تبلیغات
انجام پروژه های مهندسی برق - پردازش سیگنالهای دیجیتال
پردازش سیگنالهای دیجیتال
چهارشنبه 12 مهر 1391 ساعت 11:22 ب.ظ | نوشته ‌شده به دست رسول نیک بخت | ( نظرات )

پردازش سیگنالهای دیجیتال ، رشته ای که ریشه در ریاضیات قرن 17 و 18 دارد به ابزار مدرنی در زمینه های مختلف علمی و تکنولوژی تبدیل شده است.روشها و کاربرهای این رشته هم مربوط به زمان نیوتن و گاووس و هم مربوط به کامپیوتر های دیجیتالی و مدارات مجتمع می شود.

به طور عام پردازش سیگنال تاریخچه با شکوهی دارد و اهمیت این موضوع در زمینه های مختلف به وضوح دیده می شود.

در بسیاری از کاربردها به طور مثال در آنالیز eeg و ekg و یا در سیستمهای انتقال صوت و تشخیص صوت ، ممکن است که بخواهیم اختلالاتی همچون نویز را از سیگنال حذف کنیم و یا این که بخواهیم سیگنالی را به صورتی تغییر دهیم که برای در دسترس قرار دادن و اجرا کردن توسط متخصص امری آسان باشد.به عنوان مثال دیگر سیگنال منتقل شده توسط یک کانال ارتباطی معمولا به صورتهای مختلفی دچار اعوجاج میشود.یکی از هدفها در سمت گیرنده جبران این اعوجاج ها می باشد.در هر حالت پردازش سیگنالها مورد نیاز می باشد.

تا کنون پردازش سیگنال توسط تجهیزات آنالوگ صورت می گرفت.بعضی استثناها در دهه 1950 وجود داشت که مجبور به پردازش سیگنالهای پیچده می بود.بطو مثال یکی از موارد می تواند آنالیز اطلاعات جغرافیای باشد که می توانست بر روی نوار مغناطیسی جهت پردازش در زمانهای دیگری بر روی کامپیوترهای بزرگ دیجیتال ذخیره شود. این نوع مسائل یکی از اولین نمونهای پردازش سیگنال بود که از کامپیوتر های دیجیتال استفاده شده است.این نوع پردازش سیگنال نمی توانست بطور آنی انجام شود.برای مثال اغلب دقیقه و یا چندین ساعت زمان کامپیوتری برای پردازش تنها چند ثانیه از اطلاعات مورد نیاز بود.بنابراین انعطاف پذیری کامپیوترهای دیجیتال باعث شد که جایگزین این نوع روشها بشود.

در طی این زمان استفاده از کامپیوتر های دیجیتال در پردازش سیگنال در روشهای مختلفی ظاهر شدند.به دلیل انعطاف پذیری کامپیوتر های دیجیتال معمولا شبیه سازی یک سیستم پردازش سیگنال در یک کامپیوتر دیجیتال قبل از اجرای آن در یک سخت افزار آنالوگ امری سودمند به حساب می آمد.در این روش می توانست یک الگوریتم و یا سیستم جدید پردازش سیگنال را قبل از فراخوانی منابع مالی و مهندسی جهت ساخت آن در یک محیط آزمایشگاهی مجهز مورد مطالعه قرار دهد.

با توجه به مطالبی که در مورد پردازش سیگنال ها گفته شد می توان به یک نمونه از کاربرد این رشته در طراحیهای فیلتر دیجیتال اشاره کرد که این امر باعث شده فیلتر دیجیتال در مقایسه با فیلتر آنالوگ دارای مزیتهای زیادی باشد که در زیر به چند نمونه اشاره می شود.

فیلترهای آنالوگ از عناصری تشکیل شده است که مقادیر آنها می تواند تحت شرایطی تغییر کند. زمانی که درجه یک فیلتر و اجزای سازنده آن افزایش یابد ، تاثیر خطای اجزاء متغییر بیشتر می شود. در فیلتر های دیجیتال ضرایب تاثیر، در حافظه کامپیوتر ذخیره می شود که این عمل باعث می شود آنها بطور چشم گیری پایدار و قابل پیش بینی باشند.

بدلیل اینکه ضرایب فیلتر های دیجیتال معلوم هستند، ما قادر هستیم تا طراحیهای پیچده را پیاده سازی کنیم.هم چنین می توان توسط فیلتر دیجیتال ریپل کم میان گذر سریع و تضعیف زیاد باند توقف را در مقایسه با نوع آنالوگ خود بدست آورد.حتی زمانی که بتوان طرحی را توسط فیلتر آنالوگ ساخت ، هزینه طراحی معادل یک فیلتر دیجیتال می تواند خیلی کمتر از آن باشد.

بعلاوه می توان ضرایب فیلتر دیجیتال را برای قدرت تطبیق پذیری زیاد به راحتی اصلاح کرد. این روشها با این که در فیلتر های آنالوگ ممکن می باشند ، خیلی دشوار و سخت خواهند بود. از فیلترهای دیجیتال می توان در ساخت فیلترهایFIR(finite impulse response) وIIR(infinite impulse response) استفاده کرد و بدلیل اینکه این نوع فیلترها نیازمند به عناصر تاخیری می باشند ، نمی توان آنها را با فیلترهای آنالوگ طراحی کرد.

فیلترهای دیجیتال باعث ایجاد تاخیر اساسی زیادتری در سیستم می شود. در حالی که در فیلتر آنالوگ تاخیر قابل چشم پوشی است.هم چنین فیلترهای دیجیتال در مقایسه با فیلترهای آنالوگ دارای پهنای باند کمتری هستند. در فیلترهای دیجیتال دارای پهنای باند زیاد بایستی ازADC/DAC های گرانقیمت و سخت افزارهای کامپیوتر سریع برای پردازش استفاده کرد.

سیگنال های زمان گسسته به طریق بسیاری بدست می آیند، اما بطور متداول بیشتر به صورت نمایشهایی از سیگنالهای زمان پیوسته نمونه برداری شده روی می دهند.این نکته قابل ملاحضه است که تحت قیود منطقی ، یک سیگنال زمان پیوسته می تواند به صورت کاملا دقیقی از نمونه های برداشته شده در نقاط گسسته در زمان نمایش داده شود.

در شرایط معینی با دانستن مقادیر لحظه ای یا نمونه های گرفته شده در زمان های متساوی الفاصله(متناوب)از یک سیگنال پیوسته در زمان میتونا آن سیگنال را به طور کامل نمایش داد یا بازسازی کرد.این خاصیت از یک اصل اساسی به نام قضیه نمونه برداری ناشی می شود.این قضیه بسیار مهم و مفید است.

هر چند بیشتر اهمیت قضیه نمونه برداری در نقش واسطه ای آن بین سیگنال های پیوسته در زمان و سیگنال های گسسته در زمان است،ولی امکان نمایش سیگنال پیوسته در زمان را نیز به کمک نمونه های لحظه ای آن در شرایط معین ،به عنوان مکانیسمی برای نمایش سیگنال های پیوسته در زمان به وسیله ی سیگنل گسسته در زمان به دست می دهد.

در این فصل ، فرایند نمونه برداری را با قدری تفضیل شامل پدیده تداخل طیفی شرح می دهیم که وقتی اتفاق می افتد که سیگنال باند محدود نباشد یا نرخ نمونه برداری بیش از اندازه پایین باشد.این حقیقت که پردازش سیگنال زمان پیوسته می تواند توسط فرآیند نمونه برداری ، پردازش زمان گسسته و بازسازی متعاقب سیگنال زمان پیوسته پیاده سازی شود، اهمیت ویژه ای دارد.

 

نمایش سیگنال پیوسته در زمان توسط نمونه های آن

در حالت کلی نمی توان انتظار داشت که بدون وجود شرایط یا اطلاعات اضافی ،سیگنالی به طور منحصر به فرد با رشته ای از نمونه های متساوی الفاصله اش نمایش داداه شود.

اگر سیگنالی باند محدود باشد و اگر نمونه هایش نسبت به بالاترین فرکانس موجود در سیگنال به قدر کافی به هم نزدیک باشند، آن نمونه ها به صورتی یگانه سیگنال را مشخص می کنندو می توان به کمک آن ها سیگنال را به طور کامل بازسازی کرد.

پس اگر سیگنال بان محدود x(t)توسط یک رشته پالس متناوب مدوله دامنه ای شود،یعنی قطعات زمانی متساوی الفاصله ی آن بیرون کشیده شود،به شرطی که فرکانس پایه رشته پالس مدوله کننده بزرگتر از دو برابر بزرگترین فرکانس موجود در x(t)باشد ،می توان با فیلتر پایین گذر سیگنال را به صورت دقیق به دست آورد.به علاوه امکان بازیابی x(t) به عمر پالس ها بستگی ندارد.

در مدوله سازی دامنه پالس این نکته اهمیت خاصی دارد که با کوچک شدن عرض پالس تون متوسط سیگنال مدوله شده ثابت بماند.وقتی عرض پالس به سمت صفرمیل می کند سیگنال مدوله شده تبدیل به یک رشته ضربه می شود. هر یک از ضربه های این رشته مقادیری متناظر با نمونه های آنی x(t)در فواصل Tثانیه دارند.

منبع:http://mokhaberatihaye87.blogfa.com



می توانید دیدگاه خود را بنویسید
mae9reyes1.jimdo.com چهارشنبه 18 مرداد 1396 04:30 ب.ظ
Hey would you mind letting me know which webhost you're utilizing?
I've loaded your blog in 3 different browsers and I must say this blog loads a lot quicker then most.
Can you suggest a good web hosting provider at a reasonable price?
Kudos, I appreciate it!
Why does it hurt right above my heel? سه شنبه 17 مرداد 1396 03:26 ق.ظ
Excellent post. I was checking continuously this
blog and I am inspired! Very useful information particularly the remaining section :) I handle such information a lot.
I used to be looking for this particular information for a long time.
Thank you and good luck.
Can you have an operation to make you taller? جمعه 13 مرداد 1396 05:24 ق.ظ
I'm not sure where you are getting your information, but good topic.

I needs to spend some time learning more or understanding
more. Thanks for wonderful info I was looking for this information for my
mission.
http://shafferwvnmhzrypa.jigsy.com یکشنبه 8 مرداد 1396 07:38 ب.ظ
Hey just wanted to give you a quick heads up. The text in your content seem to be running off the screen in Ie.
I'm not sure if this is a formatting issue or something to do with
internet browser compatibility but I figured I'd post
to let you know. The style and design look great though!
Hope you get the issue resolved soon. Kudos
How do you treat a sore Achilles tendon? جمعه 6 مرداد 1396 07:51 ب.ظ
You need to be a part of a contest for one of the most useful websites on the web.
I am going to highly recommend this website!
Can you increase your height by stretching? جمعه 6 مرداد 1396 06:56 ق.ظ
It's amazing to visit this website and reading the
views of all mates on the topic of this article, while I am also zealous of
getting know-how.
vitamin d foot pain یکشنبه 11 تیر 1396 06:18 ق.ظ
Sweet blog! I found it while searching on Yahoo News. Do you have any suggestions on how
to get listed in Yahoo News? I've been trying for a while but
I never seem to get there! Appreciate it
janececil.blog.fc2.com دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 03:30 ق.ظ
Exactly what I was looking for, appreciate it for putting up.
BHW جمعه 25 فروردین 1396 11:17 ق.ظ
I have read so many articles or reviews on the topic of the blogger lovers but this post is genuinely a nice paragraph,
keep it up.
manicure جمعه 11 فروردین 1396 09:03 ب.ظ
Attractive section of content. I just stumbled upon your
site and in accession capital to assert that I acquire in fact enjoyed account your blog posts.
Any way I'll be subscribing to your feeds and even I achievement you access consistently quickly.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
 
دیگر موارد
تعداد مطالب :
تعداد نویسندگان :
آخرین بروز رسانی :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
بازدید کل :
آخرین بازدید :