Презентация "Цифровая обработка сигналов" по физике – проект, доклад

Курс лекций «Цифровая обработка сигналов»

МГТУ им. Н.Э. Баумана Кафедра РЛ1 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 (аналого-цифрового 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.