Разработка устройств на основе цифровых сигнальных процессоров фирмы Analog Devices с использованием Visual DSP++

Опытному радиомастеру и любителю пригодится универсальное измерительное оборудование. Программа осциллограф для ПК поможет изучать форму цифровых и аналоговых сигналов, обрабатывать и сохранять результаты исследований. Такими наборами пользуются любители и профессионалы при настройке, поиске неисправностей и для ремонта усилителей, блоков питания, другой аппаратуры.

image Наглядное представление информации – существенное преимущество программного осциллографа

О виртуальных осциллоскопах

Любой персональный компьютер (PC) даже на «медленных» процессорах и с устаревшей операционной системой window xp подходит для совместной работы со специализированными приставками. Однако качественный виртуальный (virtual) осциллоскоп с подключением к стандартному порту usb стоит дорого. Не решает проблему тщательный поиск подходящих моделей техники на зарубежных торговых интернет-площадках. Покупка бывшего в употреблении оборудования сопряжена с повышенными сомнениями и отсутствием реальных гарантий.

Вместе с тем поверхностного изучения темы достаточно для понимания относительной простоты данной проблемы. В каждом ПК есть звуковая карта. Не вызывает чрезмерных сложностей создание регулятора-ограничителя входного сигнала. Измерения можно преобразовать в удобную форму с помощью специальной программы симулятора. Представленные ниже инструкции помогут создать виртуальный осциллограф быстро, без ошибок и лишних затрат.

Функциональные особенности

Осциллограф — понятие и конструкция прибора

Основой оборудования способен стать даже маломощный компьютер. В некоторых ситуациях предпочтительны ноутбуки. Переносные модели можно использовать для поиска неисправностей в автомобилях.

Другие функциональные особенности, заслуживающие внимания:

  • в стандартной входной цепи аудиокарты установлен разделительный конденсатор, поэтому без разборки с внесением изменений в схему получится вывести на экран только переменную компоненту сигнала;
  • минимальная амплитуда 0,5-2 мВ (определена техническими характеристиками звукового тракта);
  • максимум входного сигнала выбирают практически без ограничений, так как для нескольких десятков или сотен вольт понадобится всего лишь создать соответствующий делитель напряжения;
  • частотный диапазон также определен базовыми ТХ компьютера, как правило, от 10 Гц до 22 кГц.

Преобразование компьютера в осциллограф

Осциллограф своими руками

После уточнения исходных данных компьютера и личных потребностей приступают к выбору электрической схемы.

image Для ознакомления с профессиональными решениями можно изучить конструкции серийных измерительных приборов

Схема приставки

Для качественного воспроизведения без богатого практического опыта лучше выбирать относительно простые конструкции. Впрочем, представленная ниже электрическая схема вполне способна обеспечить минимальное искажение сигналов одновременно с выполнением защитных функций.

Эту схему адаптера можно создать быстро без лишних затруднений

Описание:

  • резисторы приставки оценивают в совокупности с Rвх компьютера, чтобы правильно рассчитать параметры делителя;
  • конденсаторами выравнивают АЧХ;
  • стабилитроны, установленные показанным на рисунке образом, предотвращают повреждение звукового входа компьютера при подаче сигнала с большой амплитудой (положение переключателя «1:1»);
  • дополнительно защиту по току обеспечивает R1.

Вряд ли можно рассчитывать на полные паспортные данные, особенно при наличии старой компьютерной техники. Скорее всего, придется измерить импеданс на входе звуковой карты. Для этого на выходе этого же блока создают образцовый сигнал (50 Гц, синусоида) с применением специальной программы «Виртуальный генератор». Следующий расчет выполняют по формуле:

Rx=R1*(U1/(U2-U1)).

Пример:

60*(120/(520-120))= 18 кОм.

Зная входное сопротивление, создают делитель напряжения по одной из представленных схем

К сведению. Установив параллельно «подстроечный» резистор, можно точно регулировать параметры делителя.

Сбор приставки

Чтобы исключить паразитное влияние внешнего электромагнитного излучения, приставку размещают в металлическом корпусе. Создать его можно из подходящего дюралюминиевого листа толщиной 1,5-2 мм. На входе закрепляют разъем типа СР-50, чтобы подключать без проблем типовые щупы. Выход – гибкий кабель с вилкой Jack, которая соответствует входному гнезду аудиокарты компьютера. Для сборки простой электрической схемы вполне подойдет технология навесного монтажа.

Программное обеспечение

Осциллограф с1 73

После установки любой версии ПО необходимо сделать калибровку. Подойдет программный или образцовый внешний генератор. Рукой подкручивают регулировочные винты подстроечных резисторов, чтобы амплитуда на экране ПК соответствовала заданному значению. Кроме фигуры, некоторые программы эмуляторы отображают в режиме реального времени электрические параметры сигнала.

Лучшиe прoгрaммы oсциллoгрaфa для ПК на Windows

В следующих разделах представлены краткие обзоры популярных специализированных программ. При выборе следует обратить внимание на простоту обучения, язык интерфейса, иные детали с учетом потребностей конкретного пользователя.

FrequencyAnalyzer

Программа создана для обработки сигналов звукового диапазона. Допустимо изменение частоты измерений. Преобразование в 8 (16) разрядов по выбору пользователя помогает установить необходимую точность. Недостаток – отсутствие русифицированной версии.

Winscope

Этот осциллограф онлайн не только показывает сигнал. При выборе соответствующего режима на экране отображаются фигуры «Лиссажу». Пользователь может изучить спектральное распределение в диапазоне от 20Гц до 20 кГц.

Звукoвoй oсциллoгрaф

2ray Oscilloscope хорошо приспособлен для изучения двух сигналов. При необходимости, осциллограммы можно сохранять в графических файлах. Понятный интерфейс упрощает обращение с программой.

Осциллoгрaф Спeктр в рeaльнoм врeмeни

Multi-Instrument содержит не только осциллограф, но и генератор. Этот набор программного обеспечения дополнен анализатором спектра. Такое оборудование подходит для комплексных испытаний радиоаппаратуры.

Применение в быту

В процессе эксплуатации следует использовать перечисленные ниже рекомендации:

  • компьютер вместе с приставкой заземляют перед выполнением измерительных операций;
  • используют диапазон, подходящий для определенной амплитуды сигнала;
  • прекращают работу при повреждении электрической изоляции, выявлении других опасных неисправностей.

Представленные осциллографы для ПК при правильной сборке и настройке обеспечивают достаточно высокую точность. Впрочем, надо не забывать, что даже специализированные приборы этой категории предназначены скорее для изучения формы сигналов. Такие задачи вполне можно решать с применением рассмотренного в публикации оборудования.

Видео

Тема

Книга предназначена для самостоятельного изучения и применения на практике цифровых сигнальных процессоров DSP (Digital Signal Processor). На примере популярной микросхемы ADSP2181 фирмы Analog Devices рассмотрены устройство, архитектура и технические характеристики цифрового сигнального процессора. Приведено описание вычислительных блоков процессора, средств разработки программного обеспечения, языка программирования и системы команд процессора. Разработанные автором книги практические схемы с применением сигнального процессора, исходные тексты программ и схемы вспомогательных устройств, полезных при отладке программ для процессора помогут получить необходимые практические навыки, с помощью которых читатель легко освоит другие типы сигнальных процессоров. На прилагаемом к книге диске находятся исходные тексты и исполняемые файлы программ, а так же некоторые полезные утилиты и средства разработки программного обеспечения для сигнальных процессоров.

Для специалистов в области разработки цифровой электронной аппаратуры, будет полезна студентам и аспирантам.

Содержание:

  • Предисловие 1

  • Часть I. Схемотехника 1

  • Часть II. Программирование 10

  • Часть III. Вычислительные и аппаратные устройства 29

  • Часть IV. Среда разработки Visual DSP++ 42

  • Заключение 48

  • Список литературы 48

Разработка устройств на основе цифровых сигнальных процессоров фирмы Analog Devices с использованием Visual DSP++

Предисловие

В настоящее время цифровые сигнальные процессоры, или сокращенно DSP (Digital Signal Processor), приобрели большую популярность в мире и даже признаны отдельной областью науки и техники.

Эта книга является практическим руководством по самостоятельному изучению и применению на практике одного из цифровых сигнальных процессоров фирмы Analog Devices. Она включает в себя подробное описание процессора, схемы для его практического применения и технологию программирования.

Книга написана простым языком и позволяет очень быстро освоить сигнальный процессор и применить его на практике в собственных разработках, включает в себя разработанные автором книги практические схемы с применением сигнального процессора, исходные тексты программ и схемы вспомогательных устройств, полезных при отладке программ для процессора.

Состоит из четырех частей: часть I посвящена схемотехнике сигнальных процессоров; в части II рассмотрено программирование устройств; далее в части III описаны вычислительные и аппаратные устройства; в части IV представлены установка, запуск, работа, спектральный анализ сигнала, а также программирование на СИ в среде разработки Visual DSP++.

На прилагаемом электронном диске находятся исходные тексты и исполняемые файлы программ из книги, а также некоторые полезные утилиты и средства разработки программного обеспечения для сигнальных процессоров.

Изучив материалы этой книги, читатель получит фундаментальные знания, с помощью которых легко освоит другие типы сигнальных процессоров.

Книга будет полезна как начинающим разработчикам, так и специалистам в области разработки цифровой электронной аппаратуры. Кроме того, она будет полезна студентам технических вузов, инженерам и программистам.

Автор

Часть I. Схемотехника

В этой части книги освещается история развития различных сигнальных процессоров и дается обзор технических характеристик сигнальных процессоров семейства ADSP-21XX. Кроме того, в ней приводится практическая схема применения процессора ADSP-2181, описываются его архитектура и программно-логическая модель, дается описание системы прерываний процессора.

Глава 1. Обзор

В настоящее время большую популярность приобрели цифровые сигнальные процессоры, или сокращенно DSP (digital signal processor). Эта книга приподнимет завесу таинственности этих компонентов и позволит читателям самостоятельно заняться их освоением и применением в собственных разработках.

Свое название сигнальные процессоры получили в связи с встроенной в них возможностью обработки звуковых и видеосигналов. Это реализовано благодаря высокой скорости работы этих процессоров и заложенной в них специальной системе команд поддерживающей функции цифровой фильтрации и быстрого преобразования Фурье. Ниже перечислены основные отличия сигнальных процессоров от обычных микропроцессоров.

• Наличие аппаратного умножителя.

• Наличие специальных блоков обработки данных.

• Специальная система команд для цифровой обработки сигналов.

• Высокое быстродействие.

• Внутренний умножитель тактовой частоты.

• RISC архитектура.

• Возможность одновременного выполнения нескольких команд.

• Гарвардская архитектура построения процессора.

• Наличие конвейеризации команд и данных.

• Наличие циклических буферов.

• Развитая система внешних интерфейсов.

Некоторые типы данного семейства процессоров имеют также встроенные аналого-цифровой преобразователь АЦП и цифро-аналоговый преобразователь ЦАП, что позволяет подавать на процессор непосредственно аналоговые сигналы, которые после оцифровки обрабатываются в цифровом виде этим же процессором. Под обработкой понимается, как правило, спектральный анализ сигнала, т.е. определение наличия в этом сигнале определенной частоты заданной амплитуды, фильтрация сигнала от ненужных частот, сравнение сигнала с эталонным сигналом-шаблоном, синтез и генерация речи, сжатие и декомпрессия звуковых и видеосигналов и т.п. В современном мире существует огромное количество подобных задач в самых различных областях человеческой деятельности. Решение этих задач требуется в радиоэлектронике, радиолокации, навигации, связи, медицине, автомобильной промышленности, космонавтике и др. наукоемких областях. Ввиду своей важности, цифровая обработка сигналов в настоящее время признана даже отдельной областью науки и техники. По всему видно, что для этих процессоров открывается большое будущее. Именно поэтому, находясь у истоков развития сигнальных процессоров, важно вовремя познакомиться с ними, чтобы в дальнейшем они не казались нам недоступными и закрытыми.

Проведем небольшой экскурс в историю развития данного семейства процессоров. Первые сигнальные процессоры появились в начале 80-х годов. Одной из первых компаний начавшей производство этих процессоров, была японская корпорация NEC, выпустившая однокристальный сигнальный процессор MPD7720. Однако этот процессор не получил широкого распространения, поскольку в 1982 г. на смену ему пришел более производительный и развитый процессор TMS32010, выпущенный фирмой Texas Instruments. Благодаря удачной архитектуре и ряду технических решений он стал стандартом де-факто для сигнальных процессоров. Ниже приведены основные технические характеристики данного процессора.

Разрядность данных 16 бит

Производительность 5 млн. операций в секунду

Объем оперативной памяти 256 слов

Объем памяти программ 4 К слов

Объем подключаемой внешней памяти 4 К слов

Разрядность арифметико-логического устройства 32 бит

Разрядность умножителя 6×16 бит с 32-битным результатом

Разрядность портов ввода-вывода 16 бит

Количество портов ввода-вывода 8

Пропускная способность внешней шины 50 Мбит

Освоение новых микронных технологий и, как следствие, повышение степени интеграции микросхем позволили значительно улучшить характеристики процессоров. И уже в середине 1980-х годов появились сигнальные процессоры второго поколения. К ним можно отнести процессоры все той же фирмы Texas Instruments TMS320C25 и TMS320C5X. Эти процессоры более скоростные и имеют больший объем памяти. Кроме того, у них появилась развитая система обработки прерываний и энергосберегающие режимы работы. В некоторых моделях процессоров снижено напряжение питания. Появились теневые регистры для автоматического сохранения результатов работы в случае возникновения аппаратного или программного прерывания программы. В состав архитектуры процессора добавились таймеры и последовательные синхронные порты с развитой конфигурацией настройки.

В свою очередь, фирма Motorola выпустила сигнальные процессоры семейства DSP56000, которые имеют разрядность 24 бита, двойную внутреннюю шину данных X и Y, удобную при операциях с комплексными числами, и обладают высокой степенью конвейеризации и параллелизма. Эти свойства делают данные процессоры еще более производительными и удобными для цифровой обработки сигналов.

Еще один производитель в лице фирмы AT&T Microelectronics выпускает сигнальные процессоры серии DSP16, которые отличаются наличием кэш-памяти и встроенного высокоскоростного, до 30 Мбайт, параллельного порта.

Фирма Analog Devices вышла на рынок сигнальных процессоров со своей серией ADSP-21XX, которые конкурируют с выше рассмотренными моделями по некоторым техническим параметрам, а кроме того, по цене. Например, процессор ADSP-21msp50 имеет встроенные АЦП и ЦАП и в то же время его стоимость составляет несколько долларов.

Следующая → Перейти к странице Автор книги Олег Вальпа ГлавнаяКоллекция «Revolution»Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроникаРабота в среде Matlab. Структура Signal Processing Toolbox. Генерация сигналов. Свертка

Создание программ обработки сигналов для современных научных и технических приложений. Частотный анализ и спектральная оценка. Генерация сигналов в пакете Signal Processing. Свойства дискретной свертки двух сигналов. Визуальное представление сигнала.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Предмет Цифровая обработка сигналов
Вид лабораторная работа
Язык русский
Прислал(а) lost
Дата добавления 26.05.2015
Размер файла 486,8В K

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.Рекомендуем скачать работу.

DAW – это сокращение, которое используют для обозначения профессиональных музыкальных программ. Digital Audio Workstation – цифровая рабочая аудио-станция. Это программное обеспечение, используемое для записи, редактирования, микширования и мастеринга аудиофайлов.

Музыкальные программы используются для разных целей: написание музыки, работа с аранжировкой, сведение аудиофайлов, монтаж, звукозапись, работа с видео и т.д. Необходимость обработки звука может возникнуть у каждого. Мы сэкономим Ваше время и расскажем какая программа подойдет именно для Вас.

Pro Tools

Pro Tools – профессиональная программа от компании Avid. Большинство американских и европейских звукорежиссеров  работают в данной программе на студиях звукозаписи и в кино индустрии. Pro Tools – эталон качества работы со звуком. Эта программа оптимальна для  ЗВУКОЗАПИСИ и СВЕДЕНИЯ “живого” звука. Звукозапись, монтаж, сведение, мастеринг – это лишь малая часть того, что можно осуществлять в данной программе. Единственное, данная программа не столь хороша для написания музыки “с нуля”, сколько для записи-сведения. Да, в ней можно написать аранжировку, или рэп-бит, но главная фишка этого софта – максимально эффективная работа с живым звуком и эталонное качество звучания . Кроме того она довольно проста и понятна, освоить работу в Pro Tools несложно.

Признаюсь, эта программа моя любимица. Многие известные звукорежиссеры записывают видео туториалы работы со звуком по программе Pro Tools, можно их смотреть и учиться сводить по зарубежному образцу.

Я дипломированный звукорежиссер-специалист с высшим образованием по специальности Музыкальная Звукорежиссура. В Вузе мы изучали различные программы, в каждой мы умеем работать, и я расскажу о них ниже, но Pro Tools осталась моей любимой программой.

Бонус:

В версии Pro Tools HD 12 появилась удобная функция – freeze, «Заморозка трека». «Заморозка» позволяет использовать множество плагинов любой тяжести, делать «заморозку» трека и продолжать использовать еще множество плагинов, хоть 100. Процессор, таким образом, не будет перегружен и будет спокойно работать. При этом вы можете в любой момент «разморозить» аудиодорожку и продолжить работу.

Плюсы: Индустриальный стандарт в звукозаписи. Мощный функционал , простой интерфейс. Можно пользоваться по подписке, есть бесплатная версия.

Минусы: Функционал заточен под профессионалов, не для начинающих, обедненный функционал для работы с нотами и миди.

Cubase

Steinberg Cubase —один из лидеров индустрии для создания, записи и микширования музыки. Программа -первопроходец в компьютерных технологиях для музыкантов. Формат VST например , был разработан именно Steinberg.  Программа широко известна в России, не уступает по качеству Pro Tools. Удобна для звукозаписи, сведения и АРАНЖИРОВКИ музыки. По сравнению с Pro Tools имеет намного больше функционала для работы с миди, нотацией,  сэмплированием, морфингом .Cub имеет собственный набор VST инструментов и большую библиотеку loop-ов-готовых кубиков для аранжировщика. В общем софт для тех, кто хочет создавать музыку “из тишины”, в любом жанре.

Cubase создаёт проект, который позволяет глубоко редактировать MIDI, аудио, VST инструменты, лупы, барабанные и сэмпл-треки. Есть  фунции “самоиграек” -пресеты для гитары и фортепиано,  таблицы аккордов, арпеджиаторы. Программа поможет гармонизовать мелодии, создать композиции “на лету”, сэмплировать , и имеет такие экзотические функции как выравнивание частей живого звука по сетке, по высоте, по темпу, по миди нотам и наоборот -генерация миди потока из звуковой дорожки.

Плюсы : Разнообразный функционал для музыкантов, саунд продюсеров, композиторов, глубоко настраиваемый интерфейс под разные задачи. Русифицирована .

Минусы: Вытекают из плюсов- перегруженный интерфейс, непроста в освоении, сотни функций, некоторые из которых можно обнаружить через 10 лет работы с программой.

Ableton

Ableton Live – Музыкальная программа идеальная для создания битов, live и dj сетов. Так же подходит для сведения и звукозаписи.  Я рекомендую использовать ее с точки зрения написания битов. Программа максимально адаптирована под СОЗДАНИЕ музыки, простоту и скорость. Ставится на компьютер в два счета, занимает мало места, имеет встроенные сэмплы, которые можно использовать для написания битов.

Ableton позволяет работать с такими инструментами как Sampler, Operator, Electric, Tension, Collision, Drum Machines и т.д. Я всегда использую Abletone для создания БИТОВ.

Бонус:

Abletone максимально удобно использовать с контроллерами и драм-машинами.

Logic

Logic Pro – Профессиональная музыкальная программа для звукозаписи, обработки и написания музыки от Apple Inc. Ее отличие от других музыкальных программ в том, что она создана для MacOS.

Logic Pro X – программа мирового уровня, с которой работают известные артисты и звукорежиссеры. Высокое качество звучания, отличные встроенные приборы обработки, удобство в использовании.

Мое субъективное мнение об этой программе в том, что какой бы ты звук в нее не загрузил, он будет звучать ОТЛИЧНО. Связано ли это со встроенными процессорами высокого качества, не знаю, что за такая магия Logic, но звук в этой программе всегда классный.

В Logic используется набор встроенных инструментов для создания музыки. Функция Drummer открывает доступ к профессионально спродюсированным, реалистичным барабанам, записанным с высокой точностью. Так же программа имеет богатый  набор  синтезаторов. Arpeggiator — это один из девяти новых MIDI-плагинов, который может превратить аккорд из простой комбинации клавиш в искусно звучащее арпеджио.

Ее очень любят музыканты за простой и понятный интерфейс, высокую производительность и качество звука. Работать в программее приятно и интуитивно понятно. Советую рассмотреть эту программу, если вы хотите ориентироваться на топовые стандарты продюссирования музыки.

Плюсы: Простой и понятный интерфейс для тех кто хочет писать музыку, а не читать толстенные руководства, отличный звук. Низкая стоимость полной версии.

Минусы: Только для Mac, несколько обедненный функционал по сравнению с Cubase .

И, завершающая программа для рекомендации:

Reaper

Reaper Rapid Environment for Audio Production, Engineering and Recording — программа для записи, сведения и создания музыки.

Вырезка из статьи: «Аудиостанция обладает широкими функциональными возможностями и является развитой, профессиональной рабочей системой для создания, записи, редактирования и микширования аудио и MIDI материала, а также мастеринга композиций. При этом программа имеет относительно небольшие размеры.».

Короче говоря, классная программа для ВСЕГО. Максимально простая и удобная. Ее можно адаптировать полностью под себя, настроить интерфейс, быстрые клавиши, посылы.

Несет за собой высокое качество и большие надежды. Относительно недавно Reaper ворвался на цифровые платформы и оставил за собой уже нашумевший след. Интересны эксперименты? Садись, изучай данную программу, не прогадаешь. Подходит для любой операционной системы.

Выводы статьи:

Меня спрашивают, посоветуй музыкальную программу. А я спрашиваю – для каких целей? Отвечу так. Сведением аудиокомпозиций я занимаюсь в Pro Tools, биты пишу в Abletone, в Cubase я записываю и свожу на студиях Санкт-Петербурга, т.к. данная программа стоит в большинстве студий, Logic использую, когда работаю на Mac, а Reaper я изучаю. Аранжировки я пишу в Abletone и Cubase, а микширую в Pro Tools.

Pro Tools навсегда останется моим любимчиком для сведения музыки, потому что я придерживаюсь мнения, что Pro Tools – это мировой стандарт звукорежиссуры.

image Передача сигналов с использованием электронной обработки сигналов. Преобразователи преобразуют сигналы из других физических форм волны в

формы волны

электрического тока или напряжения , которые затем обрабатываются, передаются как электромагнитные волны , принимаются и преобразуются другим преобразователем в окончательную форму.

Сигнал слева выглядит как шум, но метод обработки сигнала, известный как преобразование Фурье (справа), показывает, что он содержит пять четко определенных частотных компонентов.

Обработка сигналов — это подполе электротехники, которое фокусируется на анализе, изменении и синтезе сигналов, таких как звук , изображения и научные измерения. Методы обработки сигналов могут использоваться для улучшения передачи, эффективности хранения и субъективного качества, а также для выделения или обнаружения интересующих компонентов в измеряемом сигнале.

История

Согласно Алану В. Оппенгейму и Рональду В. Шаферу , принципы обработки сигналов можно найти в классических методах численного анализа 17 века. Далее они заявляют, что цифровое усовершенствование этих методов можно найти в цифровых системах управления 1940-х и 1950-х годов.

В 1948 году Клод Шеннон написал влиятельную статью « Математическая теория коммуникации », которая была опубликована в Bell System Technical Journal . Работа заложила основу для дальнейшего развития информационных систем связи и обработки сигналов для передачи.

Обработка сигналов развивалась и процветала в 1960-х и 1970-х годах, а в 1980- х годах цифровая обработка сигналов стала широко использоваться со специализированными микросхемами цифровых сигнальных процессоров .

Категории

Аналоговый

Обработка аналоговых сигналов предназначена для сигналов, которые не были оцифрованы, как в большинстве радио-, телефонных, радарных и телевизионных систем 20-го века. Это касается как линейных электронных схем, так и нелинейных. К первым относятся, например, пассивные фильтры , активные фильтры , аддитивные смесители , интеграторы и линии задержки . Нелинейные схемы включают компандоры , умножители ( смесители частоты , усилители , управляемые напряжением ),

фильтры

,

управляемые напряжением, генераторы

,

управляемые

напряжением

, и контуры фазовой автоподстройки частоты .

Непрерывное время

Обработка сигналов в непрерывном времени предназначена для сигналов, которые изменяются с изменением непрерывной области (без учета некоторых отдельных точек прерывания).

Методы обработки сигналов включают временную область , частотную область и комплексную частотную область . Эта технология в основном обсуждает моделирование линейной неизменной во времени непрерывной системы, интеграл от отклика системы в нулевом состоянии, настройку системной функции и непрерывную временную фильтрацию детерминированных сигналов.

Дискретное время

Обработка сигналов в дискретном времени предназначена для дискретизированных сигналов, определенных только в дискретные моменты времени, и как таковые квантуются по времени, но не по величине.

Обработка аналоговых сигналов в дискретном времени — это технология, основанная на электронных устройствах, таких как схемы выборки и хранения , аналоговые мультиплексоры с временным разделением , аналоговые линии задержки и регистры сдвига с аналоговой обратной связью . Эта технология была предшественницей цифровой обработки сигналов (см. Ниже) и до сих пор используется для расширенной обработки сигналов гигагерцового диапазона.

Концепция обработки сигналов в дискретном времени также относится к теоретической дисциплине, которая устанавливает математическую основу для цифровой обработки сигналов, не принимая во внимание ошибку квантования .

Цифровой

Цифровая обработка сигналов — это обработка оцифрованных дискретных сигналов. Обработка выполняется компьютерами общего назначения или цифровыми схемами, такими как ASIC , программируемые вентильные матрицы или специализированные процессоры цифровых сигналов (микросхемы DSP). К типичным арифметическим операциям относятся операции с фиксированной и плавающей точкой , действительные и комплексные значения, умножение и сложение. Другими типичными операциями, поддерживаемыми оборудованием, являются кольцевые буферы и справочные таблицы . Примерами алгоритмов являются быстрое преобразование Фурье (FFT), фильтр с конечной импульсной характеристикой (FIR), фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (IIR) и адаптивные фильтры, такие как фильтры Винера и Калмана .

Нелинейный

Нелинейная обработка сигналов включает в себя анализ и обработку сигналов, создаваемых нелинейными системами, и может осуществляться во временной, частотной или пространственно-временной областях. Нелинейные системы могут вызывать очень сложные поведения, включая бифуркации , хаос , гармоники и субгармоники, которые нельзя создать или проанализировать с помощью линейных методов.

Обработка полиномиального сигнала — это тип обработки нелинейного сигнала, при котором полиномиальные системы можно интерпретировать как концептуально прямые расширения линейных систем на нелинейный случай.

Статистическая

Статистическая обработка сигналов — это подход, который рассматривает сигналы как случайные процессы , используя их статистические свойства для выполнения задач обработки сигналов. Статистические методы широко используются в приложениях обработки сигналов. Например, можно смоделировать распределение вероятности шума, возникающего при фотографировании изображения, и построить методы, основанные на этой модели, для уменьшения шума в результирующем изображении.

Области применения

Рекомендации

дальнейшее чтение

  • П. Стойка, Р. Моисей (2005). Спектральный анализ сигналов (PDF) . Нью-Джерси: Прентис Холл.
  • Кей, Стивен М. (1993). Основы статистической обработки сигналов . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси : Prentice Hall . ISBN   0-13-345711-7 . OCLC   26504848 .
  • Папулис, Афанасиос (1991). Вероятность, случайные величины и случайные процессы (третье изд.). Макгроу-Хилл. ISBN   0-07-100870-5 .
  • Кайнам Томас Вонг [1] : Конспект лекций по статистической обработке сигналов в Университете Ватерлоо, Канада.
  • Али Х. Сайед , Адаптивные фильтры, Вили, Нью-Джерси, 2008 г., ISBN   978-0-470-25388-5 .
  • Томас Кайлат , Али Х. Сайед и Бабак Хассиби , Линейная оценка, Прентис-Холл, Нью-Джерси, 2000, ISBN   978-0-13-022464-4 .

внешние ссылки

  • Обработка сигналов для связи — бесплатный онлайн-учебник Паоло Прандони и Мартина Веттерли (2008)
  • Руководство для ученых и инженеров по цифровой обработке сигналов — бесплатный онлайн-учебник Стивена Смита

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий