Bosh sahifa > Ko'rgazma > Kontent

Raqamli signalni ishlash domeni

Mar 11, 2019

DSP da muhandislar odatda quyidagi domenlardan birida raqamli signallarni o'rganadilar: vaqtli domen (bitta o'lchamli signallar), fazoviy domen (ko'p o'lchovli signal), chastotali domen va dalgacık domenlari. Ular qaysi domen uzatishning eng muhim xususiyatlarini va uni qo'llashni amalga oshiradigan ishlov berilishini eng yaxshi ifodalaydigan ma'lumotli taxminni (yoki turli imkoniyatlarni sinab) amalga oshirib, signalni qayta ishlash maydonini tanlaydilar. Agar o'lchash qurilmasidagi misollarning bir qatori vaqtinchalik yoki mekansal domen tavsifi ishlab chiqaradigan bo'lsa, alohida Fourier konvertatsiyasi chastotali domen tavsifini ishlab chiqaradi.


Vaqt va joylar domeni

Vaqt va kosmik sohadagi eng keng tarqalgan ishlash yondashuvi filtr deb ataladigan usul orqali kirish signalining takomillashuvidir. Raqamli filtrlash, odatda, atrofdagi namunalarning bir qatoriga kiritilgan kirish yoki chiqish signalining mavjud namunasi atrofidagi ba'zi lineer transformatsiyalardan iborat. Filtrni xarakterlashning turli usullari mavjud; misol uchun:


Lineer filter - kirish namunalarining lineer transformatsiyasi; boshqa filtrlar esa xusus emas. Lineer filtrlar superpozitsiya tamoyiliga javob beradi, ya'ni agar kirish har xil signallarning og'irlikdagi doğrusal kombinatsiyasi bo'lsa, chiqim mos keladigan chiqish signallarining o'xshash og'irlikdagi doğrusal kombinatsiyasi.

Natija filtri faqat kirish yoki chiqish signallarining oldingi namunalarini ishlatadi; Natijada bo'lmagan filtr kelgusi kirish namunalarini qo'llaydi. Odatiy bo'lmagan filtr odatda kechikish qo'shib nedensel filtrga aylantirilishi mumkin.

Vaqt-invariantli filtr vaqt o'tishi bilan doimiy xususiyatlarga ega; moslashuvchan filtrlar kabi boshqa filtrlar o'z vaqtida o'zgaradi.

Doimiy filtri vaqt bilan doimiy qiymatga yaqinlashadigan yoki cheklangan intervalda cheklangan chiqishni hosil qiladi. Mustahkam bo'lmagan filtr cheklangan yoki hatto nolinchi kiritilgan chegaralarsiz o'sib chiqishi mumkin.

Sonli impuls javob (FIR) filtri faqat kirish signallarini ishlatadi, shubhasiz, impuls javob (IIR) filtri ham kirish signali, ham chiqish signalining oldingi namunalarini qo'llaydi. FRF filtrlari har doim barqaror, IIR filtrlari esa beqaror bo'lishi mumkin.

Filtrni blok diagrammasi bilan ifodalash mumkin, bu keyinchalik apparat yo'riqnomalari bilan filtrni qo'llash uchun namuna olish algoritmini olish uchun ishlatilishi mumkin. Filtrni farqlar tengligi, zeroslar va qutbalar to'plami yoki impulsli javob yoki bosqichma javob sifatida tasvirlash mumkin.


Har qanday kirish uchun chiziqli raqamli filterning chiqishi kirish signalini impulsli javob bilan konvertatsiya qilish yo'li bilan aniqlanishi mumkin.


Chastotali domen

Sinovlar odatda Fourier konvertatsiyasidan foydalanish orqali chastota domeniga vaqt yoki kosmik domendan aylanadi. Fourier konvertatsiyasi vaqtni yoki bo'shliq ma'lumotini har bir chastotaning kattaligi va o'zgarishlar komponentiga o'tkazadi. Ba'zi ilovalar bilan, fazaning chastota bilan qanday o'zgarganligi muhim ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. Fazli ahamiyatga ega bo'lmagan hollarda, odatda Fourier konvertatsiyasi har bir chastota komponentining kattaligi bo'lgan quvvat spektriga aylantiriladi.


Chastotana domenida signallarning tahlili uchun eng keng tarqalgan maqsad signal xususiyatlarini tahlil qilishdan iborat. Muhandis kirish signalida qaysi chastotalar mavjudligini aniqlash uchun spektrni o'rganishi mumkin. Chastotani tahlil qilish spektr yoki spektral tahlil deb ham ataladi.


Filtrni, ayniqsa, real vaqtda bo'lmagan ishlarda, filtrni qo'llash, keyinchalik vaqt domeniga aylantirish uchun chastotali domenga ham erishish mumkin. Bu samarali dastur bo'lishi mumkin va asosan filtr filtrlariga mukammal yaqinlashtirilgan har qanday filtr javobini berishi mumkin.


Ba'zi tez-tez ishlatiladigan chastotali domenlarning o'zgarishlari mavjud. Misol uchun, cepstrum, Fourier konvertatsiya qilish orqali chastota domeniga signalni o'zgartiradi, logarifmani oladi, keyin boshqa Fourier konvertatsiyasini qo'llaydi. Bu asl spektrning harmonik tuzilishiga urg'u beradi.


Z-tekislik tahlil

Raqamli filtrlar ham IIR va FIR turlarida keladi. FIR filtrlari juda ko'p afzalliklarga ega, ammo hisob-kitoblarga nisbatan talabchan. FIR filtrlari doimo barqaror bo'lsa-da, IIR filtrlari beqaror va salbiy holga kelishi mumkin bo'lgan teskari aloqa nuqtalari mavjud. Z-konvertatsiya qilish raqamli IIR filtrlarining barqarorligi masalalarini tahlil qilish vositasi. Analog IIR filtrlarini loyihalashtirish va tahlil qilish uchun ishlatiladigan Laplace konvertatsiyasiga o'xshaydi.


Wavelet

JPEG2000 da ishlatiladigan 2D diskret dalgacık konvertatsiya qilishning misoli. Asl tasvir yuqori frekanslı filtrlangan bo'lib, har biri original tasvirdagi yorqinlikdagi (tafsilotlar) mahalliy o'zgarishlarni tasvirlaydigan uchta katta tasvirni keltirib chiqaradi. Keyinchalik past-o'tkazgich filtri va pastga chizilgan, bu taxminiy tasvirni keltirib chiqaradi; bu tasvir uchta kichikroq tafsilotli tasvirni ishlab chiqarish uchun yuqori o'tkazgichli filtriga ega va yuqori pastdagi yakuniy yaqinlashtiruvchi tasvirni hosil qilish uchun past-pass filterlanadi.

Raqamli tahlil va funktsional tahlilda diskret dalgacık konvertatsiyasi (DWT) dalgacıkların tartışılmakta bo'lgan dalgacık konvertatsiya qilish. Boshqa dalgacıklı transformatsiyalarda bo'lgani kabi, Fourier transforms'teki asosiy afzalligi ham vaqtinchalik piksellar sonini tashkil etadi: u ham chastota va joy haqida ma'lumotni oladi. Birgalikda vaqt chastotasini aniqligi vaqt chastotasining noaniqlik printsipi bilan cheklanadi.