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

Capitolul 2 Sisteme Conventionale pentru Reglarea Proceselor Continue Rezumat: In acest capitol sunt tratate aspecte legate de metodologia...

Teoria Sistemelor

Reprezentarea Sistemelor Dinamice Liniare Multivariabile prin Matrice de Transfer 1. Matricea de transfer; legatura cu reprezentarile de tip...

Reprezentarea Informațiilor cu Obiecte

Informatiile pe care le reprezentam în memoria calculatorului sunt rareori atât de simple precum culorile sau literele. În general, dorim sa...

Sistemele Informatice

1.1. Contextul actual La sfârsitul secolului al XX-lea si începutul secolului al XXI-lea, clientii, concurenta si schimbarea au creat o noua lume a...

Cursuri Java

Cuvinte importante: - concepte fundamentale ale programarii orientate obiect in Java: incapsulare, mostenire, polimorfism; - crearea claselor de...

Aplicatii de retea în internet

Posta electronica (e - mail) Milioane de oameni sunt conectati într-un fel sau altul la reteaua Internet si pot trimite mesaje prin intermediul...

Optimizarea Conducerii Autovehiculelor

Titlul acestui subcapitol sugereaza utilizarea unor tehnici si a unor sisteme de conducere de tipul celor mentionate în primul capitol care sa...

Arhitectura modelului OSI(ISO)

ARHITECTURA MODELULUI OSI/ISO Modelul ISO/OSI (International Standards Organization / Open Systems Interconnection) este o arhitectura de retea...

Te-ar putea interesa și

Modelarea și Implementarea Filtrelor Analogice și Digitale

Utilitatea temei Filtrele sunt circuite electronice/electrice care au rolul de a procesa un semnal de intrare şi de a produce la ieşire un alt...

Proiect Licienta Reglare de nivel pentru un proces cu două rezervoare cuplate în cascadă utilizând sistemul numeric PLC-SLC 5/05

Capitolul 1 1. Introducere • Importanţa teoriei şi tehnicii reglării automate Reglarea automată ocupă un loc important în ansamblul metodelor...

Utilizarea Procesoarelor de Semnal în Conducerea Proceselor în Timp Real

Memoriu justificativ De ce utilizam DSP-ul? Traim intr-o lume condusa de informatii: stiintifice, financiare, medicale, sportive si de...

Proiectarea unui frecvențmetru cu circuite numerice

Tema proiect si date tehnice Tema proiect Proiectarea unui frecventmetru numeric Caracteristicile tehnice impuse pentru proiectarea...

Filtre Numerice

INTRODUCERE Filtrarea semnalelor reprezinta o operatie de baza in prelucrarea informaţiei.Poate facută fie analogic(cu ajutorul unor retele R L C...

Frecvențmetru

Sa se realizeze un frecventmetru numeric, avand urmatoarele caracteristici: - 100Hz – 10MHz - Precizie 1% - Afisare cel putin pe 4 cifre,...

Sistem de achiziții de date

Tema proiectului Se va proiecta un sistem de achizitie de date care va realiza prelucrarea numerica a unui semnal analogic, furnizat de un...

Sisteme de comunicație - PNS

Sub1.Prelucrarea semnalelor are un rol important în comunicaţii, automatică,înregistarea electronică a imaginilor şi sunetului, prelucrarea...

Ai nevoie de altceva?