Proiectarea Numerica a Semnalelor

Curs
9/10 (2 voturi)
Domeniu: Automatică
Conține 12 fișiere: pdf
Pagini : 80 în total
Cuvinte : 19462
Mărime: 1.82MB (arhivat)
Cost: Gratis
Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: D Danciu

Extras din document

1 Introducere. Problemele prelucrării semnalelor

Prelucrarea semnalelor are un rol important în comunicaţii, automatică,

înregistarea electronică a imaginilor şi sunetului, prelucrarea imaginii şi vorbirii,

explorări seismice, diagnoză medicală, analiză economică.

Prelucrarea modernă a semnalelor se face cu ajutorul procesoarelor numerice

de semnal: avantajul lor constă în flexibilitatea structurii de prelucrare (realizată prin

programare) şi precizia (controlată prin lungimea cuvîntului). Pe de altă parte

prelucrarea numerică impune o întîrziere inerentă care poate fi dezavantajoasă la

prelucrări în timp real.

Problema proiectării în prelucrarea semnalelor este de a găsi un sistem numit

procesor de semnal a cărui intrare este un semnal temporal (discret, în cazul

prelucrării numerice) şi a cărui ieşire este informaţia ce se doreşte a fi extrasă din

semnal (în multe cazuri tot un semnal temporal).

1.1 Tipuri de prelucrare. Exemple

Prelucrarea este de două feluri:

- Off-line

- On-line (în timp real).

Prelucrarea în timp real presupune existenţa unui flux neîntrerupt de date care

se introduce în procesor cu o anume viteză (de exemplu biţi/sec), ieşirea obţinîndu-se

cu aceeaşi viteză.

Din cauza întîrzierii de prelucrare ieşirea apare adesea cu o întîrziere faţă de

intrare. Dacă prelucrarea este anticipativă, apare o întîrziere suplimentară.

Prelucrarea off-line (numită uneori tip şarjă) nu mai presupune o corelare între

vitezele de achiziţie ale datelor de intrare şi ieşire.

Cîteva exemple pot fi edificatoare:

a) Transformata Fourier – asociază unui semnal de timp u un semnal de

frecvenţă uˆ ; în plus transformata Fourier necesită pentru calcul cunoaşterea

întregului semnal, deci nu poate fi calculată pe măsura sosirii eşantioanelor. Această

prelucrare este tipică pentru off-line (şarjă)

uk P.S. yk

Fig.1. Reprezentarea sistemică a prelucrării semnalelor

{ }k k u , { }k k y - semnale discrete (şiruri de date);

P.S. – sistem de prelucrare (procesor de semnal)

b) Simularea off-line – presupune calculul răspunsului unui sistem la diverse

semnale de intrare şi stări iniţiale. De regulă semnalele de intrare şi ieşire sunt

semnale temporale dar scările lor de timp sunt determinate de viteza de calcul a

simulatorului (tot un procesor de semnal) şi nu sunt sincronizate cu “mediul

înconjurător”. Deci prelucrarea este tot de tip off-line.

c) Prelucrarea imaginilor – procesorul de semnal primeşte datele primare ale

unei imagini statice şi le prelucrează pentru îmbunătăţirea contrastului şi înlăturarea

dublurilor (umbrelor). De regulă prelucrarea este off-line.

d) Egalizarea semnalelor (pe liniile de comunicaţii) este o prelucrare on-line.

Egalizorul este un procesor de semnal care compensează distorsiunile din linie.

Schema structurală a egalizării este cea de mai jos:

Întrucît egalizoarele apar la transmiterea vocii, deci a sunetelor, ele se

utilizează în toată tehnica audio. Matematic, o linie de comunicaţii are efectul unui

sistem liniar cu răspunsul în frecvenţă ( ) ω hˆ . Deducem că relaţia de calcul pentru linie

va fi

yˆ(ω ) = hˆ(ω )⋅uˆ(ω ) (1.1)

exprimată în transformate Fourier (atunci cînd ele există). În mod ideal, egalizorul ar

trebui să asigure zˆ(ω ) ≡ uˆ(ω ) , ceea ce impune ca egalizorul ideal să fie sistemul

invers celui definit de linie, avînd caracteristica de frecvenţă ( ) ω hˆ 1 .

În astfel de aplicaţii este acceptabil un mic timp de întîrziere (≤ 0.1sec.).

e) Filtrarea este cea mai tipică prelucrare on-line. De regulă prin filtrare se

realizează schimbarea conţinutului de frecvenţă al unui semnal printr-o relaţie tip

(1.1). Ca urmare atît linia de comunicaţie cît şi egalizorul pot fi considerate filtre.

Aplicaţia specifică a filtrelor este însă filtrarea zgomotelor, ilustrată de schema de

mai jos:

u y z

C.C E

Fig.2. Structură de comunicaţii cu egalizor

u - semnal transmis;

y - semnal recepţionat;

z - semnal egalizat;

C.C. - canal de comunicaţii;

E – egalizor (sistem - procesor de semnal)

În structura din Fig.3. transmiţătorul trimite un semnal u, dar ca rezultat al

interacţiunilor cu mediul de transmisie este recepţionat împreună cu un zgomot n.

Scopul prelucrării semnalului y este de a elimina cît mai mult zgomot fără a

distorsiona semnalul de bază. În cazul în care conţinuturile de frecvenţă (spectre) ale

celor două semnale u şi n se află în benzi de frecvenţă disjuncte, filtarea se reduce la

realizarea unui procesor al cărui răspuns în frecvenţă să fie nul în banda de frecvenţă

a zgomotului şi maxim plat în banda semnalului util. Dacă benzile de frecvenţă se

suprapun, atunci problema filtrării este mai dificilă.

f) Simularea on-line – apare de exemplu în construcţia simulatoarelor de

antrenament (pentru zbor, cale ferată sau şofaj). Aici trebuie calculat răspunsul

simulat al vehiculului la comenzile pilotului, cu o sincronizare foarte precisă astfel

încît vehiculul simulat şi aparatele de măsură să reacţioneze “ca în realitate”.

1.2 Prelucrări de semnal cu caracter anticipativ

Aceste prelucrări au fost menţionate ca introducînd un timp suplimentar de

întîrziere inerentă, pe lîngă întîrzierea

Preview document

Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 1
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 2
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 3
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 4
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 5
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 6
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 7
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 8
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 9
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 10
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 11
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 12
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 13
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 14
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 15
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 16
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 17
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 18
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 19
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 20
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 21
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 22
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 23
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 24
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 25
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 26
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 27
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 28
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 29
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 30
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 31
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 32
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 33
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 34
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 35
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 36
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 37
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 38
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 39
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 40
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 41
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 42
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 43
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 44
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 45
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 46
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 47
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 48
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 49
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 50
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 51
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 52
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 53
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 54
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 55
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 56
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 57
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 58
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 59
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 60
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 61
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 62
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 63
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 64
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 65
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 66
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 67
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 68
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 69
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 70
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 71
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 72
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 73
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 74
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 75
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 76
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 77
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 78
Proiectarea Numerica a Semnalelor - Pagina 79

Conținut arhivă zip

  • Curs2.pdf
  • Curs3.pdf
  • Curs4.pdf
  • Curs5.pdf
  • Curs6.pdf
  • curs7.pdf
  • curs8.pdf
  • curs9.pdf
  • curs10.pdf
  • curs11.pdf
  • curs12.pdf
  • Curs1.pdf

Alții au mai descărcat și

Sisteme de Reglare Automată

1. Argument Omul, ca fiinţă superioară, a fost preocupat din cele mai vechi timpuri de a cunoaşte şi stăpâni natura, de a dirija fenomene ale...

Reglarea Temperaturii unui Cuptor

1. Modelare matematică 2. Proiectarea unui regulator PID 3. Locul rădăcinilor 4. Proiectarea in LQR 5. Determinarea caracteristicilor Bode şi a...

Grile Rezolvate Automatica

1. Procesorul reprezinta: a) unitatea de prelucrare aritmetica si logica b) unitatea de realizare a prelucrarilor aritmetice c) reuniunea...

Sisteme Fuzzy Adaptive

Regulatoare fuzzy adaptive Proiect sisteme inteligente Cuprins Generalitati Tipuri de regulatoare adaptive fuzzy Regulatoare fuzzy cu...

Reglarea Automata a Nivelului intr-un Rezervor

1. Generalităţi Se consideră un rezervor cilindric închis, de secţiune constantă, alimentat la partea superioară prin intermediul unei conducte...

Fundamentele Conditionarii Semnalelor pentru Sistemele de Achizitii de Date pe Baza de Calculatoare

Acest referat prezinta fundamentele folosirii hardware-lui de conditionare a semnalului folosit cu sistemele DAQ pe baza de calculatoare. Sunt...

Semnale și Sisteme

1.1. Semnale Un fenomen fizic, variabil in timp, care poarta cu sine o informatie este un exemplu de semnal. Tipuri de semnale: biologice,...

Ai nevoie de altceva?