stringtranslate.com

Цифровой сигнал (обработка сигнала)

Красный цифровой сигнал представляет собой 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 представляет собой квантованный по амплитуде сигнал с дискретным временем . Другими словами, это дискретный сигнал, состоящий из выборок, которые принимают значения из дискретного набора ( счетного набора, который можно взаимно однозначно отобразить в подмножество целых чисел ). Если этот дискретный набор конечен, дискретные значения могут быть представлены цифровыми словами конечной ширины . Чаще всего эти дискретные значения представляются в виде слов с фиксированной запятой (либо пропорциональных значениям сигнала, либо компандированных ) или слов с плавающей запятой . [1] [2] [3] [4] [5]

Дискретный косинусный сигнал с частотой 50 Гц и частотой дискретизации 1000 выборок в секунду, эффективно удовлетворяющий теореме выборки для восстановления исходной косинусоидальной функции по выборкам. (Эффекты квантования слишком незаметны, чтобы их можно было увидеть на этом графике.)

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

  1. выборка , которая производит непрерывный сигнал дискретного времени, и
  2. квантование , при котором каждое значение выборки заменяется приближением, выбранным из заданного дискретного набора (например, путем усечения или округления).

Можно показать, что аналоговый сигнал может быть восстановлен после преобразования в цифровой (вплоть до точности, обеспечиваемой используемым квантованием) при условии, что сигнал имеет пренебрежимо малую мощность на частотах выше предела Найквиста и не насыщает квантователь.

Обычные практические цифровые сигналы представлены 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 уровни квантования не обязательно ограничиваются степенями двойки . Представление с плавающей запятой используется во многих приложениях DSP.

Рекомендации

  1. ^ Смит, Стивен В. (6 ноября 2002 г.). «3». Цифровая обработка сигналов: Практическое руководство для инженеров и ученых . Демистификация технологии. Том. 1 (1-е изд.). Ньюнес . стр. 35–39. ISBN 075067444X.
  2. ^ Харрис, Фредерик Дж. (24 мая 2004 г.). «1,1». Многоскоростная обработка сигналов для систем связи . Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: PTR Prentice Hall. п. 2. ISBN 0131465112.
  3. ^ Васеги, Саид В. (2 марта 2009 г.). «1,4». Расширенная цифровая обработка сигналов и шумоподавление (4-е изд.). Чичестер, Западный Суффикс, Соединенное Королевство: John Wiley & Sons. п. 23. ISBN 0470754060.
  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 0521887755.
  5. ^ Манолакис, Димитрис Г .; Винай К. Ингл (21 ноября 2011 г.). «1.1.1». Прикладная цифровая обработка сигналов: теория и практика . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. 5. ISBN 0521110025.
  6. ^ Ингл, Винай К.; Джон Г. Проакис (1 января 2011 г.). «1,1». Цифровая обработка сигналов с использованием MATLAB (3-е изд.). Стэмфорд, Коннектикут: CL Engineering. п. 3. ISBN 1111427372.