Курс лекций «Цифровая обработка сигналов» МГТУ им. Н. Э. Баумана Кафедра РЛ 1 2014 г.
Что такое ЦОС, зачем нужна, почему получила распространение • Возможность реализации алгоритмов практически любой сложности, в том числе адаптивных (изменяющихся в ходе наблюдения); • Высокая точность выполнения всех математических и логических операций, образующих алгоритм; • Стабильность и повторяемость характеристик; • Возможность оптимальной обработки низкочастотных и инфранизкочастотных сигналов (аналоговые фильтры для этих частот, включающие в себя реактивные сопротивления - катушки индуктивности и конденсаторы - чрезвычайно громоздки или вообще технически нереализуемы).
Минусы ЦОС • Конечное быстродействие; • Специфические погрешности, вызванные дискретизацией, квантованием, округлением; • Зачастую более высокая цена реализации для простых алгоритмов: как по времени, так и по трудозатратам (разработка устройства с процессором и программирование).
Общая схема устройства цифровой обработки сигнала
• Основным элементом этой схемы является вычислитель, в котором и реализуется алгоритм преобразования сигнала. Вычислителем может быть процессор или ПЛИС. • Если входной сигнал является непрерывным (аналоговым), то до подачи на вход вычислителя он должен быть преобразован в последовательность чисел.
• Процесс преобразования непрерывных сигналов в цифровую форму (аналогоцифрового преобразование) включает в себя две операции: дискретизацию по времени и дискретизацию по амплитуде (квантование). • На практике операции временной и амплитудной дискретизации обычно выполняются одним устройством, называемым аналого-цифровым преобразователей (АЦП).
• В процессоре над входными числами производятся математические и логические операции, предусмотренные алгоритмом работы фильтра. Затем, в тех случаях, когда это необходимо, цифровой код на выходе процессора преобразуется в аналоговый сигнал. Для этого используется восстанавливающее устройство, состоящее из цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) и выходного сглаживающего фильтра. ЦАП преобразует цифровой сигнал в импульсы напряжения, поступающие на сглаживающий фильтр, на выходе которого получается непрерывный сигнал.
• Для многих классов потребителей операция восстановления непрерывного (аналогового) сигнала в настоящее время не требуется, поскольку они используют цифровые сигналы.
Скачать презентацию Курс лекций Цифровая обработка сигналов МГТУ им Н
01 Базовые понятия.pptx