uvod - Laboratorij za obdelavo signalov in daljinska vodenja

8 1. Uvod
1.6 Uporaba teorije signalov
Mnogim – ne le študentom – se pogosto zastavlja vprašanje, kje in zakaj
potrebujemo teorijo signalov, oziroma, kaj lahko z obdelavo ali popularno
rečeno, s procesiranjem signalov dosežemo. Zato v krajšem pregledu navajamo
pomembnejše primere iz življenja, tehnike in znanosti, kjer ima teorija
signalov pomembno ali celo ključno vlogo oziroma pomen. Ta v zadnjem
času z razvojem polprevodniške tehnologije, ki omogoča poceni gradnjo digitalnih
signalnih procesorjev in s tem učinkovito uporabo teorije signalov v
praksi.
Razvoj digitalnih signalnih procesorjev je sprožil pravo revolucijo v uporabe
teorije signalov. Ta je zajela tolikšen obseg, da se danes proučuje predvsem
tako imenovana teorija digitalne obdelave signalov.
1.6.1 Obdelava signalov
Značilni problem, ki ga rešujemo z obdelavo signalov, je na primer odstranjevanje
šuma iz signala. Tega na primer želimo odstraniti iz merilnega signala,
telefonskega signala in podobno. Ta problem opišemo z naslednjo enačbo:
v(t) = x(t) + n(t) , (1.1)
kjer so v(t) opazovani signal, x(t) koristni signali in n(t) šum, ki se je prištel
signalu. Kako ločiti signal od šuma? Šum skušamo odstraniti ali vsaj
zelo zmanjšati s sitom (slika 1.4), s katerim sejemo sprejeti signal. Izhod sita
Slika 1.4
Problem načrtovanja vhodnega sita za
izločevanje šuma.
n( t)
x( t)
v( t) = x ( t) +n( t)
y( t)
sito
je signal y(t), za katerega želimo, da je enak oziroma bolj podoben poslanemu
signalu x(t), kot je sprejeti signal v(t). Pri izbiri sita predpostavimo, da
je energija šuma koncentrirana v višem frekvenčnem področju kot je večina
energije signala, torej, da je spreminjanje šuma mnogo hitreje kot je spreminjanje
poslanega signala. Če iz signala v(t) odrežemo komponente, ki so
nad določeno frekvenco, signal zgladimo. S tem sicer odstranimo določeno
količino šuma, hkrati pa spremenimo tudi signal. Močnejši je učinek glajenja,
več šuma odstranimo, hkrati pa bolj spremenimo signal. Zato v takih
primerih vedno iščemo kompromis. Pri tem si pomagamo s teorijo signalov,
s katero proučujemo učinek sita na potek signala.
šarko ƒu£ej: Teorija signalov revizija 20040315