepła Przelicznik współczynnika przenikania ciepła Przelicznik objętościowego natężenia przepływu Przelicznik masowego natężenia przepływu Przelicznik molowego natężenia przepływu Przelicznik masowego strumienia ciepła Przelicznik stężenia molowego Przelicznik masy w roztworze Przelicznik lepkości dynamicznej (absolutnej) Przelicznik lepkości kinematycznej Przelicznik napięcia powierzchniowego Przenikanie, przepuszczalność, Konwerter przepuszczalności pary wodnej Konwerter szybkości przepuszczania pary wodnej Konwerter poziomu dźwięku Konwerter czułości mikrofonu Konwerter poziomu ciśnienia akustycznego (SPL) Konwerter poziomu ciśnienia akustycznego z wybieralnym ciśnieniem odniesienia Konwerter luminancji Konwerter natężenia światła Konwerter natężenia oświetlenia Konwerter rozdzielczości obrazu cyfrowego Konwerter częstotliwości i długości fali Moc optyczna (dioptria) Konwerter na ogniskową Konwerter mocy optycznej (dioptrii) na powiększenie (X) Konwerter ładunku elektrycznego Konwerter gęstości ładunku liniowego Konwerter gęstości ładunku powierzchniowego Przetwornik gęstości ładunku objętościowego Przetwornik prądu elektrycznego Liniowy konwerter gęstości prądu Przetwornik gęstości prądu powierzchniowego Przetwornik natężenia pola elektrycznego Przetwornik potencjału i napięcia elektrycznego Konwerter rezystancji elektrycznej Konwerter oporności elektrycznej Konwerter przewodności elektrycznej Konwerter przewodności elektrycznej Konwerter pojemności Konwerter indukcyjności Konwerter drutu amerykańskiego Konwerter poziomów w dBm, dBV, watach i innych jednostkach Konwerter siły magnetomotorycznej Konwerter natężenia pola magnetycznego Konwerter strumienia magnetycznego Konwerter gęstości strumienia magnetycznego Natężenie dawki pochłoniętego promieniowania , Całkowita dawka promieniowania jonizującego Radioaktywność przeliczona na przelicznik. Konwerter rozpadu radioaktywnego Ekspozycja na promieniowanie Konwerter promieniowania. Konwerter dawki pochłoniętej Konwerter przedrostków metrycznych Konwerter transmisji danych Konwerter jednostek typografii i obrazowania cyfrowego Konwerter miar objętości drewna Kalkulator masy molowej Układ okresowy

1 kibibit/sekunda = 0,0009765625 mebibit/sekunda

Z:

Do:

bit/sekunda bajt/sekunda kilobit/sekunda (domyślna SI) kilobajt/sekunda (domyślna SI) kibibit/sekunda kibibajt/sekunda megabit/sekunda (domyślna SI) megabajt/sekunda (domyślna SI) mebibit/sekunda mebibajt/sekunda gigabit/sekunda (domyślna SI) gigabajt/sekunda (domyślna SI) gibibit/sekunda gibibajt/sekunda terabit/sekunda (domyślna SI) terabajt/sekunda (domyślna SI) tebibit/sekunda tebibajt/sekunda Ethernet Ethernet (szybki) Ethernet (gigabit) OC1 OC3 OC12 OC24 OC48 OC192 OC768 ISDN (jednokanałowy) ISDN (dwukanałowy) modem (110) modem (300) modem (1200) modem (2400) modem (9600) modem (14,4k) modem (28,8k) modem (33,6 kB) modem (56 kB) SCSI (Async) SCSI (Synchronizacja) SCSI (Fast) SCSI (Fast Ultra) SCSI (Fast Wide) SCSI (Fast Ultra Wide) SCSI (Ultra-2) SCSI (Ultra-3) SCSI (LVD Ultra80) SCSI (LVD Ultra160) IDE (tryb PIO 0) IDE (tryb PIO 1) IDE (tryb PIO 2) IDE (tryb PIO 3) IDE (tryb PIO 4) IDE (tryb DMA 0) IDE (tryb DMA 1 ) IDE (tryb DMA 2) IDE (tryb UDMA 0) IDE (tryb UDMA 1) IDE (tryb UDMA 2) IDE (tryb UDMA 3) IDE (tryb UDMA 4) IDE (UDMA-33) IDE (UDMA-66) USB 1.X FireWire 400 (IEEE 1394-1995) T0 (ładunek) T0 (ładunek B8ZS) T1 (sygnał) T1 (ładunek) T1Z (ładunek) T1C (sygnał) T1C (ładunek) T2 (sygnał) T3 (sygnał) T3 ( ładunek) T3Z (ładunek) T4 (sygnał) Wirtualny dopływ 1 (sygnał) Wirtualny dopływ 1 (ładunek) Wirtualny dopływ 2 (sygnał) Wirtualny dopływ 2 (ładunek) Wirtualny dopływ 6 (sygnał) Wirtualny dopływ 6 (ładunek) STS1 (sygnał) STS1 (ładunek) STS3 (sygnał) STS3 (ładunek) STS3c (sygnał) STS3c (ładunek) STS12 (sygnał) STS24 (sygnał) STS48 (sygnał) STS192 (sygnał) STM-1 (sygnał) STM-4 (sygnał) STM- 16 (sygnał) STM-64 (sygnał) USB 2.X USB 3.0 USB 3.1 FireWire 800 (IEEE 1394b-2002) FireWire S1600 i S3200 (IEEE 1394-2008)

Polecany artykuł

Więcej o transmisji danych i twierdzeniu o próbkowaniu

Przegląd

Nowoczesne urządzenia elektroniczne rejestrujące i przetwarzające dane, w tym komputery, z reguły pracują z danymi cyfrowymi. Jeśli oryginalny sygnał jest analogowy, to należy go przekonwertować na postać cyfrową, aby mogły być przetwarzane przez te urządzenia. Możemy myśleć o sygnale analogowym jako o jednostce ciągłej, na przykład o sygnale audio przedstawionym na ilustracji na różowo.

Kiedy sygnał analogowy jest konwertowany na cyfrowy, jest on mapowany przy użyciu procedury zwanej próbkowaniem. Podczas procesu próbkowania w określonych odstępach czasu pobierana jest próbka sygnału, aby odwzorować oryginalny sygnał na postać cyfrową. Ilustracja pokazuje przedziały czasowe, w których ten sygnał był próbkowany, kolorem pomarańczowym. Tutaj są dość duże.

Przy mniejszych odstępach czasu możliwe jest stworzenie dokładniejszej reprezentacji sygnału. Jednakże każda dodatkowa próbka sygnału zwiększa ilość pamięci potrzebnej do przechowywania tego sygnału w postaci cyfrowej oraz szerokość pasma niezbędną do jego przesłania.

Kiedy mapujemy sygnał analogowy, tracimy część informacji, które zawierał oryginał, ale jeśli te brakujące informacje są stosunkowo niewielkie, ludzkie zmysły są w stanie odtworzyć „brakujące części” sygnału. Dlatego nie jest konieczne zbyt częste próbkowanie sygnału, chociaż musi to być wystarczająco częste, aby ludzie mogli postrzegać sygnał jako ciągły. Możemy sobie wyobrazić, jak to się dzieje na przykładzie stroboskopu. Jeśli spojrzysz na sygnał świetlny wytwarzany przez stroboskop pracujący z niską częstotliwością, na przykład 25 błysków na sekundę (25 Hz), zauważysz, że światło włącza się i wyłącza. Jeśli zwiększysz tę częstotliwość do znacznie wyższej częstotliwości, na przykład do 72 Hz, nie będziesz w stanie zobaczyć migotania, ponieważ twój mózg wypełnia luki w sygnale. Starsze monitory CRT, które były używane przed wyświetlaczami LCD, działały poprzez odświeżanie wyświetlanego obrazu z określoną częstotliwością odświeżania, na przykład 72 Hz. Jeśli zmniejszyć tę częstotliwość poniżej 60 Hz, dla ludzkiego oka będzie ona widoczna jako migotanie. Stało się tak, ponieważ podczas odświeżania piksele na monitorze zostały wygaszone, a następnie ponownie się zaświeciły, podobnie jak sygnał stroboskopowy. Wyświetlacze LCD również odświeżają się, ale ich piksele pozostają podświetlone przez cały czas, dlatego odświeżanie jest niewidoczne nawet przy niskiej szybkości.

Rzadkie próbkowanie i aliasing

Ten rodzaj zniekształceń nazywany jest aliasing. Jednym z częstych przykładów jest a wzór mory- pojawia się w postaci „zmarszczek”, zwykle na powierzchniach o drobnych, regularnych wzorach, takich jak ściany, włosy, tkaniny i ubrania.

W niektórych przypadkach rzadkie próbkowanie daje ten sam wzór dla kilku różnych sygnałów. Na górnym wykresie tej ilustracji sygnał pokazany na niebiesko różni się od sygnału na różowo. Jednak próbkowany sygnał cyfrowy, pokazany na dolnym wykresie kolorem jasnoniebieskim, jest taki sam w obu przypadkach.

Opisany powyżej problem może powodować zniekształcenia sygnału cyfrowego, nie tylko przy niskiej częstotliwości próbkowania, ale także przy zwykłej częstotliwości próbkowania powszechnie stosowanej na przykład do nagrywania dźwięku. Podczas nagrywania dźwięku sygnały o wysokiej częstotliwości, które są niesłyszalne dla ludzkiego ucha, można odwzorować jako sygnały o niższej częstotliwości (jak w przykładzie na powyższej ilustracji), które ludzie mogą usłyszeć. Może to powodować powstawanie szumów i zniekształcanie sygnału cyfrowego. Jednym ze sposobów poradzenia sobie z tym problemem jest odfiltrowanie podczas nagrywania wszelkich dźwięków powyżej progu słyszalności człowieka wynoszącego 22 kHz, aby sygnały te nie uległy zniekształceniu.

Innym rozwiązaniem tego problemu jest zwiększenie częstotliwości próbkowania. Częstsze próbki dają znacznie gładszy sygnał cyfrowy, jak na następnej ilustracji. Tutaj sygnał cyfrowy reprezentujący sygnał analogowy z pierwszej ilustracji jest pokazany na niebiesko. Jest prawie identyczny z sygnałem oryginalnym.

Twierdzenie o próbkowaniu

Aby utworzyć jak najmniejszy plik cyfrowy, musimy określić, jak często należy próbkować sygnał analogowy, aby uzyskać wersję cyfrową bez utraty jakości. Aby to zrobić twierdzenie o próbkowaniu, znane również jako twierdzenie Kotelnikowa lub twierdzenie o próbkowaniu Nyquista-Shannona. Stwierdza, że ​​częstotliwość próbkowania musi być co najmniej dwukrotnie większa od najwyższej częstotliwości sygnału. Częstotliwość pokazuje nam, ile pełnych oscylacji wykonuje się w danym okresie czasu. W naszym przykładzie użyjemy sekund w układzie SI jako okresu i herców (Hz) jako częstotliwości. Jeśli znamy okres, w którym kończy się jedno drganie, możemy obliczyć częstotliwość, dzieląc 1 przez okres. Na ilustracji pierwszy sygnał w kolorze różowym wykonuje pełną oscylację w ciągu 6 sekund i ma częstotliwość 1/6 Hz. Próbkowanie musi odbywać się z podwójną częstotliwością, czyli 1/3 Hz, co ustawia okres czasu na 3 sekundy. Dokładnie taką częstotliwość próbkowania przedstawia nasza ilustracja - zapewni nam to bardzo podstawowy sygnał cyfrowy bez utraty jakości. Sygnał pokazany na zielono na dolnej ilustracji ma znacznie wyższą częstotliwość. Wykonuje jedno oscylację w ciągu 1 sekundy, zatem jego częstotliwość wynosi 1 Hz. Należy próbkować z dwukrotnie większą częstotliwością, 2 Hz lub co 1/2 sekundy, jak pokazano na ilustracji. To próbkowanie zapewnia bardzo podstawową reprezentację cyfrową tych sygnałów bez utraty jakości.

Początki

Twierdzenie o próbkowaniu zostało wyprowadzone i udowodnione niemal jednocześnie przez wielu naukowców pracujących niezależnie na całym świecie. W języku angielskim jest to znane jako twierdzenie o próbkowaniu, ale czasami używa się również nazwisk dwóch jego twórców: twierdzenia Nyquista-Shannona o próbkowaniu. W języku rosyjskim używa się nazwiska rosyjskiego naukowca, który mniej więcej w tym samym czasie to udowodnił: twierdzenia Kotelnikowa. Inne osoby, którym przypisuje się to odkrycie, to Whittaker i Raabe.

Przykłady częstotliwości próbkowania

Częstotliwości próbkowania są zazwyczaj ustalane zgodnie z twierdzeniem o próbkowaniu, ale to, jaka zostanie wybrana maksymalna częstotliwość sygnału, a także to, czy częstotliwość próbkowania jest dwukrotna, czy większa niż dwukrotność częstotliwości oryginalnej, zależy od przeznaczenia sygnału cyfrowego . W niektórych sytuacjach stosowane są częstotliwości wyższe niż dwukrotność częstotliwości sygnału pierwotnego, aby zapewnić wysoką jakość sygnału. W innych przypadkach zakres częstotliwości wybierany jest z całego słyszalnego widma (dla ludzi), podobnie jak próbkowanie dla płyt audio CD, które ma miejsce przy częstotliwości 44 100 Hz. Zapewnia to, że dźwięki o najwyższej częstotliwości, jaką zazwyczaj słyszy ludzkie ucho, czyli 20 000 Hz, są próbkowane z prawidłową częstotliwością (dwukrotność najwyższej częstotliwości, jaką słyszy ludzkie ucho, czyli 44 000 Hz).

Warto zauważyć, że próg słyszalnych częstotliwości zmienia się wraz z wiekiem. Na przykład młodzi ludzie słyszą do około 18 000 Hz. Z wiekiem próg ten spada do 15 000 Hz lub niżej. Niektórzy producenci wykorzystują tę zdolność młodszych ludzi, świadcząc dla nich specjalne usługi. Na przykład smartfony mają aplikacje, które pozwalają ustawić dzwonek na bardzo wysoką częstotliwość powyżej 15 000 Hz, tak aby większość dorosłych go nie usłyszała. Tworząc dźwięk wysokiej jakości, producenci starają się uwzględniać w obliczeniach częstotliwości osoby młode i osoby z naprawdę dobrym słuchem, stąd wybór 22 050 Hz razy dwa. Częstotliwość próbkowania dźwięku używanego w nagraniach wideo jest jeszcze wyższa i wynosi 48 000 Hz.

W niektórych przypadkach jest odwrotnie i docelowe pasmo częstotliwości jest małe. Przykładowo, pod uwagę można brać tylko częstotliwości mieszczące się w zasięgu głosu ludzkiego, gdy jakość sygnału nie jest istotna. Jest to typowe w przypadku urządzeń komunikacyjnych, takich jak na przykład telefony. Są próbkowane tylko z częstotliwością 8000 Hz. Rzeczywiście niewiele osób używa swoich telefonów do transmisji występów orkiestry, dlatego taki wybór częstotliwości jest wystarczający.

Czy masz trudności z przetłumaczeniem jednostki miary na inny język? Pomoc jest dostępna! Opublikuj swoje pytanie w TCTerms a w ciągu kilku minut otrzymasz odpowiedź od doświadczonych tłumaczy technicznych.

Przelicznik długości i odległości Przelicznik masy Przelicznik miar objętości produktów sypkich i produktów spożywczych Przelicznik powierzchni Przelicznik objętości i jednostek miar w przepisach kulinarnych Przelicznik temperatury Przelicznik ciśnienia, naprężenia mechanicznego, modułu Younga Przelicznik energii i pracy Przelicznik mocy Przelicznik siły Przelicznik czasu Przelicznik prędkości liniowej Przelicznik kąta płaskiego Przelicznik sprawności cieplnej i zużycia paliwa Przelicznik liczb w różnych systemach liczbowych Przelicznik jednostek miary ilości informacji Kursy walut Rozmiary odzieży i obuwia damskiego Rozmiary odzieży i obuwia męskiego Przetwornik prędkości kątowej i częstotliwości obrotu Przetwornik przyspieszenia Przelicznik przyspieszenia kątowego Przelicznik gęstości Przelicznik objętości właściwej Przelicznik momentu bezwładności Przelicznik momentu siły Przelicznik momentu obrotowego Przelicznik ciepła właściwego spalania (masowo) Przelicznik gęstości energii i ciepła właściwego spalania (objętościowo) Przelicznik różnicy temperatur Przelicznik współczynnika rozszerzalności cieplnej Przelicznik oporu cieplnego Przelicznik przewodności cieplnej Przelicznik pojemności cieplnej Przelicznik ekspozycji na energię i mocy promieniowania cieplnego Przelicznik gęstości strumienia ciepła Przelicznik współczynnika przenikania ciepła Przelicznik objętościowego natężenia przepływu Przelicznik masowego natężenia przepływu Przelicznik molowego natężenia przepływu Przelicznik masowego natężenia przepływu Przelicznik stężenia molowego Przelicznik stężenia masowego w roztworze Dynamiczny (absolutny) przelicznik lepkości Przelicznik lepkości kinematycznej Przelicznik napięcia powierzchniowego Przelicznik przepuszczalności pary Przelicznik przepuszczalności pary i szybkości przenikania pary Przelicznik poziomu dźwięku Przelicznik czułości mikrofonu Przelicznik poziomu ciśnienia akustycznego (SPL) Przelicznik poziomu ciśnienia akustycznego z możliwością wyboru ciśnienia odniesienia Przelicznik luminancji Przelicznik natężenia światła Przelicznik natężenia oświetlenia Przelicznik rozdzielczości grafiki komputerowej Przetwornik częstotliwości i długości fali Moc dioptrii i ogniskowa Moc dioptrii i powiększenie obiektywu (×) Konwerter ładunku elektrycznego Przetwornik gęstości ładunku liniowego Przetwornik gęstości ładunku powierzchniowego Przetwornik gęstości ładunku objętościowego Przetwornik prądu elektrycznego Przetwornik gęstości prądu liniowego Przetwornik gęstości prądu powierzchniowego Przetwornik natężenia pola elektrycznego Potencjał elektrostatyczny i konwerter napięcia Konwerter rezystancji elektrycznej Konwerter rezystywności elektrycznej Konwerter przewodności elektrycznej Konwerter przewodności elektrycznej Pojemność elektryczna Konwerter indukcyjności Amerykański konwerter grubości drutu Poziomy w dBm (dBm lub dBm), dBV (dBV), watach itp. jednostki Przetwornik siły magnetomotorycznej Przetwornik natężenia pola magnetycznego Przetwornik strumienia magnetycznego Przetwornik indukcji magnetycznej Promieniowanie. Przelicznik dawki promieniowania jonizującego pochłoniętego Radioaktywność. Konwerter rozpadu promieniotwórczego Promieniowanie. Przelicznik dawki ekspozycji Promieniowanie. Przelicznik dawki pochłoniętej Konwerter przedrostków dziesiętnych Przesyłanie danych Konwerter jednostek typografii i przetwarzania obrazu Przelicznik jednostek objętości drewna Obliczanie masy molowej Układ okresowy pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa

1 megabit na sekundę (metrycznie) [Mbps] = 0,00643004115226337 Nośnik optyczny 3

Wartość początkowa

Przeliczona wartość

bity na sekundę bajt na sekundę kilobity na sekundę (metryczne) kilobajty na sekundę (metryczne) kibibity na sekundę kibibajty na sekundę megabity na sekundę (metryczne) megabajty na sekundę (metryczne) mebibity na sekundę mebibajty na sekundę gigabity na sekundę (metryczne) gigabajty w sekunda (metryczna) gibibit na sekundę gibibajt na sekundę terabit na sekundę (metryczny) tebibit na sekundę (metryczny) tebibit na sekundę tebibajt na sekundę Ethernet 10BASE-T Ethernet 100BASE-TX (szybki) Ethernet 1000BASE-T (gigabit) Nośnik optyczny 1 Optyczny nośnik 3 Nośnik optyczny 12 Nośnik optyczny 24 Nośnik optyczny 48 Nośnik optyczny 192 Nośnik optyczny 768 ISDN (jednokanałowy) ISDN (dwukanałowy) modem (110) modem (300) modem (1200) modem (2400) modem (9600) modem (14.4) k) modem (28,8k) modem (33,6k) modem (56k) SCSI (tryb asynchroniczny) SCSI (tryb synchroniczny) SCSI (Fast) SCSI (Fast Ultra) SCSI (Fast Wide) SCSI (Fast Ultra Wide) SCSI (Ultra- 2) SCSI (Ultra-3) SCSI (LVD Ultra80) SCSI (LVD Ultra160) IDE (tryb PIO 0) ATA-1 (tryb PIO 1) ATA-1 (tryb PIO 2) ATA-2 (tryb PIO 3) ATA- 2 (tryb PIO 4) ATA/ATAPI-4 (tryb DMA 0) ATA/ATAPI-4 (tryb DMA 1) ATA/ATAPI-4 (tryb DMA 2) ATA/ATAPI-4 (tryb UDMA 0) ATA/ATAPI- 4 (tryb UDMA 1) ATA/ATAPI-4 (tryb UDMA 2) ATA/ATAPI-5 (tryb UDMA 3) ATA/ATAPI-5 (tryb UDMA 4) ATA/ATAPI-4 (UDMA-33) ATA/ATAPI- 5 (UDMA-66) USB 1.X FireWire 400 (IEEE 1394-1995) T0 (Sygnał kompletny) T0 (B8ZS Sygnał złożony) T1 (Sygnał pożądany) T1 (Sygnał kompletny) T1Z (Sygnał kompletny) T1C (Sygnał pożądany) T1C (sygnał kompletny) T2 (sygnał pożądany) T3 (sygnał pożądany) T3 (sygnał kompletny) T3Z (sygnał kompletny) T4 (sygnał pożądany) Wirtualny dopływ 1 (pożądany sygnał) Wirtualny dopływ 1 (kompletny sygnał) Wirtualny dopływ 2 (pożądany sygnał) Wirtualny dopływ 2 (sygnał kompletny) Wirtualny dopływ 6 (sygnał pożądany) Wirtualny dopływ 6 (sygnał pełny) STS1 (sygnał pożądany) STS1 (sygnał pełny) STS3 (sygnał pożądany) STS3 (sygnał pożądany) STS3c (sygnał pożądany) STS3c (sygnał kompletny ) STS12 (pożądany sygnał) STS24 (pożądany sygnał) STS48 (pożądany sygnał) STS192 (pożądany sygnał) STM-1 (pożądany sygnał) STM-4 (pożądany sygnał) STM-16 (pożądany sygnał) STM-64 (pożądany sygnał) USB 2.X USB 3.0 USB 3.1 FireWire 800 (IEEE 1394b-2002) FireWire S1600 i S3200 (IEEE 1394-2008)

Polecany artykuł

Więcej o transmisji danych i twierdzeniu Kotelnikowa

Informacje ogólne

Nowoczesne urządzenia rejestrujące i przetwarzające dane, takie jak komputery, pracują przede wszystkim z danymi w formacie cyfrowym. Jeśli sygnał jest analogowy, to aby te urządzenia z nim współpracowały, jest on konwertowany na cyfrowy. Sygnał analogowy jest długi i ciągły, podobnie jak fala dźwiękowa pokazana na różowo na ilustracji.

Konwersja sygnału analogowego na cyfrowy następuje podczas procesu próbkowania. W tym przypadku po każdym określonym czasie mierzona jest amplituda sygnału, czyli pobierana jest dyskretna próbka i na podstawie otrzymanych informacji budowany jest model tego sygnału w formacie cyfrowym. Ilustracja w kolorze pomarańczowym pokazuje odstępy czasu, w jakich dokonywano zliczania.

Jeśli odstępy te są wystarczająco małe, możliwe jest dość dokładne odtworzenie sygnału analogowego z sygnału cyfrowego. W tym przypadku odtworzony sygnał praktycznie nie różni się od oryginalnego sygnału analogowego. Jednak im więcej próbek, tym więcej miejsca zajmuje plik cyfrowy zawierający sygnał, co zwiększa rozmiar pamięci wymaganej do jego przechowywania i przepustowość komunikacyjną wymaganą do przesłania pliku.

Podczas konwersji sygnału z analogowego na cyfrowy część informacji zostaje utracona, ale jeśli te straty są niewielkie, wówczas ludzki mózg uzupełnia brakujące informacje. Oznacza to, że nie ma potrzeby dokonywania częstych odczytów sygnału – można je dokonywać nie częściej niż to konieczne, aby sygnał wydawał się osobie ciągły. Możesz sobie wyobrazić te częstotliwości próbkowania na przykładzie światła stroboskopowego. Kiedy jest ustawiona na niską częstotliwość, na przykład 25 błysków na sekundę (25 Hz), zauważamy, że światło włącza się i wyłącza. Jeśli ustawisz stroboskop na wyższą częstotliwość, na przykład 72 błyski na sekundę, wówczas mruganie będzie niewidoczne, ponieważ przy tej częstotliwości ludzki mózg wypełnia luki w sygnale. Lampy elektronopromieniowe stosowane w monitorach komputerowych, które niedawno zostały zastąpione wyświetlaczami ciekłokrystalicznymi, odświeżają obraz z określoną częstotliwością, na przykład 72 Hz. Jeśli częstotliwość ta zostanie obniżona, na przykład do 60 Hz lub niżej, ekran zacznie migotać. Dzieje się tak z powodu opisanego powyżej. Podczas aktualizacji obrazu każdy piksel jest na krótko przyciemniany, w sposób podobny do światła stroboskopowego. Nie zdarza się to w monitorach LCD, więc nie migoczą, nawet przy niskich częstotliwościach odświeżania.

Podpróbkowanie i zniekształcenie sygnału

To zniekształcenie nazywa się aliasing. Jednym z najczęstszych przykładów takich zniekształceń jest mora. Można go zobaczyć na powierzchniach o powtarzających się wzorach, takich jak ściany, włosy i ubrania.

W niektórych przypadkach, z powodu niewystarczającej liczby próbek, dwa różne sygnały analogowe mogą zostać przekonwertowane na ten sam sygnał cyfrowy. Na górnym zdjęciu niebieski sygnał analogowy różni się od różowego, ale po konwersji na cyfrowy uzyskuje się ten sam sygnał, pokazany na niebiesko.

Ten problem z przetwarzaniem sygnału zniekształca sygnał cyfrowy nawet przy wystarczająco wysokich częstotliwościach próbkowania zwykle stosowanych do nagrywania dźwięku. Podczas nagrywania dźwięku sygnały o wysokiej częstotliwości, które są niesłyszalne dla ludzkiego ucha, są czasami przekształcane na sygnał cyfrowy o niższej częstotliwości (na ilustracji), który jest słyszalny dla ludzi. Powoduje to hałas i zniekształcenia dźwięku. Jednym ze sposobów pozbycia się tego problemu jest filtrowanie wszystkich składowych sygnału powyżej progu słyszalności, czyli powyżej 22 kHz. W tym przypadku nie ma zniekształceń sygnału.

Innym rozwiązaniem tego problemu jest zwiększenie częstotliwości próbkowania. Im wyższa jest ta częstotliwość, tym gładszy jest sygnał cyfrowy, jak pokazano na ilustracji. Oto sygnał cyfrowy uzyskany z sygnału analogowego na powyższym wykresie, pokazany na niebiesko. Ten sygnał cyfrowy jest prawie identyczny z sygnałem analogowym i nakłada się na niego, dlatego różowy sygnał w ogóle nie jest widoczny na tej ilustracji.

Twierdzenie Kotelnikowa

Ponieważ zależy nam na tym, aby nasz plik sygnału cyfrowego był jak najmniejszy, musimy określić, jak często powinniśmy pobierać próbki bez pogorszenia jakości sygnału. Do tych obliczeń użyj Twierdzenie Kotelnikowa, znane również w literaturze angielskiej jako twierdzenie o próbkowaniu lub twierdzenie Nyquista-Shannona. Zgodnie z tym twierdzeniem częstotliwość pobierania próbek musi być co najmniej dwukrotnie większa od najwyższej częstotliwości sygnału analogowego. Częstotliwość określa, ile pełnych oscylacji występuje w danym czasie. W naszym przykładzie użyliśmy jednostek SI, sekund, do określenia czasu i herców (Hz) do określenia częstotliwości. Jeśli znasz czas potrzebny na wystąpienie jednego drgania, możesz obliczyć częstotliwość, dzieląc 1 przez ten czas. Na ilustracji sygnał na górnym wykresie, zaznaczony na różowo, wykonuje jedną oscylację w ciągu 6 sekund, co oznacza, że ​​jego częstotliwość wynosi 1/6 Hz. Aby ten sygnał zamienić na cyfrowy i nie stracić na jakości, zgodnie z twierdzeniem Kotelnikowa należy pobierać próbki dwukrotnie częściej, czyli z częstotliwością 1/3 Hz, czyli co 3 sekundy. Na ilustracji odczyty są dokonywane z dokładnie taką czystością – każdy odczyt jest oznaczony pomarańczową kropką. Dolny wykres przedstawia częstotliwość sygnału pokazaną na zielono powyżej. Osiąga 1 Hz, ponieważ jedna oscylacja jest wykonywana w ciągu jednej sekundy. Aby pobrać próbkę tego sygnału, należy pobrać próbki z częstotliwością 2 Hz lub co 1/2 sekundy, jak pokazano na ilustracji.

Historia twierdzenia

Twierdzenie o próbkowaniu zostało wyprowadzone i udowodnione niemal jednocześnie przez wielu niezależnych naukowców na całym świecie. W języku rosyjskim znane jest jako twierdzenie Kotelnikowa, ale w innych językach w jego nazwie często pojawiają się nazwiska innych naukowców, na przykład Nyquist i Shannon w wersji angielskiej. Lista innych naukowców, którzy wnieśli swój wkład w tę dziedzinę, obejmuje DM Whittakera i G. Raabe.

Przykłady wyboru częstotliwości próbkowania

O tym, jak często pobierać próbki, decyduje się zwykle na podstawie twierdzenia Kotelnikowa, jednak wybór maksymalnej częstotliwości sygnału zależy od tego, do czego sygnał cyfrowy będzie używany. W niektórych przypadkach częstotliwość próbkowania jest większa niż dwukrotność częstotliwości sygnału. Zazwyczaj tak wysoka częstotliwość jest konieczna do poprawy jakości sygnału cyfrowego. W innych przypadkach częstotliwość jest ograniczona do widma słyszalnego, jak ma to miejsce w przypadku płyt kompaktowych, które mają częstotliwość próbkowania 44 Hz. Częstotliwość ta umożliwia przesyłanie dźwięków do najwyższej częstotliwości, jaką słyszy ludzkie ucho, czyli do 20 Hz. Podwojenie tej częstotliwości do 44 100 Hz umożliwia transmisję sygnału bez utraty jakości.

Należy pamiętać, że próg słyszenia zależy od wieku. Na przykład dzieci i młodzież słyszą dźwięki o częstotliwości do 18 000 Hz, ale z wiekiem próg ten spada do 15 000 Hz i poniżej. Producenci wykorzystują tę wiedzę do tworzenia urządzeń elektronicznych i oprogramowania specjalnie dla młodych ludzi. Na przykład niektóre smartfony można skonfigurować tak, aby dzwoniły z częstotliwością powyżej 15 Hz, czyli częstotliwością niesłyszalną dla większości dorosłych. Nagranie audio dokonywane jest również z uwzględnieniem progu słyszenia osób młodych oraz osób słyszących bardzo dobrze. Dlatego też do progu słyszenia większości ludzi dodano dodatkowe 50 Hz, pomnożone przez dwa w celu uzyskania częstotliwości próbkowania. Czyli skupiają się na częstotliwości 22 050 Hz pomnożonej przez połowę – stąd tak wysoka częstotliwość próbkowania wynosząca 44 100 Hz. Częstotliwość próbkowania w nagraniach audio do celów wideo, np. w filmach lub programach telewizyjnych, jest jeszcze wyższa i sięga 48 000 Hz.

Czasami wręcz przeciwnie, zakres częstotliwości nagrywania dźwięku jest zawężony. Na przykład, jeśli większość dźwięku to głos ludzki, nie ma potrzeby odtwarzania sygnału cyfrowego o wysokiej jakości. Na przykład w urządzeniach nadawczych, takich jak telefony, częstotliwość próbkowania wynosi tylko 8 000 Hz. To wystarczy do transmisji głosu, ponieważ niewiele osób będzie przesyłać nagrania orkiestry symfonicznej przez telefon.

Czy tłumaczenie jednostek miar z jednego języka na drugi sprawia Ci trudność? Koledzy są gotowi Ci pomóc. Zadaj pytanie w TCTerms a w ciągu kilku minut otrzymasz odpowiedź.