پردازش سیگنال وپردازش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 36

فصل 1

« پردازش سیگنال دیجیتال و سیستم های DSP »:

سیستم پردازش سیگنـال به هر سیستمی گفته می شود که از این دانش بهره می برد . پردازش سیگنال دیجیتال کاربرد اعمـــال حسابی بر روی سیگنالها می باشد که بصورت رقمی نمایش داده می شوند سیگنالها همانند دنباله ای ازنمونه هانشان داده می شوند.غالباًاین نمونه ها ازسیگنالهای فیزیکی ( همانند سیگنالهای صوتی ) با استفاده از تراگردانها ( همـانند میکروفن ) و مبدلهای A/D بدست می آیند . بعـد از پردازش حسابی،سیگنالهای دیجیتال می بایست توســط مبدلهای D/A به سیگنالهای فیزیکی تبدیل شوند .

DSP در بعضی از سیستم ها برای اعمال سیستم نقش کانونی دارد.مثلاً مودمهاوتلفن های سلولی دیجیتال بطور قابل ملاحظه ای بر اساس فن آوری های DSP طراحــــــی می شوند . در محصولات دیگر نقش DSP از مرکزیت کمتری برحوردار است اما اغلب در موارد کارایی ، ویژگیها و هزینه از مزایای بسیار مهم و قابل رضایتی برخوردار می باشد . مثلاً سازندگان قطعــات آنالوگ همــــــانند تقویت کننده های صوتی در حال بکارگیری فن آوری های DSP جهت کیفیت بهتر

می باشند .

بخش چشــم اندازی کلی بر پردازش سیگنال است . ابتدا در مورد مزیت DSP بر سیستم آنالوگ بحث شده سپس بعضی از ویژگیها و مشخصـات سیستم های DSP بصورت کلی بررسی می شود.درپایان نتیجه گیری با نگرشی خلاصه به بعضی ازکلاسهای مهم کاربردهای DSP انجام می شود .

مزایای DSP :

پردازش سیگنال دیجیتال نسبت به آنالوگ چندین مـزیت دارد . مهمترین مزیت این است که سیستم های DSP قادرند وظایف سنگینی را که تحقق آنهـا به کمک الکترونیک آنالوگ پیچیده و یا غیرممکن خواهد بودپیاده سازی کنند.مثال این کاربردهاسنتزگفتار، تشخیص گفتار و مودمهای سرعت بالا می باشد که از کدینگ تصحیح خطا بهره می برند. همه این وظایف ترکیبی از پردازش سیگنال و کنترل می باشند که غالباً پیاده سازی آنها توسط فــن آوری های آنالوگ پیچیده است . علاوه بر این سیستم های DSP نسبت به آنالوگ دو مزیت اضافی نیزدارند :

« عدم حساسیت به محیط » : سیستم های دیجیتـــــال به تغییرات شرایط محیطی کمتر حساس می باشند . رفتار مدار آنالوگ بسته به دما است . در مقایسه عمل سیستم DSP به محیط آن (خشک یا مرطوب ) وابسته نمی باشد . در هر صورت سیستمDSP پاسخ یکسانی خواهد بود .

«عدم حساسیت به تغییر عناصر » : قطعـات آنالوگ با تلورانس همراهند . پاســخ کلی یک سیستم آنالوگ به مقادیر داخلی اش وابسته است . بنابراین دوسیستم آنالوگ که بطوردقیق همانند یکدیگرطراحی شده باشند بسته به تغییرعناصرشان پاسخهای متفاوتی خواهند داشت.در مقایسه عناصر دیجیتال همواره خروجیهای مشابه برای ورودی های مشابه تولید خواهند کرد .

این دو مزیت بصورت زیر نیز بیان می شوند :

« رفتارتکرار پذیر و پایدار» : از آنجاییکه خروجی سیستم DSP به عوامل محیطی یا تغییر عناصر حساس نمی باشد لذا این امکــان وجود دارد که سیستم هایی با پاسخهای شناخته شده ، دقیق وثابت داشته باشیم.نهایتاً بعضی ازسیستم های DSP ممکن است دو مزیت دیگر نیز نسبت به آنالوگ داشته باشند.

« قابلیت برنامه ریزی » : اگریک سیستمDSP براساس پردازنده های برنامه پذیر طراحی شود ، می توان آن را مجدداً برنامه ریزی نمود بطوریکه وظایف دیگری را انجام دهد . در مقایسه سیستم های آنالوگ ازلحاظ فیزیکی به عناصرمتفاوتی نیازداشته تا وظایف متفاوتی را انجام دهند .

« اندازه » : اندازه اجزاء آنالوگ بسته به مقــادیرشان متغیر است . برای مثـال یک خازن MF 100که در فیلتـــر آنالوگ استفاده می شود از خازن PF 10 که در فیلتر دیگری بکار می رود بزرگتر است.اما ممکن است تحقق دیجیتال هردو فیلتراندازه مشابه ای داشته باشد . حتی ممکن است از سخت افزار یکسانی که تنها در ضرایب فیلتر متفاوت است استفاده شود .گاهگاهی ممکن است این پیاده سازی از هر دو تحقق آنالوگ نیز کوچکتر باشد .

این مزایا و توجه به فرآیندهای ساخت IC با استفاده از فن آوریهای DSP و مزیت آن در این فن آوری منجربه این واقعیت می شودکهDSP انتخاب وراه حلی مناسب وبهینه برای پردازش سیگنال به حساب آید .

مشخصات سیستم های DSP :

در این بخش برخی از مشخصات عمومی در همه سیستم های DSP نظیر الگوریتم ها،نرخ نمونه برداری ، نرخ CLOOK و انواع حساب توصیف می شوند .

الگوریتم ها :

سیستم های DSP اغلب به وسیله الگوریتم هایی که بکار می برند ، مشخــص می شوند . الگوریتم اعمال حسابی را که می بایست انجام شوند ، مشخص کرده امـــا نحوه پیاده سازی آن محاسبات رامعلوم نمیکند.ممکن است درنرم افزارو بروی یک ریزپردازنده معمولی یا ریزپردازنده سیگنال قابل برنامه ریــزی پیاده سازی با توجه به نیازمندیهای سرعت و دقت حسابی می باشد. جدول ( 1-1 ) بعضی از انواع عمومی الگوریتم های DSP و برخی از کاربردهایی را که عموماً این الگوریتم ها در آنها اسنفاده می شوند نشان می دهد .

نرخ نمونه برداری :

مشخصه کلـیدی یک سیستم DSP نرخ نمونه برداری آن است . نرخی که در آن نمونه ها گرفته ، پردازش و یا تولید می شوند.با توجه به پیچیدگی الگوریتم،نرخ نمونه برداری سرعت مورد نیاز را در فن آوری پیاده سازی معین می کند . یک مثال معروف پخش CD صوتی می باشد که در آن نمونه ها با نرخ 44.1 کیلو هرتز روی دو کانال تولید می شوند .

البته یک سیستم DSP ممکن است بیشتر از یک نرخ نمــونه برداری داشته باشد . به این قبیل سیستم ها، سیستم های DSP چند نرخی گفته می شود . مثـال آن تبدیل نرخ نمونه های CD از 44.1KHZ به نرخ نوار صوتی دیجیتال یا 48KHZ می باشد . بدلیـــل پیچیدگی نسبت بین این نرخ ها ، معمولاً تبدیل در مراحلی انجام می شود ( معمولاً با حدفاصل حداقل دو نمونه ) مثال دیگر الگوریتم چند نرخی یک بانک فیلتر است که در کاربردهایی نظیر کدکردن صــــدا، ویدئو و گفتار استفاده می شود . بانکهای فیلتر معمولاً شامل مراحلی هستند که سیگنال را به بخشهای فرکانس بالا و پایین تقسیم می کنند. آنگاه این سیگنالهای جدید با نرخ کمتر نمونه برداری شده مجــدداً تقسیم می شوند . در کاربردهای چند نرخی نسبت بین بالاترین و پایین ترین نرخ نمونه بـرداری در سیستم می تواند کاملاً بزرگ باشد. گاهگاهی به 000،100 ممکن است برسد .

محدوده نرخ های نمونه برداری که درسیستم های پردازش سیگنال وجود داردوسیع است در شکل ( 1-1 )کلاسهـــــای کاربردها بهمراه پیچیدگی الگوریتم و نرخ نمونه برداری افزایش

می یابد . الگوریتم هایی که در نــرخ های بالاتر استفاده می شوند به نظر می رسد که ساده تر از آنهایی باشند که در نرخ کمتر بکار می روند .

بسیاری از سیستم های DSP می بایست با سرعت بسیار بالا کار کنند چرا که بتوانند روی بخشهای طولی سیگنالهای ورودی به صورت بلادرنگ عملیات انجام دهند . انواع دیگر سیستم ها