59722 skrypt015

v,vy• 'AJ '-J J. yvnięp

Rys. 1.1. Proces przetwarzania sygnału za pomocą procesora sygnałowego DSP

wej¹), a następnie próbkowaniu np. w układzie próbkująco-pamiętającym S&H (sample-and-hold) i wreszcie — przetwarzaniu analogowo-cyfrowemu A/D (analog-to-digital conversion). Teraz następuje proces główny, tzn. etap cyfrowego przetwarzania sygnału, np. za pomocą procesora sygnałowego DSP. Otrzymany w wyniku sygnał użyteczny podlega przetworzeniu cyfrowo-analogowemu D/A (digital-to-analog conversion) i wygładzeniu w filtrze wyjściowym. Pełen omówiony proces zilustrowano w uproszczeniu na rys. 1.1.

Rozdział 2

Sygnały i układy dyskretne

2.1. Pojęcie sygnału i układu cyfrowego

Sygnał jest nazywany analogowym, jeśli jest przebiegiem konkretnej wielkości fizycznej, np. napięcia elektrycznego (jak sygnał ECG - elektrokar-diogram), ciśnienia (np. sygnał akustyczny), natężenia pola elektromagnetycznego, temperatury, itp. Sygnały analogowe mogą być ciągłe¹ tzn. takie, że ich wartości są istotne dla każdej wartości zmiennej niezależnej^{2 3} z pewnego przedziału, np. każdej chwili czasu. Sygnały mogą też być dyskretne, jeśli istotne są tylko ich wartości w pewnych (dyskretnych) punktach przestrzeni zmiennej niezależnej, np. w wybranych, dyskretnych chwilach czasu. Sygnały dyskretne są opisywane jako ciągi (sekwencje) liczb — tzw. próbek sygnału (rys. 2.1). Te sekwencje mogą być uporządkowane wielowymiarowo. Obraz czarno-biały jest np. (skalarnym) sygnałem dwuwymiarowym.

Jeśli użyta do reprezentacji sygnału wielkość fizyczna odgrywa rolę drugorzędną, a ponadto, jeśli nie rejestruje się jej „dokładnie”, lecz rozróżnia jedynie skończoną liczbę możliwych jej wartości (poziomów), tj. kwanty żuje się ją, to próbki interesującego nas sygnału dyskretnego można zakodować za pomocą ustalonych zestawów symboli. Takie skwantowane i kodowane sygnały nazywa się sygnałami cyfrowymi. Najczęściej wykorzystuje się jedynie dwa symbole oznaczane zazwyczaj jako „0” oraz „1”, nazywane wartościami binarnymi. Ich „zestawy” nazywa się słowami binarnymi, a poszczególne po-

1

Pojęcie i funkcja filtru antyaliasingowego zostaną wyjaśnione w rozdziale 2. Należy podkreślić, że za pomocą techniki zwanej nadpróbkowaniem (ang. ovcrsaa\pUng) można wyeliminować konieczność stosowania skomplikowanego filtru antyaliasingowego.

2

Należy podkreślić, że jest to inne pojęcie ciągłości niż to, które jest znane z matematyki i stosowane w teorii funkcji.

3

^Zmienną niezależną jest najczęściej czas, lecz może nią być również odległość, a nawet '.rektor kilku zmiennych skalarnych (np. wektor określający współrzędne: poziomą i pionową punktu obrazu.