Zaawansowane metody analizy sygnałów

dr Cezary Majdr Piotr Zając

Wstęp

Przetwarzanie sygnałów – dziedzina matematyki, która dotyczy operacji na sygnałach lub ich analizy

Cyfrowe PS – dotyczy sygnałów cyfrowych

Obszary zastosowań Telekomunikacja cyfrowa

Transmisja danych Kompresja Kodowanie Filtracja cyfrowa

Obszary zastosowań

DTMF – dual tone multi frequency

Obszary zastosowań Przetwarzanie sygnałów

akustycznych Zapis, kompresja Miksowanie, filtracja Efekty dźwiękowe Synteza i rozpoznawanie mowy Tłumienie szumu

Obszary zastosowań

Kino domowe

Obszary zastosowań Przetwarzanie obrazów

kompresja Rekonstrukcja i poprawa jakości Zastosowania biomedyczne (usg,

tomografia, rezonans) Rozpoznawanie obrazów (palce,

pismo)

Obszary zastosowań

tomografia

Obszary zastosowań Radary

Wykrywanie obiektów Pomiar położenia, prędkości Nawigacja Obserwacja i prognozowanie pogody Geodezja i kartografia

Obszary zastosowań

radar

Obszary zastosowań Sonary

Wykrywanie obiektów Sonary aktywne i pasywne Badanie zasobów morskich, ławic ryb

Obszary zastosowań

sonar

Obszary zastosowań Przetwarzanie sygnałów geofizycznych i

sejsmicznych Sejsmologia odbiciowa, wykrywanie

zasobów naturalnych Badanie i wykorzystanie kosmosu

Komunikacja satelitarna Przetwarzanie sygnałów z sond kosmicznych Nawigacja satelitarna

Klasyfikacja sygnałówSygnał – zmienność wielkości fizycznej

opisana za pomoca funkcji zmiennych Funkcje różnych argumentów (czas,

położenie) Funkcje wielu argumentów

(wymiarowość) Funkcje różnych wartości (rzeczywiste,

zespolone) Sygnały ciągłe, dyskretne Sygnały deterministyczne, losowe

Klasyfikacja sygnałów

Parametry

Przykładowe sygnały impulsowe

Przykładowe sygnały impulsowe nieskończone

Przykładowe sygnały nieokresowe

Przykładowe sygnały okresowe

Modulacja analogowa

Modulacja – celowa zmiana parametrów sygnału

Amplitudy Częstotliwości Fazy

Modulacja amplitudy

Zmiana amplitudy fali nośniejfala nośna

Sygnał modulujący

Sygnał po modulacji

fala nośna wstęgi boczne

Modulacja jednowstęgowa (SSB – single side band)

Moc wypromieniowana:

50% fala nośna, 2x25% wstęgi

Usunięcie wstęgi oraz fali nośnej

• moc użyta do transmisji sygnału niosącego informację

• węższe pasmo

• moc promieniowana tylko podczas modulacji

• mniejsze szumy (3dB) i zakłocenia

Modulacja częstotliwości

Zmiana czestotliwości fali nośniejfala nośna

Sygnał modulujący

Sygnał po modulacji

Brak zmiennej amplitudy

Modulacja bardziej odporna na zakłócenia

tPtMktCty

PtMtm

tCtc

sinsin)(

sin)(

sin)(

Modulacja fazy

Zmiana czestotliwości fali nośniejfala nośna

Sygnał modulujący

Sygnał po modulacji