تحقیق در مورد سیگنال
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه31
سیگنال چیست؟
به طور ساده هر کیمیت متغیر در زمان یا مکان که قابل اندازه گیری باشد را سیگنال می گوییم. به عنوان مثال سرعت کمیتی است که در واحد زمان متغیر بوده و مقدار آن قابل اندازه گیری است. چراکه در بازه های زمانی مشخص می توانید مقدار سرعت را اندازه گیری کرده و ثبت کنید. مجموعه اعدادی که از ثبت سرعت در بازه های زمانی مختلف به وجود می آیند، باهمدیگر تشکیل یک سیگنال می دهند. کمیت هایی همچون شتاب ، دما ، رطوبت و... نیز در واحد زمان متغیر بوده و همچنین قابل
اندازه گیری هستند. بنابراین با نمونه گیری از این کمیت ها در واحد های زمانی مختلف می توان تشکیل یک سیگنال داد. پردازش سیگنال نیز علمی است که به آنالیز سیگنال ها می پردازد. به علت کاربرد گسترده و همچنین قابل لمس بودن سیگنال های صوتی برای خوانندگان ، در ادامه مقالاتی که برای پردازش سیگنال قرار داده ایم ، تمرکز خود را بر روی سیگنال های صوتی و گفتار متمرکز کرده ایم. شکل زیر سیگنال صوتی را نشان می دهد که هنگام فشار دادن کلید 1 بر روی تلفن تولید می شود:
سیگنال پیوسته
سیگنال گسسته
شکل سمت چپ سیگنال را به شکل گسسته و شکل سمت راست سیگنال را به صورت پیوسته نشان می دهند. محور افقی زمان و محور عمودی نیز مقدار شدت سیگنال را نمایش می دهند. همگام با ورود این سیگنال دیجیتالی به کارت صوتی خروجی آنالوگ (سیگنال پیوسته) در آن تولید می شود که این خروجی نیز وارد سیستم پخش صدا شده و موج تولید شده توسط بلندگو پس از پخش در فضا توسط گوش ما حس می گردد. این کل فرآیندی است که یک سیگنال صوتی دیجیتالی طی می کند تا توسط گوش ما شنیده شود. عکس این فرآیند نیز امکان پذیر است، بدین صورت که همگام با صحبت کردن ما در یک میکروفون، سیگنال آنالوگ تولید شده توسط آن وارد کارت صوتی شده و توسط کارت صوتی نمونه برداری می گردد وهمین نمونه برداری است که موجب تولید یک سیگنال زمانی در سمت کامپیوتر می گردد. حال فرض کنید می خواهیم نویزی را که در یک فایل صوتی وجود دارد، یا نویزی که هنگام صحبت کردن ما در میکروفون ممکن است تحت تاثیر محیط اطراف به وجود آید را حذف کنیم. برای این منظور نیاز داریم که سیگنال دیجیتالی موجود بر روی سیستم کامپیوتری 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 کلمات بیان شده در میکروفون را تایپ کند. پردازش گفتار علمی است که با بهره گرفتن از روش های پردازش سیگنال به انجام این عمل می پردازد. در ادامه این بخش سعی کرده ایم مفاهیم کلی پردازش سیگنال را مورد بررسی قرار دهیم. توجه داشته باشید که تمام روش های پردازش سیگنال های دیجیتالی برای آنالیز گفتار نیز به کار می روند.
نمونه برداری و چندی کردن سیگنال
فرض کنید میکروفورنی را به کارت صوتی وصل کرده اید و در حال ضبط صدا هستید. خروجی میکروفون یک خروجی آنالوگ می باشد و بنابراین نمی تواند به طور مستقیم وارد سیستم کامپیوتری گردد. چرا که همه سیستم های دیجیتالی اعم از یک کامپیوتر تنها با ورودی های دیجیتال می تواند کار کنند. بنابراین سیگنال آنالوگ تولید شده در خروجی میکروفون قبل از ورود به سیستم کامپیوتری باید به سیگنال دیجیتال تبدیل گردد. دیجیتال کردن سیگنال بر روی سیستم های کامپیوتری امروزی توسط کارت های صوتی انجام می پذیرد. یک سیگنال آنالوگ از لحظه ورود تا دیجیتال شدن مراحل زیر را به ترتیب طی می کند:
• فیلتر کردن سیگنال ورودی
• نمونه برداری
• چندی کردن
شماتیک زیر نیز فرآیند تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال را نشان می دهد:
جزوه ی آشنایی با سیگنال ها و سیستم ها
این جزوه بخش های زیر را شامل می شود:
مقدمه
تعریف سیگنال
انواع سیگنال ها
سیگنال های پیوسته زمانی مهم
سیگنال های گسسته زمانی مهم
تبدیل متغیر مستقل
تعاریف مشترک در مورد سیگنال ها
اپراتور مقدار متوسط
سیستم و تعریف آن
تقسیم بندی سیستم ها
اتصالات سیستم ها
خواص سیستم ها
توضیحات: این جزوه به صورت pdf و تایپ شده می باشد و در 68 صفحه آماده شده است و مثال های حل شده ی فراوانی را شامل می شود.
آشنایی کامل با پردازش سیگنال های حیاتی
فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 24 صفحه
مقدمه
و کلیات سیگنال تابعی از یک یا چند متغیر مستقل است که اطلاعاتی را در مورد یک پدیدة فیزیکی یا بیولوژیکی در بردارد. موجودات زنده از سلول گرفته تا ارگان های بدن، سیگنال هایی با منشاء بیولوژیکی تولید می کنند. این سیگنا ل ها به صورت الکتریکی، مکانیکی یا شیمیایی اند. سیگنال های الکتریکی نتیجة دپلاریزاسیون سلول های عصبی یا ماهیچة قلبی اند. صدای تولید شده توسط دریچه های قلب نمونه ای از سیگنال های مکانیکی است یا PCO2 خون، سیگنال شیمیایی است. این سیگنال های بیولوژیکی یا سیگنال های حیاتی برای تشخیص پزشکی و تحقیقات زیست- پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. سیگنال هایی که توسط ارگان های بدن تولید می شوند با هم دیگر مخلوط شده یا تحت تاثیر نویز قرار می گیرند. منظور از پردازش سیگنال های حیاتی جدا کردن سیگنال مورد نظر از سیگنال های در هم آمیخته و نویز دار و سپس استخراج پارامترهای مفید سیگنال است. این پارامترها برای تشخیص پزشکی به کار برده می شوند. پردازش سیگنال های بیولوژیکی در 4 مرحله انجام می شود (شکل1): 1. اندازه گیری یا ثبت سیگنال 2. تبدیل سیگنال 3. محاسبة پارامترهای سیگنال 4. تفسیر یا طبقه بندی سیگنال ها شکل1. مراحل پردازش سیگنال در مرحلة 1 ، از مبدل ها برای ثبت جمع آوری سیگنال از بدن استفاده می شود. در این مرحله سیگنال های مکانیکی یا شیمیایی به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شوند و سیگنال های الکتریکی تقویت می گردند. نکتة مهم در سیگنال گیری حداقل بودن میزان آنتروپی آن است یعنی سیگنال با کمترین اغتشاش یا به عبارتی بیشترین نسبت سیگنال به نویز ثبت شود. برای پردازش کامپیوتری، سیگنال ثبت شده نمونه برداری می شود. در مرحلة دوم تبدیل هایی بر روی سیگنال اعمال می شود به نحوی که امکان استخراج پارامترهای معنادار در قسمت سوم تسهیل شود. این مرحله پیش پردازش نامیده می شود که هدف آن کاهش نویز سیگنال و کم شدن حجم داده است تا استخراج ویژگی های سیگنال د رمرحلة سوم آسان تر باشد. در مرحلة سوم پارامترهای مناسب معنادار که ویژگی های سیگنال نامیده می شوند استخراج می شوند. نتایج حاصل از این مرحله برای فرایند تصمیم گیری در مرحلة چهارم مورد استفاده قرار می گیرد. در مرحلة چهارم با استفاده از ویژگی های استخراج شده پزشک یا کامپیوتر تفسیر نهایی را اعلام می کنند. مرحلة تفسیر یا طبقه بندی ویژگی های سیگنال، بازشناخت الگو نامیده می شود. 2- مشخصات سیگنالهای زیستی سیگنال های زیستی از فرایندهای بیولوژیکی حاصل می شوند. این فرایند بسیار پیچیده و دینامیک هستند.سیگنال های زیستی معمولاً تابعی از زمان هستند. در کل سیگنالهای زیستی در دو دسته طبقه بندی می شوند: • سیگنال های معین • سیگنال های تصادفی یا آماری شکل 2. دسته بندی سیگنال ها سیگنال های معین سیگنال هایی هستند که در آنها شکل موج سیگنال مشخص بوده و کاملاً قابل پیش بینی است. سیگنال های معین سه دسته اند: متناوب، شبه متناوب و گذرا. در سیگنال های متناوب شکل موجود در فاصله های زمانی مشخص تکرار می شود. سیگنال های زیستی کاملاً تناوبی نیستند. بنابراین برای توصیف سیگنال های تکراری زیستی عنوان شبه پریودیک مناسب تر است. در سیگنال های شبه متناوب شکل موجود به صورت تقریبی در فاصله های زمانی مشخص تکرار می شود. سیگنال های گذرا فقط یکبار در طی زمان اتفاق می افتند. سیگنال های تصادفی یا آماری در اثر دپلاریزاسیون ناهماهنگ و تصادفی گروهی از سلول ها می شود مانند سلول های عصبی مغز که سیگنال (EEG)Electroencephalogram را تولید می کنند. شکل موج چنین سیگنال هایی نامعین است و تنها با استفاده از مفاهیم آماری قابل توصیف است. بسته به نوع فرآیند بیولوژیکی سیگنال های تصادفی به دو دستة ایستا و ناایستا تقسیم می شوند. در سیگنال های تصادفی ایستا خصوصیات آماری سیگنال با گذشت زمان تغییر نمی کند. اگر فرایند بیولوژیکی تولید کنندة سیگنال تصادفی در شرایط خاصی باشد سیگنال تصادفی تولید شده ناایستا خواهد بود. به عنوان مثال EEG بیماری که دچار حملة ناگهانی صرع شده یک سیگنال تصادفی ناایستا ست. شکل 2 این دسته بندی ها را همراه با مثال موردی نشان می دهد.