به طور ساده هر کیمیت متغیر در زمان یا مکان که قابل اندازه گیری باشد را سیگنال می گوییم. . مجموعه اعدادی که از ثبت امواج در بازه های زمانی مختلف به وجود می آیند، باهمدیگر تشکیل یک سیگنال می دهند.
بنابراین با نمونه گیری از این کمیت در واحد های زمانی مختلف می توان تشکیل یک سیگنال داد.
شکل زیر که واستون کشیدم که سیگنال را به شکل گسسته و سیگنال را به صورت پیوسته نشان می دهند. محور افقی زمان و محور عمودی نیز مقدار شدت سیگنال را نمایش میده
حال فرض کنید می خواهیم نویزی را حذف کنیم برای این منظور نیاز داریم که سیگنال دیجیتالی موجود بر روی سیستم را پردازش کرده و پس از شناسایی نویز ها با استفاده از روشی به حذف آن ها پبردازیم. یا فرض کنید قصد داریم نرم افزاری را طراحی کنیم که این نرم افزار سیگنال ها را تایپ کند. پردازش سیگنال علمی است که با بهره گرفتن از روش های پردازش سیگنال به انجام این عمل می پردازد.
. یک سیگنال آنالوگ از لحظه ورود تا دیجیتال شدن مراحل زیر را به ترتیب طی می کند:
• آماده کردن سیگنال ورودی
• فیلتر کردن سیگنال ورودی
• نمونه برداری
• چندی کردن
شماتیک زیر نیز فرآیند تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال را نشان می دهد:
1- آماده کردن سیگنال ورودی :
فرض کنید خروجی سنسوری که موجب تولید سیگنال می شود ، ولتاژ باشد. به عنوان زمانی که درسیم پیچ فلزی رو قرار میدیم خروجی سیم پیچ نیز در یک بازه مشخص به شکل ولتاژ تغییر می کند.
در مراحل بعدی عمل دیجیتال کردن زمانی که از مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده می کنیم، عملا نیاز به ولتاژهایی در بازه ( 5..0) ، ( 5-..5 ) یا … ولت نیاز داریم. اما همانطور که دیدیم خروجی برخی از سنسورها در حد میلی ولت است. بنابراین نیاز به روشی داریم که بتوانیم خروجی سنسورها را تقویت کرده و آن ها را برای ورود به مبدل های آنالوگ به دیجیتال آماده کنیم.
این مرحله از عمل دیجیتال کردن ورودی را آماده سازی سیگنال ورودی می گوییم که در آن از تقویت کننده ها ( آمپلی فایر ) برای افزایش/ کاهش بهره ولتاژ استفاده می کنیم
2- فیلتر کردن سیگنال
مثلا فلزیابی که قابلیت حمل سیگنال هایی در بازه 0 تا 3400 هرتز را داره از اینرو سیگنال هایی که فرکانسی خارج از این محدوده دارند، باید قبل از دیجیتال شدن فیلتر شوند. این عمل نیز با طراحی فیلترهایی امکان پذیر است. در واقع پس از آنکه سیگنال ورودی آماده شد ( تقویت گردید ) وارد سیتم فیلترینگ می گردد تا سیگنال های خارج از محدوده فرکانسی آن کاربرد ، از سیستم حذف گردند.
طراحی فیلترها
از اهمیت ویژه ای برخوردار ه چراکه اگر سیگنال به شکل صحیح فیلتر نشود، دچار اختلال هایی خواهد شد.
و برای فیلتر کردن دو مرحله داره که یکی برای قسمت آنالوگه که روشهای زیادی داره و یکی فیلتر دیجیتاله که توضیح میدم .
پارمترهایی را که برای طراحی یک فیلتر دیجیتال مناسب باید در نظر گرفت شامل:
نمونه برداری کردن
پس از آنکه سیگنال ورودی آماده شد و فیلترکردن آن نیز انجام پذیرفت، دیجیتال کردن سیگنال آنالوگ آغاز می شود. نمونه برداری بدین مفهوم است که در بازه های زمانی مشخص مقدار سیگنال ورودی را خوانده و برای چندی شدن به مرحله بعد انتقال دهیم. به عنوان مثال زمانی که می خواهیم در هر ثانیه 44000 نمونه از سیگنال ورودی برداریم، باید در بازه های زمانی 0.00002 ثانیه مقدار سیگنال آنالوگ را خوانده و به مرحله بعد منتقل کنیم. به عنوان مثال زمانی که فلز سنس میشه با فرض اینکه نرخ نمونه برداری 44000 نمونه در ثانیه باشد، سیستم دیجیتال کننده هر 0.00002 ثانیه یکبار ولتاز خروجی سیم پیچ جستجو را که تقویت و فیلتر شده است خوانده و مقدار آن را به چندی کننده ارسال می کند.
چندی کردن سیگنال
در مرحله نمونه برداری دیدیم که یک نمونه از سیگنال به شکل ولتاژ نمونه برداری شد. در این مرحله ولتاز نمونه برداری شده باید به شکل دیجیتالی ( عدد باینری ) تبدیل شود. برای این منظور نیز از مبدل های آنالوگ به دیجیتال استفاده می کنیم. به عنوان مثال یک مبدل انالوگ به دیجیتال 8 بیتی به ازای ورودی خود عددی بین 0 تا 255 تولید می کند. فرض کنید ورودی مبدل در بازه 0 تا 5 ولت باشد. این بدان معناست که به ازای ورودی 0 ولت ، خروجی مبدل عدد باینری 0 و به ازای ورودی 5 ولت خروجی مبدل عدد باینری 255 خواهد بود. بدیهی است که افزایش تعداد بیت های مبدل موجب افزایش دقت چندی شدن خواهد شد.
اینم کل فهم و فکر بنده بود برای استفاده از dsp در فلزیاب که حتی می تونیم برای tl12000 کنیم که خیلی آسونه فقط اراده می خواد
شکل زیر که واستون کشیدم که سیگنال را به شکل گسسته و سیگنال را به صورت پیوسته نشان می دهند. محور افقی زمان و محور عمودی نیز مقدار شدت سیگنال را نمایش میده و اون یکی شکلم کل سیستم نشون میده موفق باشید
