Айфичер Э., Джервис Б. Цифровая обработка сигналов, практический подход (2-е изд., 2004), страница 6

1.12 и рис. 1.15 взяты из журнала Р!и!>рь Уйс!>и!еаИег!еи 'г>о1. 40(б), который издает Коп(пг1уке Рййгрз Е1ес1юшсз Ы. 'г>.; рис. 8. 37 — 8.39 взяты из статьи "АгЫ 1)ТМР 8епегабоп апс1 с1есос1- ш8 го 1ЭБР-пр дсз18пя" в журнале ЕР»!Марая!ле Уо1. 30, издаваемом СаЬпсгз Впз(псзз 26 Предисловие 1пЕоппат!оп [Моск, Р., 1985); рис. 13.2 взят из журнала /оигпа! о~А>>г/>о Еп8>нее> >ад Кос>'- е0 Уо1. 41(9), издаваемого Апйо Епб!псепп8 Кос!с!у, 1пс.

[[%!1воп, Р., 1993!); табл. 7.11 и 7.18 адаптированы из журнала Ап Арргг>ас)»о >/>е А/>ргох>та!>оп Ргг>Ыет /Ь >. А>опгес»гх>ге /3>8>ш! Е>!>егг, издаваемого ТЬе 1пвб!п!е оГ Е!ее~пса! апг! Е!еспоп!св Еп8!пеегв 1пс. [КаЬ>пег, Ь. К., бо1г1, В., Мсбопе8а1, С. А., 1970); рис. 14.12 перепечатан из С!>п>та! А>еи>ор)>!п>о!оКт /ге!алг! Ь1о.

38, О. б. б!гГоп апд А. Е Каппуа "Е1сстгоепссрЬа!обгарЬу апг! С!ш!са! Ыешорйуз!о1о8у", рр. 623 — 639, 1973, с разрешения Ехсегр1а Мегйса 1пс. Хотя мы сделали все возможное, чтобы отследить владельцев авторских прав на материалы, исг>ользованныс в дашюй кингс, в некоторых случаях сделать это было просто невозможно, поэтому мы приносим официальные извинения, если невольно посягнули на чьи-то права.

От издательства Вы, читатель:пой книги, и есть главный ее критик и комментатор. Мы ценим ваше мнение и хотим знать, что было сделано нами правильно, что можно было сделать лучше и что еще вы хотели бы увидеть изданным вами. Нам интересно услышать и любыс другие замечания, которые вам хотелось бы вь>сказать в наш адрес. Мы ждем ваших комментарисв и надеемся на них. Вы можете прислать нам бумажное или электронное письмо, либо просто посетить наш %еЬ-сервер и оставить свои замечания там.

Одним словом, любым удобным для вас способом дайте нам знать, нравится или нет вам эта книга, а также выскажите свое мнение о том, как сделать наши книги более интересными для вас. Посылая письмо или сообщение, не забудьте указать название книги и ее авторов, а также ваш обратный адрес. Мы внимательно ознакомимся с вашим мнением и обязательно учтем его при отборе и подготовке к изданию последующих книп Наши координаты: Е-тай: зпйо8из11зал>вриь11в?ппц.сога %%%: Ьсгр>//и»и.ит11тап>врпь1звЫпд.соа> Информация для писем из: России: 1 ! 5419, Москва, а/я 783 Украины: 03150, Киев, а>я 152 .::,.-В"6. 'дени"е,;.,".:„,',~ '~~у~Ф й~Яф%~(ф зй)) !у!в ~* ф.ф~ф, й Я3обу~асгй'аримййщ~ий~43!ф~,~~~~~Ф д.й;:Жлкк~евмеззпвруФй~~Ц~мф~~~ ~~~ 1 ,й;4',,Процессоры дл441й~щовоЬ~браб~в 1.'б;,Обзбрггреальнй~'йФ~М~е~фрймв~фийцОС~,,в~в~..му Ф~М4ф4к~~~~~'„";"::.ч~фЪ~~й,~ ",.

З.В~ПрименениауцООррпи~взййси'и воыпраоизведеийи.эдвука'-::": -"1':-':;. ' "-'."'-;.„':,': "';„'„".,'! Зйт ';,:-,~.,э,7,: Прйьзйнение цаСетецеййпиуйикауаз;'-сз! дгкь': =:-= -.-'ы г~==-.",.!!;;гпаГ~'-' '". 46 й!эдаы ' ет,7ф-; . — ' " „, ' —,, „- ', . ' "'-', „"' 'мФ-ч'чл ' .".~ ",'Ль, ~,~~:-~=;-' =.-", Цель этой главы — обьяснить преимущества цифровой обработки сигналов, ознакомить читателя с главными операциями ЦОС, на которых в основном и построена цифровая обработка сигналов, и обозначить широкий диапазон областей ее применения.

Для иллюстрации освещаемых концепций приводятся примеры из реальной жизни. ', 1:.'1; Цифровая обработка сигнапов.и::аа преимущастаэа',"' Под сигналом мы понимаем любую переменную, которая передает или содержит некий вид информации, и которую можно, например, переносить, выводить на экран или выполнять с ней какие-то действия. Особый интерес представляют такие типы сигналов: ° речь, с которой мы имеем дело, например, при разговоре по телефону, прослушива- нии радио и в повседневной жизни; ° биомедицннские сигналы, такие как электроэнцефалограмма (сигналы мозга); ° звуки и музыка, подобные тем, что воспроизводит проигрыватель компакт-дисков; ° видео- н телеизображения; ° сигналы радаров, которые исследуют заданный диапазон и пеленгуют отдаленные цели.

яа Глава 1. Введение ции из сигнала. Большинство сигналов, существующих в природе, являются по своей форме аналоговыми, что часто означает непрерывное изменение во времени, и описывающими изменение физических величин (например, звуковые волны). Сигналы, применяемые в ЦОС, обычно получаются из аналоговых сигналов, дискретизованных через равные интервалы времени и преобразованных в цифровой вид. Обработка цифрового сигнала обычно нужна для устранения интерференции или шума, получения спектра данных или преобразования сигнала в более удобную форму.

В настоящее время ЦОС используется во многих областях, где раньше применялись аналоговые методы, кроме того, появились совершенно новые области применения, где было сложно или невозможно пользоваться аналоговыми устройствами. Привлекательность ЦОС обусловлена такими основными преимуществами. ° Гарантированная точность.Точность определяется толью числом задействованных битов. ° Совершенная воснраизводииость.

Можно идентично воспроизвести каждый злемент, поскольку отсутствуют отклонения, обусловленные устойчивостью отдельных составляющих. Например, используя методы ЦОС, цифровые записи можно юлировать или воспроизводить многократно без ухудшения качества сигнала. ° Отсутствует искажение характеристик из-за температуры или старости. ° Полупроводниковые технологии позволяют повысить надежность, уменьшить размеры, снизить стоимость, понизить энергопотребление и увеличить скорость работы.

° Большая гибкость. Системы ЦОС можно запрограммировать и перепрограммировать на выполнение различных функций без изменения оборудования. Это, пожалуй, одна из самых важных особенностей ЦОС. ° Превосходная нроизводитевьность. ЦОС можно использовать для выполнения функций, которые невозможны при аналоговой обработке сигналов. Например, можно получить линейную фазовую характеристику и реализовать сложные алгоритмы адаптивной фильтрации.

° В некоторых случаях информация уже может быть записана в цифровом виде, и обрабатывать ее можно только методами ЦОС. В ЦОС есть и свои недостатки. Однако благодаря новым технологиям значение этих недостатюв постоянно уменьшается. ° Скорость и затраты. Проекты ЦОС могут быть дорогими, особенно при большой ширине полосы сигнала. В настоящее время скоростные АЦП/ЦАП (аналогоцифровые/цифроаналоговые преобразователи) либо слишком дороги, либо не обладают достаточным разрешением для большой ширины полосы. На данный момент для обработки сигналов в мегагерцевом диапазоне можно использовать толью специализированные интегральные схемы, но они достаточно дороги.

Более того, большинство устройств ЦОС еще не обладают достаточной сюростью и могут обрабатывать сигналы только со средней шириной полосы. Сигналы с шириной порядка 100 МГц все еще обрабатывается аналоговыми методами. Тем не менее устройства ЦОС становятся все более скоростными. 1.2. Области применения ° Время на разработку. Пока вы не знакомы с методиками ЦОС, и у вас нет необходимых ресурсов (программных пакетов н т.д.), разработка средств ЦОС будет отнимать очень много времени, а в некоторых случаях будет почти невозможна. Острая нехватка специалистов в этой области хорошо известна. Однако ситуация меняется, так как уже многие выпускники вузов разбираются в цифровых методах, а коммерческие организации все чаще начинают использовать в своей продукции преимущества ЦОС.

° Проблемы конечной разрядности. В реальных ситуациях экономические соображения предписывают использовать в алгоритмах ЦОС ограниченное число битов. Если для представления переменной задействуется недостаточное число битов, в некоторых системах ЦОС это приводит к существенному снижению качества работы системы. ЦОС вЂ” это одна из наиболее быстро развивающихся отраслей современной электроники, которая применяется в любой области, где информация содержится в цифровом виде или контролируется цифровым процессором. К числу областей применения можно отнести следующие.

° Обработка изображений — распознавание образцов; машинное зрение; улучшение изображения; факсимиле; спутниковые карты погоды; — анимация. ° Инструментальные средства/контроль — спектральный анализ; — контроль положения и скорости; — снижение шума; — сжатие информации. ° Речъ~аудио — распознавание речи; — синтез речи; — озвучивание текста; — цифровые аудиосистемы; — выравнивание. зо Глава 1. Введение ° Военные цели — безопасная связь; — работа с радарами; — работа с сонарами; — управление ракетами.

° Телекоммуникации — устранение эха; — адаптивное выравнивание; — транскодеры АОРСМ; — расширение слелтра; — видеовпнференц-связь; — передача данных. ° Биомедицина — наблюдение за пациентами; — сканеры; — карты электроэнцефалограммы мозга; — анализ электрокардиограмм; — хранение (улучшение) рентгеновских снимков. ° Потребительские цели цифровыс сотовыс мобильные телефоны; универсальная мобильная система связи; цифровое телевидение; цифровые камеры; телефонная связь„музыка и видео через 1пГеглеГ; цифровые автоответчики, факсы и модемы; системы голосовой почты; — интерактивные развлекательные системы; — активная подвеска в автомобилях. С одного взгляда на этот отнкшь не полный список можно понять огромное значение ЦОС. Об осознании значения ЦОС свидетельствует постоянное внедрение мощных средств ЦОС производителями полупроводниковой техники.