مقاله پردازشگري ديجيتال يا (DSP)

دسته بندي : فنی و مهندسی » کامپیوتر و IT
مقاله پردازشگري ديجيتال يا (DSP) در 13 صفحه ورد قابل ويرايش

مقدمه

بخش مخابرات هوايي از مهمترين و اصلي ترين بخش هاست و زيرسيستم هاي يك سيستم هوايي را تشكيل مي دهد. درحوزه صنعت هوايي و ناوبري، گيرنده ها و فرستنده هاي راديويي نقش اساسي را دربخش مخابراتي برعهده دارند بخش مخابرات از سه بخش اساسي گيرنده، فرستنده و كانال مخابراتي تشكيل شده است كه دراين مقاله بيشتر به پردازش سيگنالهاي گسسته درزمان مي پردازيم كه در گيرنده ها و فرستنده هاي مخابراتي نقش اساسي را ايفا مي كنند گيرنده هاي راديويي نقش اساس درآشكارسازي، آناليز، شنود و جهت يابي سيگنالهاي دريافتي داشته كه عمدتاً از نوع سوپرهيتروداين استفاده مي شود.

علاوه بر سيستم هاي راديويي، بسياري از انواع سيتمها براي ارسال ديتاهاي با ارزش، از سيگنال هاي راديويي RF استفاده مي كنند كه داراي رشدي مداوم ، پيوسته و قابل توجه هستند، گيرنده هاي هوايي براي انواع مختلفي از كاربردها و حوزه اي عملياتي طراحي و بنا به نياز، بصورت انفرادي و يا عمدتاً درقالب سيستم بكارگيري مي شوند كه عمده اهداف و مقاصد اين نوع گيرنده ها براي ارتباطات هوايي يا زمين به هوا و بالعكس انجام مي شود عمده تعاريف به كاررفته درمخابرات هوايي يا دركل، مخابرات:

رنج ديناميكي : رنج از كمترين تا بيشترين سيگنالهاي ورودي برحسب dB، كه يك گيرنده مي تواند احساس كند بطور مثال اگر يك گيرنده قادر به آشكارسازي ، سيگنالهاي بين dB 10 و dB50- باشد در اين صورت رنج ديناميكي گيرنده dB 60 خواهد بود.

-پهناي باند لحظه اي : پهناي باند گيرند درهر نقطه معلوم از زمان (كه اساساً كمتر از پهناي باندكلي سيستم براي هرگيرنده مي باشد.

-حساسيت يا Sensitivity: كمترين سطح توان سيگنال دريافتي كه هر گيرنده قادر به آشكارسازي آن مي باشد را گويندكه (برحسب dBm اندازه گيري مي شود)

-پهناي باند راديويي كل : رنج فركانسي كه گيرنده قادر به آشكارسازي آنها مي باشد راگويند.

-توانايي پردازش چندين سيگنال: ميزان قابليت و توانايي گيرنده درتشخيص و تميز دادن بين دو سيگنال راداري درفركانس هاي متفاوت در درون پهناي باند لحظه‌اي يك گيرنده

پردازشگرهاي ديجيتالي درگيرنده هاي ديجيتالي

به دليل استفاده از تكنيك سوپرهيتروداين درگيرنده هاي ديجيتالي ابتدا به مقدمه اي از اين گيرنده ها مي پردازيم سپس گيرنده هاي ديجيتالي را شرح داده و سپس به پردازشگر ديجيتالي كه مهمترين قسمت اين بخش از گيرنده هاست مي پردازيم.


گيرنده هاي سوپرهيتروداين:

گيرنده هاي سوپرهيتروداين از رايجترين و پركاربردترين نوع گيرنده ها درجهان براي تقريباً همه سيستم هاي دريافت راديويي و راداري با بهره گيري از ساختار سوپرهيت مي باشد. درگيرنده سوپرهيت نياز به تقويت كننده راديويي باند پهن براي اصلاح حساسيت نيست بلكه به جاي آن، سيگنال [1]RF با استفاده از يك مخلوط كننده يا ميكسر و يك نوسان ساز محلي[2] به يك فركانس مياني[3] تبديل و سپس با استفاده از يك تقويت كننده IF، گين با بهره مورد نياز بدست مي آيد. سيگنال تبديل شده به فركانس پائين[4] ازميان يك فيلتر ميان گذر[5] عبور مي كند، اين فيلتر باعث عبور بودن تضعيف سيگنال مورد نظر شده و ساير سيگنالهاي ناخواسته بويژه سيگنالهاي ناشي از حاصلضرب هاي فركانسي كه باعث توليد اعوجاج اينترمدولاسيون و در نتيجه سيگنال نامطلوب مي شوند را حذف مي نمايد و آنها را عبور نمي دهد.

مزيت تبديل سيگنال RF به يك سيگنال IF با فركانس پائين تر به روش سوپرهيت اين است كه فيلتر ها و تقويت كننده هايي با پهناي باند باريك و با مشخصه هاي فركانس قطع[6] نيز نيازمند است كه درفركانس هاي IF به راحتي در درسترس است به همين دليل گيرنده هاي سوپرهيتروداين داراي حساسيت بالا و انتخاب گري[7] فركانس بسيار خوبي است كه باعث ايده آل بودن آنها براي آناليز دقيق و جزئي مشخصه هاي سيگنال دريافتي است. هرچند بسبب بالا بودن سطح انتخابگري فركانس اين گيرنده معمولاً داراي پهناي باند فركانس لحظه اي باريك بوده و قادر نيست چندين سيگنال ورودي را بطورهمزمان كنترل و پردازش نمايد. در زمينه پردازش بعداً مفصلاً بحث خواهد شد.

خواص تبديل فوريه گسسته

در اين بخش ما شماري از خواص DFT را با توجه به دنباله هاي محدود درزمان در نظر ميگيريم. بحث ما درموازات با بحث موجود درابطه با دنباله هاي متناوب به پيش مي رود. بهرحال: اين حضور ويژه به عكس العمل فرضيات موجود مي پردازد و اشاره اي به تناوب نمايش DFT از دنباله هاي كراندار دارد.

حالت خطي

اگر دو دنباله محدود درزمان X1[n] و X2[n] درحالت خطي با هم تركيب شوند، به عبارتي داريم :

x3[n]=ax1[n]+bx2[n]

سپس DFT متعلق به x3[n] خواهد بود:

x3[k]=aX1[k]+bX2[k]

به وضوح، اگر x1[n] داراي طول N1 و x2[n] داراي طول N2 باشد، سپس حداكثر طول x3[n] به صورت N3[k]=max[N1,N2] خواهد بود. بنابراين، به اين خاطر كه معادله گفته شده با معني باشد، هر دو مورد DFTs بايد با همان طول محاسبه شود.

اگربراي مثال باشد، پس x1[k]، DFT دنباله x1[n] مي باشد كه به وسيله نواحي تقويت شده است. يعني، به عبارتي، نقطه متعلق به DFT برابراست با:



و نقطه N2 متعلق به DFT از X1[n] برابر است با :



درخلاصه داريم :



درجاييكه طول دنباله ها و تبديل هاي فوريه گسسته همه برابر با حداكثر طول X1[n] و X2[n] مي باشند. البته، طول بيشتر DFTs مي تواند بوسيله تقويت هردو دنباله با نمونه هاي داراي ارزش صفر تقويت شود.


نتيجه گيري

با توجه به گسترش سيستمهاي ديجيتالي درتمامي زمينه ها كه منجز به كوچك شدن قطعات و تجهيزات و همچنين كاهش حجم و سرعت بالاي پردازشگرها دراينگونه سيستمها و مقاوم بودن تجهيزات ديجيتالي درمقابل تداخل و خطاها به دليل فريمهاي تشخيص و تصحيح خط درگيرنده كه در فرستنده پيش بيني شده اند جا دارد كه اين زمينه ازعلم و صنعت درصنايع هوايي نيز مورد استفاده قرارگيرند چرا كه صنعت هوايي بيشتر از صنايع ديگر به اين قبيل از مزايا نيازمند است بخصوص حجم و وزن كم تجهيزات درصنايع هوايي يكي از اهداف مهندسان و طراحان اين صنعت مي باشد.