غضب

📅 آخر تحديث: ١٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

في مجال الإلكترونيات والاتصالات ، يُعرف الارتعاش بأنه انحراف إشارة يُفترض أنها دورية عن دوريتها الحقيقية، وغالبًا ما يكون ذلك بالنسبة لإشارة ساعة مرجعية . في تطبيقات استعادة الساعة، يُطلق عليه اسم ارتعاش التوقيت . [ 1 ] يُعد الارتعاش عاملًا مهمًا، وغير مرغوب فيه عادةً، في تصميم جميع روابط الاتصالات تقريبًا .

يمكن قياس الارتعاش بنفس المصطلحات المستخدمة في قياس جميع الإشارات المتغيرة مع الزمن، مثل الجذر التربيعي المتوسط ​​(RMS) أو الإزاحة من الذروة إلى الذروة . كما يمكن التعبير عن الارتعاش، مثله مثل الإشارات المتغيرة مع الزمن الأخرى، بدلالة الكثافة الطيفية .

فترة الارتعاش هي الفاصل الزمني بين فترتي أقصى تأثير (أو أدنى تأثير) لخاصية إشارة تتغير بانتظام مع الزمن. تردد الارتعاش ، وهو الرقم الأكثر شيوعًا، هو مقلوبها. يصنف معيار ITU-T G.810 الانحرافات ذات الترددات المنخفضة التي تقل عن 10  هرتز على أنها تذبذب ، والترددات العالية التي تساوي أو تزيد عن 10  هرتز على أنها ارتعاش . [ 2 ]

قد ينتج التذبذب عن التداخل الكهرومغناطيسي والتشويش المتبادل مع إشارات أخرى. يمكن أن يتسبب التذبذب في وميض شاشة العرض، ويؤثر على أداء المعالجات في أجهزة الكمبيوتر الشخصية، ويُدخل نقرات أو تأثيرات غير مرغوب فيها أخرى في الإشارات الصوتية، ويؤدي إلى فقدان البيانات المنقولة بين أجهزة الشبكة. يعتمد مقدار التذبذب المسموح به على التطبيق المتأثر.

المقاييس

بالنسبة لتذبذب الساعة ، هناك ثلاثة مقاييس شائعة الاستخدام:

توتر شديد
الفرق المطلق في موضع حافة الساعة عن موضعها المثالي.
أقصى خطأ في الفاصل الزمني (MTIE)
أقصى خطأ ترتكبه ساعة قيد الاختبار في قياس فاصل زمني لفترة زمنية معينة.
تذبذب الفترة (المعروف أيضًا باسم تذبذب الدورة )
الفرق بين أي دورة ساعة وفترة الساعة المثالية أو المتوسطة. يميل تذبذب الدورة إلى أن يكون مهمًا في الدوائر المتزامنة مثل آلات الحالة الرقمية، حيث يكون التشغيل الخالي من الأخطاء للدائرة محدودًا بأقصر دورة ساعة ممكنة (متوسط ​​الدورة مطروحًا منه أقصى تذبذب للدورة)، ويُحدد أداء الدائرة بمتوسط ​​دورة الساعة. لذا، تستفيد الدوائر المتزامنة من تقليل تذبذب الدورة، بحيث تقترب أقصر دورة ساعة من متوسط ​​دورة الساعة.
التذبذب من دورة إلى أخرى
الفرق في مدة أي دورتين متتاليتين للساعة. قد يكون هذا الفرق مهمًا لبعض أنواع دوائر توليد الساعة المستخدمة في المعالجات الدقيقة وواجهات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) .

في مجال الاتصالات ، تُستخدم وحدة الفاصل الزمني (UI) عادةً لقياس أنواع الارتعاش المذكورة أعلاه، حيث تُحدد مقدار الارتعاش كجزء من فترة الإرسال. وتُعد هذه الوحدة مفيدة لأنها تتناسب مع تردد الساعة، مما يسمح بمقارنة وصلات الربط البطيئة نسبيًا، مثل T1، بوصلات الإنترنت الرئيسية عالية السرعة، مثل OC - 192 . أما الوحدات المطلقة، مثل البيكوثانية، فهي أكثر شيوعًا في تطبيقات المعالجات الدقيقة. كما تُستخدم أيضًا وحدات الدرجات والراديان .

في التوزيع الطبيعي، يمثل الانحراف المعياري الواحد عن المتوسط ​​(الأزرق الداكن) حوالي 68٪ من المجموعة، بينما يمثل الانحرافان المعياريان عن المتوسط ​​(الأزرق المتوسط ​​والداكن) حوالي 95٪، وتمثل ثلاثة انحرافات معيارية (الأزرق الفاتح والمتوسط ​​والداكن) حوالي 99.7٪.

إذا كان الارتعاش يتبع التوزيع الطبيعي (غاوسي) ، فإنه يُقاس عادةً باستخدام الانحراف المعياري لهذا التوزيع. وهذا يُترجم إلى قياس RMS لتوزيع متوسطه صفر. غالبًا ما يكون توزيع الارتعاش غير طبيعي بشكل ملحوظ. قد يحدث هذا إذا كان الارتعاش ناتجًا عن مصادر خارجية مثل ضوضاء مصدر الطاقة. في هذه الحالات، قد تكون قياسات الذروة إلى الذروة أكثر فائدة. بُذلت جهودٌ حثيثةٌ لتقييم التوزيعات التي لا تتبع التوزيع الطبيعي ولا تمتلك مستوى ذروة ذي دلالة. جميع هذه الطرق لها عيوبها، لكن معظمها يُعتبر كافيًا لأغراض العمل الهندسي.

في مجال شبكات الحاسوب ، يمكن أن يشير مصطلح الارتعاش إلى تباين تأخير الحزم ، وهو التباين ( التشتت الإحصائي ) في تأخير الحزم .

الأنواع

أحد الفروق الرئيسية بين التذبذب العشوائي والتذبذب الحتمي هو أن التذبذب الحتمي محدود بينما التذبذب العشوائي غير محدود. [ 3 ] [ 4 ]

ارتعاش عشوائي

التذبذب العشوائي، أو ما يُسمى أيضاً بالتذبذب الغاوسي، هو ضوضاء توقيت إلكترونية غير متوقعة. وعادةً ما يتبع التذبذب العشوائي التوزيع الطبيعي [ 5 ] [ 6 ] نظراً لكونه ناتجاً عن الضوضاء الحرارية في الدائرة الكهربائية .

الارتعاش الحتمي

الارتعاش الحتمي هو نوع من أنواع ارتعاش إشارة الساعة أو البيانات، وهو قابل للتنبؤ والتكرار. قيمة الذروة إلى الذروة لهذا الارتعاش محدودة، ويمكن ملاحظة حدودها والتنبؤ بها بسهولة. يُعرف أن الارتعاش الحتمي يتبع توزيعًا غير طبيعي. قد يكون الارتعاش الحتمي مرتبطًا بتدفق البيانات ( ارتعاش يعتمد على البيانات ) أو غير مرتبط به (ارتعاش محدود غير مرتبط). من أمثلة الارتعاش الذي يعتمد على البيانات: الارتعاش الذي يعتمد على دورة التشغيل (المعروف أيضًا بتشوه دورة التشغيل) والتداخل بين الرموز .

ارتعاش كامل

نبير
6.410 −10
6.710-11​
710 −12
7.310 −13
7.610-14​

الارتعاش الكلي ( T ) هو مزيج من الارتعاش العشوائي ( R ) والارتعاش الحتمي ( D ) ويتم حسابه في سياق معدل خطأ البت المطلوب (BER) للنظام: [ 7 ]

T = D ذروة إلى ذروة + 2 نانو رونتجن جذر متوسط ​​المربعات ،

حيث تعتمد قيمة n على معدل الخطأ في البت المطلوب للرابط.

معدل الخطأ في البتات الشائع المستخدم في معايير الاتصالات مثل الإيثرنت هو 10 −12 .

أمثلة

ارتعاش العينة

في تحويل الإشارات من تناظري إلى رقمي ومن رقمي إلى تناظري، يُفترض عادةً أن عملية أخذ العينات دورية بفترة ثابتة، أي أن الفاصل الزمني بين كل عينتين متساوٍ. في حال وجود تذبذب في إشارة الساعة المُدخلة إلى مُحوّل الإشارة التناظرية إلى الرقمية أو مُحوّل الإشارة الرقمية إلى التناظرية ، يتغير الفاصل الزمني بين العينات، مما يُؤدي إلى ظهور خطأ فوري في الإشارة. يتناسب هذا الخطأ طرديًا مع معدل تغير الإشارة المطلوبة والقيمة المطلقة لخطأ الساعة. يعتمد تأثير التذبذب على الإشارة على طبيعته؛ فالتذبذب العشوائي يُضيف ضوضاء واسعة النطاق، بينما يُضيف التذبذب المُحدد مكونات طيفية شاذة . في بعض الحالات، قد يُؤدي تذبذب أقل من نانوثانية إلى خفض دقة البت الفعّالة لمُحوّل بتردد نايكويست 22  كيلوهرتز إلى 14 بت. [ 8 ]

يُعد اضطراب أخذ العينات أحد الاعتبارات المهمة في تحويل الإشارات عالية التردد، أو عندما تكون إشارة الساعة عرضة للتداخل بشكل خاص.

في مصفوفات الهوائيات الرقمية، تعتبر ارتعاشات محولات الإشارة التناظرية إلى الرقمية ومحولات الإشارة الرقمية إلى التناظرية من العوامل المهمة التي تحدد دقة تقدير اتجاه الوصول [ 9 ] وعمق قمع أجهزة التشويش. [ 10 ]

تذبذب حزم البيانات في شبكات الحاسوب

في سياق شبكات الحاسوب، يُعرف تذبذب الحزم أو تباين تأخير الحزم (PDV) بأنه التغير في زمن الاستجابة، ويُقاس بتغير زمن الاستجابة من طرف إلى طرف عبر الشبكة مع مرور الوقت. الشبكة ذات التأخير الثابت لا تعاني من تذبذب الحزم. [ 11 ] يُعبّر عن تذبذب الحزم كمتوسط ​​الانحراف عن متوسط ​​تأخير الشبكة. [ 12 ] يُعدّ تباين تأخير الحزم عاملاً مهماً في جودة الخدمة عند تقييم أداء الشبكة.

قد يُنظر إلى إرسال دفعة من البيانات بمعدل عالٍ، متبوعًا بفترة أو فاصل زمني بمعدل إرسال منخفض أو معدوم، على أنه شكل من أشكال التذبذب، لأنه يمثل انحرافًا عن متوسط ​​معدل الإرسال. مع ذلك، وعلى عكس التذبذب الناتج عن اختلاف زمن الاستجابة، قد يُعتبر الإرسال على دفعات ميزة مرغوبة، كما هو الحال في عمليات الإرسال ذات معدل البت المتغير .

اهتزاز الفيديو والصورة

يحدث اهتزاز الفيديو أو الصورة عندما تنزاح الخطوط الأفقية لإطارات صورة الفيديو بشكل عشوائي نتيجة لتشوه إشارات التزامن أو التداخل الكهرومغناطيسي أثناء نقل الفيديو. وقد أُجريت دراسة لإزالة الاهتزاز باستخدام نموذج في إطار استعادة الصور والفيديوهات الرقمية. [ 13 ]

الاختبار

يُقاس الارتعاش في بنى ناقل البيانات التسلسلي باستخدام أنماط العين . توجد معايير لقياس الارتعاش في هذه البنى، وتغطي هذه المعايير تحمل الارتعاش ، ودالة نقل الارتعاش ، وتوليد الارتعاش ، وتختلف القيم المطلوبة لهذه الخصائص باختلاف التطبيقات. وعند الاقتضاء، يُشترط على الأنظمة المتوافقة الالتزام بهذه المعايير.

يُعدّ اختبار الارتعاش وقياسه ذا أهمية متزايدة لمهندسي الإلكترونيات نظرًا لزيادة ترددات الساعة في الدوائر الإلكترونية الرقمية لتحقيق أداء أفضل للأجهزة. وتؤدي الترددات العالية للساعة إلى تقليل فترات الرصد، مما يفرض قيودًا أدق على الارتعاش. على سبيل المثال، تتميز اللوحات الأم الحديثة لأجهزة الكمبيوتر ببنية ناقل تسلسلي بفترات رصد تبلغ 160 بيكو ثانية أو أقل. وهذا صغير للغاية مقارنةً ببنية الناقل المتوازي ذات الأداء المكافئ، والتي قد تصل فترات رصدها إلى 1000 بيكو ثانية .

يُقاس الارتعاش ويُقيّم بطرق مختلفة تبعًا لنوع الدائرة قيد الاختبار. [ 14 ] في جميع الحالات، يهدف قياس الارتعاش إلى التحقق من أن الارتعاش لن يُعطّل التشغيل الطبيعي للدائرة.

قد يتضمن اختبار أداء الجهاز من حيث تحمل الارتعاش حقن الارتعاش في المكونات الإلكترونية باستخدام معدات اختبار متخصصة.

يتم استخدام نهج أقل مباشرة - حيث يتم تحويل الأشكال الموجية التناظرية إلى رقمية وتحليل تدفق البيانات الناتج - عند قياس ارتعاش البكسل في أجهزة التقاط الإطارات . [ 15 ]

التخفيف

دوائر مضادة للارتعاش

دوائر منع الارتعاش (AJCs) هي فئة من الدوائر الإلكترونية المصممة لتقليل مستوى الارتعاش في إشارة الساعة. تعمل هذه الدوائر عن طريق إعادة ضبط توقيت نبضات الخرج لتتوافق بشكل أدق مع إشارة ساعة مثالية. تُستخدم هذه الدوائر على نطاق واسع في دوائر استعادة الساعة والبيانات في الاتصالات الرقمية ، وكذلك في أنظمة أخذ عينات البيانات مثل محول التناظري إلى الرقمي ومحول الرقمي إلى التناظري . من أمثلة دوائر منع الارتعاش حلقة القفل الطوري وحلقة القفل التأخيري .

مخازن مؤقتة للارتعاش

تُستخدم مخازن التذبذب أو مخازن إزالة التذبذب لمعالجة التذبذب الناتج عن التخزين المؤقت في شبكات تبديل الحزم، وذلك لضمان استمرارية تشغيل دفق الوسائط الصوتية أو المرئية المنقولة عبر الشبكة. [ 16 ] يُساوي الحد الأقصى للتذبذب الذي يمكن لمخزن إزالة التذبذب معالجته زمن تأخير التخزين المؤقت قبل بدء تشغيل دفق الوسائط. في سياق شبكات تبديل الحزم، يُفضّل استخدام مصطلح " تغير تأخير الحزمة" بدلاً من "التذبذب" .

تستخدم بعض الأنظمة مخازن مؤقتة متطورة لإزالة التشويش، تتميز بقدرتها على تعديل تأخير التخزين المؤقت وفقًا لتغيرات خصائص الشبكة. وتعتمد آلية التعديل على تقديرات التشويش المحسوبة من خصائص وصول حزم الوسائط. تتضمن التعديلات المصاحبة لإزالة التشويش التكيفية إدخال فواصل في تشغيل الوسائط، والتي قد تكون ملحوظة للمستمع أو المشاهد. تُجرى إزالة التشويش التكيفية عادةً لتشغيل الصوت الذي يتضمن خاصية كشف النشاط الصوتي ، مما يسمح بتعديل فترات الصمت، وبالتالي تقليل التأثير الملحوظ للتعديل.

مزيل التشويش

جهاز إزالة التشويش هو جهاز يقلل من التشويش في الإشارة الرقمية . [ 17 ] يتكون جهاز إزالة التشويش عادةً من مخزن مؤقت مرن تُخزَّن فيه الإشارة مؤقتًا ثم يُعاد إرسالها بمعدل يعتمد على متوسط ​​معدل الإشارة الواردة. قد لا يكون جهاز إزالة التشويش فعالًا في إزالة التشويش منخفض التردد (التذبذب).

الترشيح والتفكيك

يمكن تصميم مرشح لتقليل تأثير ارتعاش أخذ العينات. [ 18 ]

يمكن تحليل إشارة الارتعاش إلى وظائف الوضع الجوهرية (IMFs)، والتي يمكن تطبيقها بشكل أكبر للترشيح أو إزالة الارتعاش.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ وولافر ، دان هـ. (1991). تصميم دوائر الحلقة المغلقة الطورية . برنتيس هول. ص 211. ISBN  978-0-13-662743-2.
  2. ↑ "محلل التزامن FTB-8080: حل مشكلات التزامن في شبكات الاتصالات" (ملف PDF) . EXFO. مذكرة تطبيقية رقم 119. مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 7 فبراير 2012. تم الاطلاع عليها بتاريخ 5 أغسطس 2012 .
  3. ↑ هاغيدورن، جوليان؛ أليكي، فالك؛ فيرما، أنكور (أغسطس 2017). "كيفية قياس الارتعاش الكلي" (ملف PDF) . شركة تكساس إنسترومنتس . SCAA120B . تاريخ الاسترجاع: 17 يوليو 2018 .
  4. ↑ "فهم حسابات الارتعاش" . شركة تيليداين تكنولوجيز . 9 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2018 .
  5. ↑ هاغيدورن، جوليان؛ أليكي، فالك؛ فيرما، أنكور (أغسطس 2017). "كيفية قياس الارتعاش الكلي" (ملف PDF) . شركة تكساس إنسترومنتس . SCAA120B . تاريخ الاسترجاع: 17 يوليو 2018 .
  6. ↑ "فهم حسابات الارتعاش" . شركة تيليداين تكنولوجيز . 9 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2018 .
  7. ↑ ستيفنز، رانسوم. "معنى الارتعاش الكلي" (ملف PDF) . تيكترونيكس . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2018 .
  8. ^ بوينتي ليون ، فرناندو (2015). ميستكنيك . سبرينغر. ص. 332و. رقم ISBN  978-3-662-44820-5.
  9. ↑ م. بوندارينكو و ف. إ. سليوسار. (6 سبتمبر 2011). "تأثير الارتعاش في محول الإشارة التناظرية إلى الرقمية على دقة تحديد الاتجاه بواسطة مصفوفات الهوائيات الرقمية. // أنظمة الإلكترونيات اللاسلكية والاتصالات. - المجلد 54، العدد 8، 2011. - الصفحات 436-445. -" ( ملف PDF) . أنظمة الإلكترونيات اللاسلكية والاتصالات . 54 (8): 436. doi : 10.3103/S0735272711080061 . S2CID 110506568. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2022. 
  10. ↑ بوندارينكو إم في، سليوسار في آي "تحديد عمق كبح التشويش في مصفوفة هوائيات رقمية في ظروف ارتعاش محول الإشارة التناظرية إلى الرقمية. // المؤتمر العلمي الدولي الخامس حول التقنيات الدفاعية، OTEH 2012. - 18-19 سبتمبر 2012. - بلغراد، صربيا. - الصفحات 495-497" (ملف PDF) . مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2022.
  11. ↑ كومر، دوغلاس إي. (2008). شبكات الحاسوب والإنترنت . برنتيس هول. ص 476. ISBN  978-0-13-606127-4.
  12. ↑ ديميشيليس، سي. (نوفمبر 2002). مقياس تباين تأخير حزمة بروتوكول الإنترنت لمقاييس أداء بروتوكول الإنترنت (IPPM) . IETF . doi : 10.17487/RFC3393 . RFC 3393 .
  13. ↑ كانغ، سونغ-ها؛ شين، جيان هونغ (جاكي) (2006). "إزالة التشويش من الفيديو باستخدام تقنية الخبز والاهتزاز". معالجة الصور والرؤية الحاسوبية . 24 (2): 143-152 . doi : 10.1016/j.imavis.2005.09.022 .
  14. ↑ م. بوندارينكو و ف. إ. سليوسار. "طرق تقدير ارتعاش محول الإشارة التناظرية إلى الرقمية في الأنظمة غير المتماسكة. // أنظمة الإلكترونيات اللاسلكية والاتصالات. - المجلد 54، العدد 10، 2011. – الصفحات 536-545. - DOI: 10.3103/S0735272711100037" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 9 أكتوبر 2022.
  15. ↑ خفيليفيتسكي، ألكسندر (2008). "ارتعاش البكسل في برامج التقاط الإطارات" . تم الاسترجاع في 9 مارس 2015 .
  16. ↑ "مخزن مؤقت للارتعاش" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 مايو 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أبريل 2006 .
  17. ↑ تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من برنامج "dejitterizer" . المعيار الفيدرالي 1037C . إدارة الخدمات العامة . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22 يناير 2022.المجال العام 
  18. ↑ أحمد، سلمان؛ تشين، تونغوين (أبريل 2011). "تقليل تأثير تذبذب أخذ العينات في شبكات الاستشعار اللاسلكية". رسائل معالجة الإشارات IEEE . 18 (4): 219-222 . Bibcode : 2011ISPL...18..219A . doi : 10.1109/LSP.2011.2109711 .

للمزيد من القراءة

  • لي، مايك ب. التحقق من الارتعاش وسلامة الإشارة للإدخال/الإخراج المتزامن وغير المتزامن بترددات تصل إلى 10 جيجاهرتز/جيجابت في الثانية . عُرض في المؤتمر الدولي للاختبار 2008.
  • لي، مايك ب. طريقة جديدة لتصنيف الارتعاش تعتمد على الآليات الإحصائية والفيزيائية والطيفية . عُرضت في مؤتمر ديزاين كون 2009.
  • ليو، هوي، هونغ شي، شياوهونغ جيانغ، وزي لي. SSN، وOPD، وتشفير البيانات في شبكة توزيع الطاقة قبل التشغيل، وتأثيرها على SSJ . عُرضت في مؤتمر مكونات وتكنولوجيا الإلكترونيات 2009.
  • تريشيتا، باتريك ر.؛ فارما، إيف ل. (1989). الارتعاش في أنظمة الإرسال الرقمي . أرتيك. ISBN 978-0-89006-248-7.
  • زامك، إيليا. رنين ارتعاش نظام SOC وتأثيره على النهج الشائع لممانعة شبكة توزيع الطاقة . عُرض في المؤتمر الدولي للاختبار 2008.