stringtranslate.com

Цифровой сигнал (обработка сигнала)

Красный цифровой сигнал — это дискретизированное и квантованное представление серого аналогового сигнала. Цифровой сигнал состоит из последовательности выборок, которые в данном случае являются целыми числами: 4, 5, 4, 3, 4, 6...

В контексте цифровой обработки сигналов (DSP) цифровой сигнал — это дискретный по времени , квантованный амплитудный сигнал . Другими словами, это дискретизированный сигнал, состоящий из выборок, которые принимают значения из дискретного набора ( счетного набора, который может быть сопоставлен один к одному с подмножеством целых чисел ). Если этот дискретный набор конечен, дискретные значения могут быть представлены цифровыми словами конечной ширины . Чаще всего эти дискретные значения представляются как слова с фиксированной точкой (либо пропорциональные значениям формы сигнала, либо компандированные ) или слова с плавающей точкой . [1] [2] [3] [4] [5]

Дискретная косинусоидальная волна с частотой 50 Гц и частотой дискретизации 1000 выборок/сек, эффективно удовлетворяющая теореме дискретизации для восстановления исходной косинусоидальной функции из выборок. (Эффекты квантования слишком тонкие, чтобы их можно было увидеть на этом графике.)

Процесс аналого-цифрового преобразования создает цифровой сигнал. [6] Процесс преобразования можно представить как происходящий в два этапа:

  1. выборка , которая создает непрерывный дискретный сигнал, и
  2. квантование , которое заменяет каждое значение выборки приближением, выбранным из заданного дискретного набора (например, путем усечения или округления).

Аналоговый сигнал может быть восстановлен после преобразования в цифровой (с точностью, обеспечиваемой используемым квантованием), при условии, что сигнал имеет незначительную мощность на частотах выше предела Найквиста и не насыщает квантователь.

Обычные практические цифровые сигналы представляются как 8-битные (256 уровней), 16-битные (65 536 уровней), 24-битные (16,8 миллионов уровней) и 32-битные (4,3 миллиарда уровней) с использованием импульсно-кодовой модуляции , где число уровней квантования не обязательно ограничено степенями двойки . Представление с плавающей точкой используется во многих приложениях DSP.

Ссылки

  1. ^ Смит, Стивен В. (2002-11-06). "3". Цифровая обработка сигналов: практическое руководство для инженеров и ученых . Демистификация технологий. Том 1 (1-е изд.). Newnes . стр. 35–39. ISBN 075067444X.
  2. ^ Харрис, Фредерик Дж. (2004-05-24). "1.1". Многоскоростная обработка сигналов для систем связи . Аппер Сэдл Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall PTR. стр. 2. ISBN 0131465112.
  3. ^ Васеги, Саид В. (2009-03-02). "1.4". Advanced Digital Signal Processing and Noise Reduction (4-е изд.). Чичестер, West Suffix, Соединенное Королевство: John Wiley & Sons. стр. 23. ISBN 978-0470754061.
  4. ^ Диниз, Пауло С.Р.; Эдуардо А.Б. да Силва; Серджио Л. Нетто (13 сентября 2010 г.). «1,1». Цифровая обработка сигналов: системный анализ и проектирование (2-е изд.). Нью-Йорк и Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. 5. ISBN 978-0521887755.
  5. ^ Манолакис, Димитрис Г .; Винай К. Ингл (2011-11-21). "1.1.1". Прикладная цифровая обработка сигналов: теория и практика . Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press. стр. 5. ISBN 978-0521110020.
  6. ^ Ингл, Винай К.; Джон Г. Прокис (2011-01-01). "1.1". Цифровая обработка сигналов с использованием MATLAB (3-е изд.). Стэмфорд, Коннектикут: CL Engineering. стр. 3. ISBN 978-1111427375.