Práce se zabývá využitím šíření akustických vln pro přenos digitální informace. Obsahuje teoretický rozbor šíření akustického vlnění, princip a přehled ultrazvukových měničů a jejich budicích obvodů. Dále práce obsahuje teoretický popis základních modulačních principů se zaměřením na digitální modulace. V praktické části je navržen budicí stupeň ultrazvukového měniče, dále jsou pak otestovány digitální modulační techniky pro přenos informace pomocí akustického vlnění. Posledním bodem práce je samotný přenos binárního signálu reálnou přenosovou cestou a změření dosažitelných přenosových rychlostí. Modulátory a demodulátory jsou vytvořeny v prostředí MATLAB signál je pak vygenerován pomocí karty pro datový vstup a výstup.
Anotace v angličtině
This thesis deals with a possibility to use a spreading of acoustic waves for a transmission of digital information. It includes a theoretical analysis of the spreading of acoustic waves, principles and overview of ultrasonic transducers and their driver circuits. Furthermore, thesis includes a theoretical description of basic principles of modulation with an emphasis on a digital modulation. Driver circuit of an ultrasonic transducer is designed at the beginning of the practical part. Subsequent section is a testing of techniques of the digital modulation for a transmission of information using sound waves. The last point of this thesis is real transmission of binary signal through the transmission path and measure of achievable transmission rate. Modulators and demodulators are designed in MATLAB environment. Signal is generated and transmitted by using an acquisition card.
Klíčová slova
ultrazvuk, modulace, ASK, PSK, FSK
Klíčová slova v angličtině
ultrasound, modulation, ASK, PSK, FSK
Rozsah průvodní práce
87 s. 2 s. obr. příl.
Jazyk
CZ
Anotace
Práce se zabývá využitím šíření akustických vln pro přenos digitální informace. Obsahuje teoretický rozbor šíření akustického vlnění, princip a přehled ultrazvukových měničů a jejich budicích obvodů. Dále práce obsahuje teoretický popis základních modulačních principů se zaměřením na digitální modulace. V praktické části je navržen budicí stupeň ultrazvukového měniče, dále jsou pak otestovány digitální modulační techniky pro přenos informace pomocí akustického vlnění. Posledním bodem práce je samotný přenos binárního signálu reálnou přenosovou cestou a změření dosažitelných přenosových rychlostí. Modulátory a demodulátory jsou vytvořeny v prostředí MATLAB signál je pak vygenerován pomocí karty pro datový vstup a výstup.
Anotace v angličtině
This thesis deals with a possibility to use a spreading of acoustic waves for a transmission of digital information. It includes a theoretical analysis of the spreading of acoustic waves, principles and overview of ultrasonic transducers and their driver circuits. Furthermore, thesis includes a theoretical description of basic principles of modulation with an emphasis on a digital modulation. Driver circuit of an ultrasonic transducer is designed at the beginning of the practical part. Subsequent section is a testing of techniques of the digital modulation for a transmission of information using sound waves. The last point of this thesis is real transmission of binary signal through the transmission path and measure of achievable transmission rate. Modulators and demodulators are designed in MATLAB environment. Signal is generated and transmitted by using an acquisition card.
Klíčová slova
ultrazvuk, modulace, ASK, PSK, FSK
Klíčová slova v angličtině
ultrasound, modulation, ASK, PSK, FSK
Zásady pro vypracování
Cílem této práce je ověřit možnosti komunikace pomocí ultrazvukového signálu s důrazem na přenos digitálních signálů v prostředích neprostupných pro rádiový signál a ověřit možnosti a chování dostupných akustických měničů.
Práce bude obsahovat:
Popis teorie šíření zvukových vln v různých prostředích.
Rešerši ultrazvukových měničů, popis principů, přehled, vlastnosti, typické aplikace, dostupnost.
Rešerši integrovaných budičů, princip buzení ultrazvukových měničů.
Přehled modulačních principů s důrazem na digitální modulace.
Návrh budícího stupně ultrazvukového měniče.
Porovnání šíření ultrazvuku v různých prostředích při různých vlnových délkách.
Praktické ověření a zhodnocení vybraných modulačních principů.
Zásady pro vypracování
Cílem této práce je ověřit možnosti komunikace pomocí ultrazvukového signálu s důrazem na přenos digitálních signálů v prostředích neprostupných pro rádiový signál a ověřit možnosti a chování dostupných akustických měničů.
Práce bude obsahovat:
Popis teorie šíření zvukových vln v různých prostředích.
Rešerši ultrazvukových měničů, popis principů, přehled, vlastnosti, typické aplikace, dostupnost.
Rešerši integrovaných budičů, princip buzení ultrazvukových měničů.
Přehled modulačních principů s důrazem na digitální modulace.
Návrh budícího stupně ultrazvukového měniče.
Porovnání šíření ultrazvuku v různých prostředích při různých vlnových délkách.
Praktické ověření a zhodnocení vybraných modulačních principů.
Seznam doporučené literatury
[1] VÁŇA, V. Mikrokontroléry ATMEL AVR: programování v jazyce C. Praha: BEN technická literatura, 2003. 216 s. ISBN 978-80-7300-102-0
[2] NOVOTNÝ, Karel - ŠKVOR, Zbyněk - MAZÁNEK, Miloš - PECHAČ, Pavel. Vlny a Vedení. Dotisk prvního vydání. Praha: ČVUT 2008. 190s. ISBN 978-80-01- 03317-3
[3] Hickling R., Marin S. P. The use of ultrasonics for gauging and proximity sensing in air. J. Acoust. Soc. Am. 1986. Vol. 79. Nr 4. P. 1151-1160.
[4] Greenemeier, Larry. "A Positioning System That Goes Where GPS Can't", Scientific American, 2008-01-23. Retrieved on 2008-04-04.
[5] Urick, Robert J. Principles of Underwater Sound, 3rd Edition. New York. McGraw-Hill, 1983. ISBN 0-932146-62-7
Seznam doporučené literatury
[1] VÁŇA, V. Mikrokontroléry ATMEL AVR: programování v jazyce C. Praha: BEN technická literatura, 2003. 216 s. ISBN 978-80-7300-102-0
[2] NOVOTNÝ, Karel - ŠKVOR, Zbyněk - MAZÁNEK, Miloš - PECHAČ, Pavel. Vlny a Vedení. Dotisk prvního vydání. Praha: ČVUT 2008. 190s. ISBN 978-80-01- 03317-3
[3] Hickling R., Marin S. P. The use of ultrasonics for gauging and proximity sensing in air. J. Acoust. Soc. Am. 1986. Vol. 79. Nr 4. P. 1151-1160.
[4] Greenemeier, Larry. "A Positioning System That Goes Where GPS Can't", Scientific American, 2008-01-23. Retrieved on 2008-04-04.
[5] Urick, Robert J. Principles of Underwater Sound, 3rd Edition. New York. McGraw-Hill, 1983. ISBN 0-932146-62-7
Přílohy volně vložené
1 CD-ROM
Přílohy vázané v práci
grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Cílem zadání diplomové práce bylo ověření základních možností ultrazvukové komunikace a ověření parametrů přenosové cesty. Při řešení zadaného úkolu musel student prokázat schopnost orientovat se v digitálních modulacích, zpracování akustických signálů, návrhů zařízení a v neposlední řadě programování v matlabu. Správnost a ověření svých měření student podložil tabulkami naměřených přenosových rychlostí a chybovostí přenosu. Práce samotná je psána poměrně čitelně, je přehledná, vhodně strukturovaná a jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují.