پردازش سیگنال

پردازش سیگنال یک تکنولوژی راهبردی است که به کمک آن نظریه‌های بنیادی، برنامه‌های کاربردی، الگوریتم‌ها، و پیاده‌سازی پردازش و انتقال اطلاعات در فرمت‌های فیزیکی، نمادین و یا انتزاعی را که به عنوان سیگنال شناخته می‌شود را شامل می‌شود. این علم با استفاده از نمایش‌های ریاضی، احتمالی، اکتشافی، زبانشناسی و روش‌هایی برای نمایش مثل مدل کردن، آنالیز، سنتز، اکتشاف، بازیابی و … استفاده می‌کند.[1]

انتقال سیگنال‌های الکترونیکی با استفاده از پردازش سیگنال. مبدل‌ها امواج فیزیکی را به امواج از نوع جریان الکتریکی یا ولتاژ تبدیل می‌کنند، که پس از آن پردازش می‌شوند، و به شکل امواج الکترومغناطیسی دریافت شده و توسط مبدل دیگری به شکل نهایی خود تبدیل می‌شوند.

تاریخچه

با توجه به الن وی. اوپنهایم و رنالد شافر، اصول اولیه پردازش سیگنال در روش‌های آنالیز عددی کلاسیک در قرن ۱۷ یافت می‌شود. اوپنهایم و شافر اشاره کرده‌اند که «دیجیتالی ساختن» یا پالایش دیجیتالی این روش‌ها درسیستم‌های کنترلی در سال‌های ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ یافت می‌شود.[2]

زمینه‌های کاربرد
لرزه‌ای پردازش سیگنال

در سیستم‌های ارتباطی پردازش سیگنال ممکن است در زمینه‌های زیر رخ دهد:

دستگاه‌های معمولی

روش‌های ریاضی کاربردی

دسته‌بندی‌ها

پردازش سیگنال آنالوگ

پردازش سیگنال‌های آنالوگ برای سیگنال‌هایی است که دیجیتال نشده‌اند، مانند رادیوها، تلفن‌ها، رادارها و سیستم‌های تلویزیونی قدیم که شامل مدارهای الکترونیکی غیرخطی و خطی هم می‌شود. مدارهای خطی همچون فیلترهای منفعل فیلتر، فیلترهای جمع‌کننده، انتگرال‌گیر و خطوط تأخیر هستند. مدارهای غیرخطی شامل اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ و حلقه قفل شده فاز می‌شوند.

پردازش سیگنال‌های پیوسته در زمان

پردازش سیگنال‌های پیوسته در زمان برای سیگنال‌هایی است که با تغییرات پیوسته دامنه، بدون در نظر گرفتن بعضی نقاط منقطع، تغییر می‌کنند.

روش‌های پردازش سیگنال شامل: دامنه زمان، دامنه فرکانس و دامنه فرکانس‌های مختلط می‌باشند. این فناوری عمدتاً در رابطه با مدل‌کردن سیستم‌های خطی تغییرناپذیر با زمان پیوسته، تجمیع پاسخ حالت صفر سیستم، تنطیم تابع سیستم و فیلتر پیوسته در زمان سیگنال‌های قطعی بحث می‌کند.

پردازش سیگنال‌های گسسته در زمان

پردازش سیگنال‌های گسسته برای سیگنال‌هایی است که تنها در نقاط گسسته‌ای از زمان نمونه‌برداری شده‌اند و فقط در زمان و نه مقدار کوانتیده هستند.

پردازش سیگنال آنالوگ پیوسته در زمان فناوری است که بر پایهٔ دستگاه‌های الکترونیکی مدارهای نمونه برداری و نگه‌داری ،مالتی پلکسر و خطوط تأخیر آنالوگ بنا شده‌است. این فناوری، نمونه اسبق پردازش سیگنال‌های دیجیتال (اشاره شده در قسمت بعد) می‌باشد، و همچنان در پردازش پیشرفته سیگنال‌های گیگاهرتز استفاده می‌شود.

مفهوم پردازش سیگنال‌های گسسته در زمان همچنین به مفاهیم و اصولی اشاره دارد که پایه‌ای ریاضی برای پردازش سیگنال‌های دیجیتال فراهم می‌کند، بدون در نظر گرفتن خطای کوانتیده بودن.

پردازش سیگنال دیجیتال

پردازش سیگنال‌های دیجیتال پردازش نمونه‌های سیگنال در زمان‌های گسسته می‌باشد. پردازش توسط رایانه‌ها یا با مدارهای دیجیتال همچون مدارهای مجتمع با کاربرد خاص، مدارهای مجتمع برنامه‌پذیر یا پردازنده‌های سیگنال دیجیتال انجام می‌گیرد. عملیات‌های معمول ریاضی شامل نمایش نقطه ثابت، ممیز شناور، مقدار حقیقی یا مختلط اعداد، ضرب و جمع از این جمله می‌باشند. بعضی دیگر از عملیات‌های معمول توسط دایره بافر و جدول‌های look-up توسط سخت‌افزار پشتیبانی می‌شوند. مثال‌های از این الگوریتم‌ها تبدیل فوریه سریع (FFT)، فیلترهای FIR، فیلترهای IIR، و فیلتر تطبیقی می‌باشند.

غیر خطی پردازش سیگنال‌های غیرخطی

پردازش سیگنال‌های غیر خطی شامل آنالیز و پردازش سیگنال‌های تولید شده توسط سیستم‌های غیرخطی می‌باشد که می‌تواند در دامنه زمان یا فرکانس باشد.[6] سیستم‌های غیرخطی می‌توانند رفتارهای پیچیده‌ای همچون چند شاخه ای، نظریه آشوب، هارمونیک تولید کنند که با روش‌های خطی قابل بررسی نیست.

جستارهای وابسته

یادداشت‌ها و منابع
  1. Moura, J.M.F. (2009). "What is signal processing?, President's Message". IEEE Signal Processing Magazine. 26 (6). doi:10.1109/MSP.2009.934636.
  2. Oppenheim, Alan V.; Schafer, Ronald W. (1975). Digital Signal Processing. Prentice Hall. p. 5. ISBN 0-13-214635-5.
  3. Anastassiou, D. (2001). =&arnumber= 939833&url =http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D939833 Genomic signal processing Check |url= value (help). IEEE.
  4. Boashash, Boualem, ed. (2003). Time frequency signal analysis and processing a comprehensive reference (1 ed.). Amsterdam: Elsevier. ISBN 0-08-044335-4.
  5. Stoica, Petre; Moses, Randolph (2005). Spectral Analysis of Signals (PDF). NJ: Prentice Hall.
  6. Billings, S. A. (2013). Nonlinear System Identification: NARMAX Methods in the Time, Frequency, and Spatio-Temporal Domains. Wiley. ISBN 1-119-94359-0.

پیوند به بیرون
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.