Сигналдарды талдау міндеттері

Сигналдарды өңдеу не үшін қажет? Сигнал кейбір информацияны тасымалдайтын физикалық шама болып табылады. Бірақ сигналда әдетте бөгеулер де болады. Сигналды өңдеу сол бөгеулерді алып тастап, керекті информацияны бөліп алу үшін қажет болады екен. Яғни сигналдарды өңдеу ластанған суды тазартуға ұқсайды, бұл тазартудың негізгі мақсаты – суда бар болған элементтерді (құраушыларды) керекті мен керексіздерге ажыратып алу.
Талдау сигналды өңдеудің түйінді компоненттерінің бірі болып табылады. Талдаудың үш негізгі құраушысын бөлуге болады:
• сигналдың сандық параметрлерiн анықтау;
• сигналды элементар құраушыларға жiктеу (бұл жіктеу сигнал құраушыларды жеке қарастыру үшін, немесе басқа сигналдың қасиеттерімен салыстыру үшін жасалынады);
• әртүрлi сигналдардың “ұқсастығы” дәрежесiн санды түрде өлшеу.
Кейбір объектпен жіберілетін сигналды талдау бұл объекттің қасиеттері, сол қасиеттердің өзгеру себептері туралы мәлімет береді, бұл объекттің бақыланып отырған өзгерістерінiң себептерiн айқындап, оның кейiнгi даму жолдарын болжауға мүмкiндiк бередi.

Сигналдар классификациясы
Сигнал деп жалпы жағдайда бiр шаманың басқа шамаға тәуелдiлiгiн айтады, яғни математикалық тұрғыдан сигнал функция б.т.
Әдетте тәуелсіз шама болып уақыт табылады, бірақ ол басқа да болуы мүмкін. Мысалы, информацияның оптикалық өңдеу жүйелерінде жарық қарқындылығының кеңістіктік координаталарға тәуелділігі сигнал ретінде қарастырылады. Телевизиялық бейнені де сигнал деп санауға болады, мұнда экранның нүкте жарықтылығының координаталарға тәуелділігі қарастырылады. Бұл екі тәуелсіз шамасы бар сигналдың мысалы. Мұндай сигналдаржы екіөлшемді д.а.
Сөйтіп, сигналдың физикалық табиғаты кез-келген бола алады, жиі ол кернеу болады, басқа да көптеген физикалық шамалар болуы мүмкін. Сондықтан курс мазмұнымен танысу физиканың кез-келген саласында тиiмдi ғылыми жұмыс жасауға көмек көрсетедi.

Сигнал дәлме-дәл белгілі болуына, не болмауына байланысты детерминді және кездейсоқ сигналдарды бөледі.
Детерминді сигнал толығымен белгілі болады, оның кезкелген уақыт мезетіндегі мәнін дәлме-дәл анықтауға болады.
Кезлейсоқ сигнал кезкелген уақыт мезетінде кездейсоқ шама б.т., ол анықталған мәндерді кейбір ықтималдықпен алады. Дәл айтқанда, кез келген нақты сигнал кездейсоқ б.т., өйткені оның қалыптасуына көптеген факторлар әсер етеді, олардың барлығын еске алуға мүмкін емес.

Сигналдардың өте маңызды класы – квадраты интегралданатын сигналдар. Басқаша оларды энергиясы шектелген сигналдар д.а. Мұндай сигналдар үшін мынадай қатынас орындалады:

Сигналдар теориясының көптеген маңызды қатынастар сигналдардың энергиясы шектелген деген болжау шегінде алынған. Егер бұл шарт орындалмаса, мәселені шешу үшін басқа тәсілдерді пайдалану қажет болады.
Тағы бір талдау әдістерге елеулі әсер ететін классификацияның белгісі – периодтылық. Мұндай сигналдар үшін кез-келген t үшін s(t + пТ) = s(t) деген қатынас орындалады, мұндағы п – кез-келген бүтін сан. Т шамасы мен оған еселі 2Т, ЗТ, т.с.с шамалар сигналдың периодтары болып табылады, бірақ әдетте период деп олар ішіндегі минимал мәнін айтады, оны басқаша негізгі период деп атайды.
        
        Сигналдарды талдау міндеттеріСигналдарды өңдеу не үшін қажет? Сигнал кейбір информацияны тасымалдайтын физикалық шама болып табылады. Бірақ сигналда әдетте бөгеулер де ... ... ... сол бөгеулерді алып тастап, керекті информацияны бөліп алу үшін қажет болады ... Яғни ... ... ластанған суды тазартуға ұқсайды, бұл тазартудың негізгі мақсаты  -  суда бар болған элементтерді (құраушыларды) ... мен ... ... алу. ... ... ... ... компоненттерінің бірі болып табылады. Талдаудың үш негізгі құраушысын бөлуге болады:* сигналдың сандық параметрлерiн ... * ... ... ... ... (бұл ... сигнал құраушыларды жеке қарастыру үшін, немесе басқа сигналдың қасиеттерімен салыстыру үшін жасалынады);* ... ... ... дәрежесiн санды түрде өлшеу. Кейбір объектпен жіберілетін сигналды талдау бұл объекттің қасиеттері, сол қасиеттердің ... ... ... ... ... бұл ... ... отырған өзгерістерінiң себептерiн айқындап, оның кейiнгi даму жолдарын болжауға мүмкiндiк бередi.Сигналдар ... деп ... ... бiр ... ... ... ... айтады, яғни математикалық тұрғыдан сигнал функция б.т.Әдетте тәуелсіз шама болып уақыт табылады, бірақ ол басқа да болуы ... ... ... ... ... ... жарық қарқындылығының кеңістіктік координаталарға тәуелділігі сигнал ретінде қарастырылады. Телевизиялық бейнені де сигнал деп санауға болады, мұнда экранның ... ...        ... тәуелділігі қарастырылады. Бұл екі  тәуелсіз шамасы бар ... ... ... ... ... ... сигналдың физикалық табиғаты кез-келген бола алады, жиі ол кернеу болады, басқа да көптеген физикалық шамалар ... ... ... курс ... танысу физиканың кез-келген саласында тиiмдi ғылыми жұмыс жасауға көмек көрсетедi.Сигнал дәлме-дәл белгілі болуына, не болмауына байланысты детерминді және ... ... ... ... ... толығымен белгілі болады, оның кезкелген уақыт мезетіндегі мәнін дәлме-дәл анықтауға болады.Кезлейсоқ ... ... ... ... ... шама б.т., ол ... ... кейбір ықтималдықпен алады. Дәл айтқанда, кез келген нақты ... ... б.т., ...  оның ... көптеген факторлар әсер етеді, олардың барлығын еске алуға ... ... өте ... ...  -  ... ... ... Басқаша оларды энергиясы шектелген сигналдар д.а. Мұндай сигналдар үшін мынадай қатынас орындалады:Сигналдар теориясының көптеген ... ... ... ... ... деген болжау шегінде алынған. Егер бұл шарт орындалмаса, мәселені шешу үшін басқа тәсілдерді пайдалану қажет ... Тағы бір ... ... ... әсер ... ... белгісі  -  периодтылық. Мұндай сигналдар үшін кез-келген t үшін s(t + пТ) = s(t) ... ... ... ... п  -  ... бүтін сан. Т шамасы мен оған еселі 2Т, ЗТ, т.с.с ... ... ... болып табылады, бірақ әдетте период деп олар ішіндегі минимал мәнін айтады, оны басқаша негізгі ... деп ... кері шама ... ... ... деп ... f = 1/T. Жиі циклдік (дөңгелектік) жиілік ұғымы қолданылады: =2f, [] = рад./с.Кезкелген периодты ... ... ... ... ... (әрине, егер сигнал  теңбе-тең нольге тең болмаса).Сигналдарды өңдеу техникасында маңызды роль атқаратын ... ... ... ... s(t) = A cos( t + ).Келесі класс  -  ұзақтығы шектелген сигналдар, басқаша оларды ... ... ... ... анықталған сигналдар д.а.Егер мұндай сигналдың екінші текті үзілістер болмаса, оның энергиясы шектелген ... ... ... ... импульсті мен өшетін сигналдарды бөлуге болады.  Импульсті сигналдардың энергиясын уақыттың ... ... ... ... ...  -  ... ... уақыттың жеткілікті ұзақ аралығында жоққа айналатын сигналдар.Импульсті сигналдарға өте маңызды, тесттік (тексергіш) сигнал ретінде қолданатын дельта-функ - ция да жатады. ... (t), ... ... функциясы,  - функция аргументі нөлге тең болған нүктеде орналасқан амплитудасы шексіз жоғары ... ... ... ...  1-ге тең:29317952127251 сурет. s(t) = (t) + 2 (t - 1) ... ... 001 ... s(t) = (t) + 2 (t - 1) ... графигі Дельта-функция сүзбелеу қасиетке ие:Дельта-функция өлшемділігі оның аргументының өлшемділігіне кері. (t) ... ... ... да (ол ... ... қосу ... деп те аталады) радиотехникада өте маңызды болып табылады:217170033655004303395187960Рис. 2. Бірлік секірме функциясы 00Рис. 2. ... ... ... ... ... ЖӘНЕ ... СИГНАЛДАРАлғашқы физикалық сигнал әдетте уақыттың үздіксіз функциясы болып табылады. Мұндай, уақыттың барлық мезеттерінде анықталған сигналдар аналогтық  (analog) деп ... ... ... ... ... ... дискреттік қатар (discrete series) болып табылатын сандар тізбегі түрінде беріледі де, аналогтық сигналға толығымен сай келе алмайды. ... ... ... ... болса, мұндай қатар уақыттық қатар деп талады). Тізбекті құрайтын сандар сигналдың жеке ... ... ... мәндері болып табылады да, сигналдар санақтары (samples) деп ... ... ... ... периоды (немесе дискреттеу аралығы, қадамы  --  sample time) деп аталатын уақыттың бірдей аралықтарынан кейін алынады. ... ... кері шама ... ... ... frequency) деп аталады: fД = 1/Т. Оған сай дөңгелектік жиілік: Д  = 2 /Т.Аналогты сигналды ... ... ... ... ... (sampling) деп, ал бұл түрлендірудің нәтижесі  --  дискреттік сигнал деп аталады. Дискреттеу ... ... ... ... айнымалы) бойынша да, сигналдың мәні бойынша да өткізіле алады. Бірінші жағдайда ол таңдама алу операциясы, немесе жай ... деп, ал ... ...  -  ... ... ... кванттау) (quantization) деп аталады, кванттау кезінде пайда болатын жуықтау қателіктері кванттау қателіктері ... ... ... error, ... noise) деп ... ... ... дискреттелген, бірақ деңгей бойынша квантталмаған сигнал дискретті (discrete-time) сигнал деп аталады. Уақытта да дискреттелген, деңгей бойынша да ... ... ... ... ... деп ... ... бойынша квантталған, бірақ уақытта үздіксіз сигналдар іс жүзінде сирек кездеседі. 1 сурет. Аналогтық (сол жақта), дискреттік ... ... (оң ... ... ... ... түрлендіруі аналогты-цифрлі түрлендіргіш (АЦП; Analog-to-Digital Converter, ADC) көмегімен жүзеге асырылады. 2 сурет. ... ... ... ... ... ... өңдеуді тек цифрлік сигналдар үшін жасауға болады. Бірақ біз көбінесе дискретті сигналдар мен оларды өңдеу әдістерін ... ... ... байланысты эффектерді көбінесе еске алмауғаболады: кванттау қателіктері мәліметтерді жинау мен өңдеу барысында ... ... ... ... ... аз ... Бірақ егер үздіксіз кіріс сигнал кванттау шкаласының аз бөлігін алса, кванттау ... ... ... Сондықтан үздіксіз процес мәндерінің өзгеріс диапазоны  кванттау шкаласының айтарлықтай бөлігін алғанына ұмтылу керек. Найквист жиілігі. ... ... ... ... ... ... бірі  -  дискреттеу периодын таңдау мәселесі. Жалпы жағдайда сигналды дискретті санақтар жыйынтығымен беру информацияның ... ... ... ... біз ... санақтар арасындағы жүрісі туралы ешнәрсе білмейміз. Неғұрлым дискреттеу периоды көп, ал кванттау өрескел болса, соғұрлым сигналды көрсету үшін аз ... ... ... болады (демек бұл мәліметтерді сақтау үшін керекті жадының көлемі мен оларды өңдеу үшін қажетті уақыт аз болады), бірақ сигнал ... ... ... ... көп ... Бірақ оларды дискреттеу информацияның жоғалуына әкелмейтін және өздерінің дискретті санақтар жыйынтығы негізінде толығымен алғашқы (аналогты) түрде қайта тұрғызыла алатын сигналдар бар ... ... ... өның ... ... ... дұрыс беруге болады, бірақ ол үшін бұл сигналдың жиілігі дискреттеу жиілігінің жартысынан (бұл жиілікті ... ... (Nyquist ... деп ... fN = fД ... N=Д /2= /Т) көп болмау тиіс. Бұл шарт немен байланысты ... 1 ... ... Дискреттеліп отырған гармониялық сигналдың жиілігі мен Найквист жиілігі арасындағы қатынасқа байланысты үш жағдай болуы мүмкін:* Егер ... ... ... ... ... көп болса (былайша айтсақ, дискреттеу периоды гармониялық сигнал периодының жартысынан көп болса), дискретті санақтар негізінде (олар ... ... ... ... ... ... сигнал (ол пунктир сызықпен көрсетілген) сондай-ақ гармониялық болады, бірақ оның жиілігі өзгеше (төмен) болады (1в сурет). Бұл ... ... ... ... ... ... жиіліктердің ауысуы, жасырынуы) (aliasing) деп аталады. ЕСКЕРТУ 	Периодты процестерді дискреттеу ... ... ... ... ... дөңгелектерінің) кино- не видеотүсіруі кезінде көрнекі түрде білінеді. Дискреттеу жиілігі (кадрлар ауысу жиілігі) жеткілікті жоғары болмағандықтан, тез айналатын дөңгелек ... не баяу ... ... де кезкелген жаққа) көрінуі мүмкін.-----------------------------------------------------------------------------* Егер гармониялық сигналдың жиілігі Найквист жиілігіне тең болса (дискреттеу периоды ... ... ... ... тең ... дискретті санақтар негізінде (олар суретте дөңгелектермен көрсетілген) жиілігі дұрыс аналогты гармониялық сигнал (ол да пунктир сызықпен көрсетілген) қайта ... ... ... оның ... мен ... ... ... мүмкін (1б сурет). Ең нашар жағдайда синусоиданың ... ... ... ... тең ... шығу ... Егер ... сигналдың жиілігі Найквист жиілігінен аз болса (яғни дискреттеу периоды гармониялық сигнал периодының жартысынан аз болса), дискретті ... ... ... дөңгелектермен көрсетілген) аналогты сигналды дұрыс қайта тұрғызуға мүмкіндік береді (1а сурет). Мында таңдаманың барлық нүктелері арқылы ... ... ... ... ... да ... бар деген күдік пайда болады. Бірақ бұл жағдайда тек ... ... ... ... ... ... дәлелденеді екен.Рис. 1. Дискретизация гармонических сигналов с разной частотойАл ... емес ... ... ... ... ... ... ма? Котельников теоремасы бойынша өздерінің дискретті санақтары негізінде дәлме-дәл ... ... ... аналогты сигналдардың тобы бар екен:спектрінде жиіліктері кейбір fв  мәнінен жоғары құраушылары жоқ кезкелген ... егер оның {s(kT)} ... ...  1/(2fN )=T       1/(2fв )=/в  ... ... Т ... алынса, сол санақтармен толығымен анықталады (информацияны жоғалтусыз (бірмәнді түрде) беріледі, (көрсетіледі)). Былайша айтсақ, спектрінде жиіліктері кейбір fв  ... ... ... жоқ ... s(t) ... егер fв fN  болса, өзінің санақтары ...  ... ... ... тұрғызыла алады. Смысл выражения  деген сөздердің мағынасын кейін, сигналдардың Фурье-талдау тақырыбын өткеннен соң, түсінесіндер, ал әзірше  деп ... ... ... ... Котельников теоремасы Найквист теорема, немесе дискреттеу теоремасы (sampling theorem) деп аталады.-----------------------------------------------------------------------------Ал егер алғашқы сигналда жоғарылау ... (f > fN) ... онда олар [0, fN] ... ... де, бұл аралықтың төмендеу жиіліктерден айырылмайды. Таңдама жасаудан кейін (дискреттеуден соң) бұл құбылыстан құтылуға ... емес ... ... ... ... ... аналогты сигналдан жиіліктері Найквист жиілігінен жоғары құраушыларды алып тастау қажет. Ол үшін сигналды АЦТ (аналогты -цифрлік түрлендіргіш) алдында қосылатын төменжиілікті ... ... ... ... ... төменжиілікті сүзбелерді ауысуға қарсы сүзбелер деп атайды.  
        
      

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 5 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Енгізу/шығару параллельді порты4 бет
Жаңажол мұнай газ өңдеу кешенінің №4 зауытының басты компрессорлық станциясының автоматтандырылуын жобалау21 бет
Linux операциондық жүйесінде kill функциясын оқып үйрену және оны Си тілінде программалау24 бет
USB Модем түсінігі9 бет
Ақпаратты басқару жүйелер мен деректерді тарату пәнінен курстық жобаны орындауға арналған әдiстемелiк нұсқау (3601 мамандығы бойынша күндізгі және сырттай оқитын студенттер үшін)30 бет
Күшейту тізбектері жайлы4 бет
Педагогиканы оқыту әдістемесінің әдіснамалық негіздері40 бет
Радиотехникалық сигналдар. Олардың классификациясы3 бет
Сандық өңдеудің құрылуы және ролі5 бет
Сигнал түсінігі және оның моделі7 бет


Исходниктер
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь