Цифрова обробка сигналів

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Цифрова обробка сигналів (ЦОС, DSP - англ. digital signal processing) - перетворення сигналів, представлених у цифровій формі.

Будь який безперервний (аналоговий) сигнал s(t) може бути підданий дискретизації по часу і квантуванню по рівню (оцифровуванню), тобто представлений в цифровій формі. Якщо частота дискретизації сигналу F_d не менше, ніж подвоєна найвища частота в спектрі сигналу F_{max} (тобто F_d\geq2\cdot F_ {max} ), то отриманий дискретний сигнал s(k) буде еквівалентним сигналу s(t) за методом найменших квадратів (МНК) (див.: Теорема Котельникова).

За допомогою математичних алгоритмів s(k) перетвориться в деякий інший сигнал s_1(k), який має необхідні властивості. Процес перетворення сигналів називається фільтрацією, а пристрій, що виконує фільтрацію, називається фільтр. Оскільки значення сигналів надходять з постійною швидкістю F_d, фільтр повинен встигати обробляти поточний сигнал серії до надходження наступного (частіше - до надходження наступних n відліків, де n - затримка фільтра), тобто обробляти сигнал в реальному часі. Для обробки сигналів (фільтрації) в реальному часі застосовують спеціальні обчислювальні пристрої - цифрові сигнальні процесори. Це повністю стосується не тільки безперервних сигналів, але і переривчастих, а також до сигналів, записаних на пристрої зберігання інформації. В останньому випадку швидкість обробки непринципова, так як при повільній обробці дані не будуть втрачені.

Розрізняють методи обробки сигналів у часовій (англ. time domain) і в частотній (англ. frequency domain) області. Еквівалентність частотно-часових перетворень однозначно визначається через перетворення Фур'є.

Обробка сигналів у часовій області широко використовується в сучасній електронній осцилографії і в цифрових осцилографах. Для подання сигналів в частотній області використовуються цифрові аналізатори спектра. Для вивчення математичних аспектів обробки сигналів використовуються пакети розширення (найчастіше під ім'ям Signal Processing) систем комп'ютерної математики MATLAB, Mathcad, Mathematica, Maple тощо.

В останні роки при обробці сигналів та зображень широко використовується новий математичний базис подання сигналів з допомогою «коротких сплесків» - вейвлетів. З його допомогою можуть оброблятися нестаціонарні сигнали, сигнали з розривами та іншими особливостями і сигнали у вигляді пачок.

Основні завдання[ред.ред. код]

Основні перетворення[ред.ред. код]

Цифрова обробка сигналу в передавачі [1]

* Форматування
* Кодування джерела
* Шифрування
* Канальне шифрування
* Ущільнення
* Імпульсна модуляція
* Смугова модуляція
* Розширення спектра
* Множинний доступ
* Передача сигналів

Цифрова обробка сигналу в приймачі[1]

* Прийом сигналів
* Множинний доступ
* Звуження спектра
* Демодуляція і дискретизація
* Детектування
* Розущільнення
* Канальне декодування
* Дешифрування
* Декодування джерела
* Форматування

Див. також[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]

  1. а б Скляр Б. Цифровий зв'язок. Теоретичні основи і практичне застосування. Пер. з англ. - М.: Видавничий дім «Вільямс», 2003, 1104 с., Стор.33, ISBN 5-8459-0497