МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Черниговский государственный технологический университет
Цифровая обработка сигналов
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по дисциплине
“Цифровая обработка сигналов и передача данных”
для студентов специальности "Компьютерные системы и сети"
Чернигов ЧГТУ 2008
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Цифровая обработка сигналов и передача данных” для студентов специальности "Компьютерные системы и сети"
Составил Сорокин Александр Юрьевич, ассистент.
Ответственный
за выпуск:
Рецензент:
Лабораторная работа №1
Простейшие алгоритмы
обработки сигналов
Цели лабораторной работы
Исследовать простейшие алгоритмы цифровой обработки сигналов: сглаживание, дифференцирование, интегрирование и др. Определение абсолютного и относительного уровня сигнала, коэффициента формы и амплитуды.
Теоретические сведения
1.1 Систематизация физических величин
В природных и технических системах происходит множество процессов сопровождающихся динамическим изменением физических величин, например, температура, яркость, акустическое давление, механическое перемещение, электрическое напряжение, количество предметов и пр. Формально сигнал представляется математической функцией от аргумента. Аргументом функции может быть, например, время (температура воздуха от времени) – одномерные процесс, координаты (яркость (светимость) элемента изображения от координаты) –двумерные и более процесс. В основном физические процессы имеют непрерывный характер.
Основным признаком систематизации является принадлежность величин к одной из трех основных сторон явлений — вещественной, энергетической и информационной. Соответственно измеряемые величины можно подразделить следующим образом:
величины «вещественной» группы — физические и физико-химические свойства веществ и их состав;
величины «энергетической» группы — свойства, отражающие энергетические характеристики процессов;
величины «информационной» группы — свойства, отражающие динамические и статистические характеристики процессов.
Измерение величин «вещественной» группы необходимо для изучения веществ, для управления технологическими процессами. К этой группе из электрических величин, например, относятся сопротивление, диэлектрическая проницаемость, температурный коэффициент сопротивления. Общность методов измерительных преобразований большей части вещественных величин заключается в использовании измерительных преобразований, в применении функциональных преобразователей, косвенных и совместных измерений.
Измерение величин «энергетической» группы необходимо для изучения и управления процессами преобразования, передачи и использования энергии. К этой группе из электрических величин относятся напряжение, ток, мощность, энергия. Общность методов измерительных преобразований энергетических величин заключается прежде всего в возможности использования процессов преобразования энергии из одного вида в другой. Метрологическая общность заключается в возможности использования при измерительном преобразовании энергетических процессов.
Рисунок 2 - Систематизация физических величин
Измерение величин «информационной» группы необходимо для качественного и эффективного управления. К этой группе можно отнести амплитудный, частотный и фазовый спектры, дифференциальные и интегральные значения сигнала, суммы, разности, произведения или отношения нескольких сигналов, корреляционные функции и т. д. Общность методов измерительных преобразований информационных величин заключается в том, что они являются параметрами сигналов различной физической природы, которые перед измерением обычно преобразуются в электрический сигнал.
В настоящее время наиболее быстро увеличивается число измеряемых величин «вещественной» группы, что отражает опережающее развитие аналитического приборостроения — средств измерения состава веществ, а также величин «информационной» группы — статистических и динамических параметров процессов. Систематизация физических величин по трем остальным признакам показана на рисунке 2.