במאמר הקודם דיברתי באופן כללי על עיבוד אותות סיפרתי והשימוש במעבד אותות לתחומים שונים. במאמר זה אתאר את הקשר בין העולם האנלוגי לבין העולם הדיגיטלי תוך מתן דוגמאות מחיי היום יום.
כפי שציינתי במאמר הקודם, מעבדי אותות ספרתיים מבצעים תהליך עיבוד סיפרתי ממוחשב. תהליך העיבוד כולל קלט ופלט של מספרים המייצגים אותות אנלוגיים מעולם החיצון (העולם הפיזיקאלי). יש צורך לבצע תהליך של דגימה ושיחזור של אותות אנלוגיים לצורך קבלת אותות ספרתיים. תהליך ההמרה מאותות אנלוגיים לאותות ספרתיים מתבצע ע"י ממיר מתח אנלוגי למילה ספרתית (או בקיצור ממיר אנלוגי לדיגיטלי – Digital to Analog Converter).
ה-DAC דוגם מתח אנלוגי הנמדד מתהליך פיזיקאלי כלשהו וממיר את המתח למילה ספרתית המכילה סיביות המייצגות אפס או אחד. לכל מילה ספרתית יש ייצוג מספרי שניתן לשמירה בזיכרון המעבד. תהליך העיבוד כולל פעולות מתמטיות על אוסף של דגימות (מילים) בזיכרון ושמירה של התוצאות באותו זיכרון.
ממיר מילה ספרתית למתח אנלוגי (או בקיצור ממיר דיגיטלי לאנלוגי – Digital to Analog Converter). לוקח מילה ספרתית מהזיכרון של המעבד ומתרגם אותה למתח אנלוגי.
דוגמה לשימוש במעבד אותות סיפרתי: סינון סיפרתי. זהו תהליך עיבוד סיפרתי שמתבצע על סידרה של מספרים הנקלטים המתקבלים ע"י ה-DAC שבו תדרים מסיומים מהאות מסוננים ע"י המסנן כך שרק חלק מהאות המתקבל יוצא דרך ה-ADC לעולם החיצון. אם לדוגמה האות המתקבל בכניסת המסנן מכיל רעשים לא רצויים, ניתן לסנן חלק מהרעשים על מנת לקבל אות "נקי" יותר מרעשים.
דוגמה נוספת לשימוש במעבד אותות סיפרתי: דחיסה של אותות דיבור. כאשר רוצים להעביר כמות מאוד גדולה של אותות דיבור בקווי טלפון או ברשת הסלולארית מבצעית תהליך של דחיסת אותות דיבור על מנת שמידע שיועבר ברשת יכיל מספר מינימאלי של סיביות לכל יחידת זמן (סיביות/לשנייה). כדי להקטין את מספר הסיביות לשנייה של אות הדיבור תהליך הדחיסה מקודד אותות דיבור למילים המייצגות חלקים מהאות כל שאין צורך להעביר את האות בשלמותו.
כיום קיימים ממרים ADC ו DAC מהירים מאוד המסוגלים לדגום אותות בקצבים של עד 2GHz. הדרישות לממירים בקצב גבוהה הולכות ומחמירות ככול שמעבדים אותות בעלי תדרים גבוהים יותר.
השימוש הממירים מהירים נפוץ בעולם התקשורת ובמערכות מכ"מ ומהווים את חזית הטכנולוגיה. לכן דרושים גם מעבדי אותות מהירים לצורך ניתוח ועיבוד אותות בזמן אמת.
ניתן לפנות לעוזי בכתובת: info@dsp-art.com
או באתר: www.dsp-art.com
עוזי צ'סטר - מרצה ומנחה פרויקטים בעיבוד אותות ותקשורת. הדרכות ויעוץ בפיתוח אלגוריתמים לעיבוד אותות
