Цифровая обработка сигналов. Основные понятия и определения. Сигналы и их спектральное представление, страница 4

Из всего сказанного вытекает ряд ограничений, влияющих на характер и выбор элементной базы для реализации вычислителя:

-  разность регистров вычислителя должна быть большой и превышать разность ЦАП во избежание дополнительных ошибок при округлении результатов вычислений;

-  тактовая частота, на которой работает вычислитель, должна в сотни раз превосходить частоту дискретизации, если предъявляются требования реального времени;

-  малое энергопотребление;

-  компактность.

1.3 Основные направления, задачи и алгоритмы ЦОС

Среди многочисленных задач, решаемых на базе ЦОС, можно выделить группу наиболее полно характеризующих как традиционные, так и нетрадиционные области применения ЦОС. Каждая задача – в зависимости от конкретного приложения – может решаться с использованием различных

Таблица 1.1-Основные задачи ЦОС

методов и алгоритмов. В настоящее время выделяют следующие основные направления ЦОС (таблица 1.1):

-  линейная фильтрация;

-  спектральный анализ;

-  частотно-временной анализ;

-  адаптивная фильтрация;

-  нелинейная обработка;

-  многоскоростная обработка.

2 Сигналы и их спектральное представление

2.1 Основные типы сигналов

Сигнал – это физический процесс, содержащий в себе некоторую информацию. На практике чаще всего используются электрические сигналы. При этом, носителем информации является изменяющиеся во времени ток или напряжение в электрической цепи. Электрические сигналы легче обрабатывать чем другие, они хорошо передаются на большие расстояния.

Существуют аналоговые, дискретные и цифровые сигналы.

Аналоговые сигналы (АС). Большинство сигналов имеют аналоговую природу, т.е. изменяются непрерывно во времени и могут принимать любые значения на некотором интервале. Аналоговые сигналы описываются некоторой математической функцией времени . Пример АС – гармонический сигнал –  иди экспоненциальный сигнал – . Аналоговые сигналы используются в телефонии, радиовещании, телевидении. Пример аналогового сигнала изображен на рисунке 2.1,а. Ввести такой сигнал в компьютер и обработать его невозможно, т.к. на любом интервале времени он имеет бесконечное множество значений, а для точного (без погрешности) представления его значения требуются числа бесконечной разрядности. Поэтому необходимо преобразовать аналоговый сигнал так, чтобы можно было представить его последовательностью чисел заданной разрядности.

Дискретный сигнал. Дискретизация аналогового сигнала состоит в том, что сигнал представляется в виде последовательности значений, взятых в дискретные моменты времени  (рисунок 2.1,б). Эти значения называются отсчетами. , называется интервалом дискретизации. Конечную последовательность отсчетов записывают таким образом: . Например: . Здесь