Signallarni raqamli ishlash (dsp) Bob Kirishi

Signallarni raqamli ishlash (DSP)
Bob Kirishi
Signallarni qayta ishlash zamonaviy hayotning deyarli barcha jabhalarida qo'llanilishini topadigan asosiy bilim sohasidir. Darhaqiqat, insoniyat asrlar davomida o'zlari bilmagan holda signallarni qayta ishlash vositalaridan foydalanmoqdalar. Hozirgi kunda yosh avlod mobil telefonsiz, deyarli o'zini boshqaradigan samolyotsiz uzoq masofalarga sayohat qilmasdan, odam ishtirokisiz boshqa sayyoralarni o'rganmasdan va keng diagnostika vositalarisiz tibbiy muassasadan foydalanmasdan qanday yashashni tushuna olmasligi mumkin. va aralashuv uskunalari.

Signalni qayta ishlash ma'lumotga ega bo'lgan signallarni chiqishdagi signallarning boshqa shakliga aylantirish yoki ba'zi ilovalarning afzalliklariga erishishdan iborat. Ushbu xaritalash doimiy yoki analog tizimni belgilaydi, agar u kirish va chiqish signallarini ifodalovchi funktsiyalarni o'z ichiga olsa. Boshqa tomondan, agar uning kirish va chiqish signallari raqamlar ketma-ketligi bilan ifodalangan bo'lsa, tizim diskret yoki raqamli hisoblanadi.

Signalni qayta ishlash nazariyasi juda boy va mukofot sifatida u behisob sohalarda qo'llanilishini topdi, ular orasida bioinjeneriya, aloqa, nazorat, kuzatuv, atrof-muhit monitoringi, okeanografiya va astronomiyani eslatib o'tishimiz mumkin. Xususan, bugungi kunda biz foydalanayotgan hisoblash va axborot inqiloblari uchun mas'ul bo'lgan raqamli integral mikrosxemalar texnologiyasidagi ulkan yutuqlar raqamli signallarni qayta ishlash tizimlaridan keng foydalanishga imkon berdi.
Ushbu tizimlar nutq, audio, tasvir, video, ko'p tezlikli ishlov berish kabi sohalarda, shuningdek, simsiz aloqa va raqamli boshqaruvning bir nechta ilovalarida muvaffaqiyatga erishishga imkon berdi.


Uzluksiz vaqt signallari va tizimlari
Signallarni qayta ishlash biz ishlamoqchi bo'lgan ma'lumotlar turiga kirishdan boshlanadi. Tabiatdan kelib chiqadigan ko'plab signallar vaqt bo'yicha uzluksizdir va shuning uchun ishlov berish analog signallarni yig'ish tizimlarini o'z ichiga olishi kerak, so'ngra agar ishlov berilsa, uzluksiz vaqt tizimini amalga oshirish butun yo'lda analog bo'lib qoladi. Shu bilan bir qatorda, asl uzluksiz vaqt signali cheklangan spektral ma'lumotni o'z ichiga oladi deb faraz qilsak, uzluksiz vaqt signalini aniq ifodalovchi ketma-ketlikni yaratish uchun uni namuna olishimiz mumkin1. Ushbu oxirgi shaklda signalni qayta ishlash uchun ilg'or raqamli integral mikrosxemalar texnologiyasidan foydalanish mumkin. Biroq, ko'pgina real hayot ilovalari hali ham hech bo'lmaganda ishlov berishning qabul qilish va aktuator bosqichlarida uzluksiz vaqt signallarini qayta ishlashni o'z ichiga oladi.

1.1-rasm Doimiy vaqt tizimi
Uzluksiz vaqt tizimi x(t) bilan ifodalangan analog kirish signalini chiqish signaliga aylantiradi 1.1 -rasmda tasvirlanganidek , y(t) bilan ifodalanadi . Ushbu xaritalashning umumiy ko'rinishi
y(t)=H{x(t)},
Bu yerda H{·} uzluksiz vaqt tizimi tomonidan bajariladigan amalni bildiradi. Agar tizim chiziqli va vaqt o'zgarmas (LTI) bo'lsa, tizimning xaritalash xususiyatlarini tavsiflash uchun bir nechta vositalar mavjud. Odatda, tizimlarning umumiy tavsifi differensial tenglamadan iborat bo'lib, uni o'z navbatida Laplas konvertatsiyasi yordamida echish va tahlil qilish mumkin. LTI tizimlarining asosiy xususiyati ularning impuls javoblari orqali to'liq ifodalanishidir. Chiziqli bo'lmagan tizimning harakatini tahlil qilish ancha murakkab, chunki uni impulsli javob bilan to'liq tavsiflab bo'lmaydi.
Davriy va davriy bo'lmagan uzluksiz vaqt signallari bilan ishlashning yana bir muhim vositalari mos ravishda Furye seriyasi va Furye transformatsiyasidir Furye va Laplas o'zgarishlari bir biri bilan chambarchas bog'liq bo'lib, LTI tizimlariga qo'llanganda uzluksiz vaqt signallarining harakatini tavsiflash uchun muhim vositadir.
Laplas konvertatsiyasi uzluksiz va real (vaqt) o'zgaruvchining vaqt sohasi davriy bo'lmagan funksiyasini ifodalash uchun mos keladi, natijada uzluksiz va murakkab chastota o'zgaruvchisining chastota-domenli davriy bo'lmagan funksiyasi paydo bo'ladi.

Furye konvertatsiyasi uzluksiz va real (vaqt) o‘zgaruvchining vaqt sohasi davriy bo‘lmagan funksiyasini uzluksiz va xayoliy chastota-domenli davriy bo‘lmagan funksiyasi bilan ifodalash uchun qo‘llaniladi.