پروژه مقاله پردازشگرهای دیجیتال یا (DSP) تحت pdf

 پروژه مقاله پردازشگرهای دیجیتال یا (DSP) تحت pdf دارای 14 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پروژه مقاله پردازشگرهای دیجیتال یا (DSP) تحت pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه مقاله پردازشگرهای دیجیتال یا (DSP) تحت pdf ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن پروژه مقاله پردازشگرهای دیجیتال یا (DSP) تحت pdf :

پردازشگرهای دیجیتال یا (DSP)
Discrete time signal processing

مراجع و منابع:

[1]-Discrete – Time Signal Processing
Alan V. oppenheim – Ronald W. Schafer
With John R.Buck
2-سیستمهای مخابراتی کارلسون فصل 7، 8، 9
3-سیستمهای مخابراتی جرج کندی
4-ناوبری هوایی، هواپیمایی کشوری

مقدمه
بخش مخابرات هوایی از مهمترین و اصلی ترین بخش هاست و زیرسیستم های یک سیستم هوایی را تشکیل می دهد. درحوزه صنعت هوایی و ناوبری، گیرنده ها و فرستنده های رادیویی نقش اساسی را دربخش مخابراتی برعهده دارند

بخش مخابرات از سه بخش اساسی گیرنده، فرستنده و کانال مخابراتی تشکیل شده است که دراین مقاله بیشتر به پردازش سیگنالهای گسسته درزمان می پردازیم که در گیرنده ها و فرستنده های مخابراتی نقش اساسی را ایفا می کنند گیرنده های رادیویی نقش اساس درآشکارسازی، آنالیز، شنود و جهت یابی سیگنالهای دریافتی داشته که عمدتاً از نوع سوپرهیتروداین استفاده می شود.

علاوه بر سیستم های رادیویی، بسیاری از انواع سیتمها برای ارسال دیتاهای با ارزش، از سیگنال های رادیویی RF استفاده می کنند که دارای رشدی مداوم ، پیوسته و قابل توجه هستند، گیرنده های هوایی برای انواع مختلفی از کاربردها و حوزه ای عملیاتی طراحی و بنا به نیاز،

بصورت انفرادی و یا عمدتاً درقالب سیستم بکارگیری می شوند که عمده اهداف و مقاصد این نوع گیرنده ها برای ارتباطات هوایی یا زمین به هوا و بالعکس انجام می شود عمده تعاریف به کاررفته درمخابرات هوایی یا درکل، مخابرات:
رنج دینامیکی : رنج از کمترین تا بیشترین سیگنالهای ورودی برحسب dB، که یک گیرنده می تواند احساس کند بطور مثال اگر یک گیرنده قادر به آشکارسازی ، سیگنالهای بین dB 10 و dB50- باشد در این صورت رنج دینامیکی گیرنده dB 60 خواهد بود.

-پهنای باند لحظه ای : پهنای باند گیرند درهر نقطه معلوم از زمان (که اساساً کمتر از پهنای باندکلی سیستم برای هرگیرنده می باشد.

-حساسیت یا Sensitivity: کمترین سطح توان سیگنال دریافتی که هر گیرنده قادر به آشکارسازی آن می باشد را گویندکه (برحسب dBm اندازه گیری می شود)
-پهنای باند رادیویی کل : رنج فرکانسی که گیرنده قادر به آشکارسازی آنها می باشد راگویند.

-توانایی پردازش چندین سیگنال: میزان قابلیت و توانایی گیرنده درتشخیص و تمیز دادن بین دو سیگنال راداری درفرکانس های متفاوت در درون پهنای باند لحظه‌ای یک گیرنده
پردازشگرهای دیجیتالی درگیرنده های دیجیتالی
به دلیل استفاده از تکنیک سوپرهیتروداین درگیرنده های دیجیتالی ابتدا به مقدمه ای از این گیرنده ها می پردازیم سپس گیرنده های دیجیتالی را شرح داده و سپس به پردازشگر دیجیتالی که مهمترین قسمت این بخش از گیرنده هاست می پردازیم.

گیرنده های سوپرهیتروداین:
گیرنده های سوپرهیتروداین از رایجترین و پرکاربردترین نوع گیرنده ها درجهان برای تقریباً همه سیستم های دریافت رادیویی و راداری با بهره گیری از ساختار سوپرهیت می باشد. درگیرنده سوپرهیت نیاز به تقویت کننده رادیویی باند پهن برای اصلاح حساسیت نیست بلکه به جای آن، سیگنال RF با استفاده از یک مخلوط کننده یا میکسر و یک نوسان ساز محلی به یک فرکانس میانی تبدیل و سپس با استفاده از یک تقویت کننده IF، گین با بهره مورد نیاز بدست می آید.

سیگنال تبدیل شده به فرکانس پائین ازمیان یک فیلتر میان گذر عبور می کند، این فیلتر باعث عبور بودن تضعیف سیگنال مورد نظر شده و سایر سیگنالهای ناخواسته بویژه سیگنالهای ناشی از حاصلضرب های فرکانسی که باعث تولید اعوجاج اینترمدولاسیون و در نتیجه سیگنال نامطلوب می شوند را حذف می نماید و آنها را عبور نمی دهد.

مزیت تبدیل سیگنال RF به یک سیگنال IF با فرکانس پائین تر به روش سوپرهیت این است که فیلتر ها و تقویت کننده هایی با پهنای باند باریک و با مشخصه های فرکانس قطع نیز نیازمند است که درفرکانس های IF به راحتی در درسترس است به همین دلیل گیرنده های سوپرهیتروداین دارای حساسیت بالا و انتخاب گری فرکانس بسیار خوبی است که باعث ایده آل بودن آنها برای آنالیز دقیق و جزئی مشخصه های سیگنال دریافتی است.

هرچند بسبب بالا بودن سطح انتخابگری فرکانس این گیرنده معمولاً دارای پهنای باند فرکانس لحظه ای باریک بوده و قادر نیست چندین سیگنال ورودی را بطورهمزمان کنترل و پردازش نماید. در زمینه پردازش بعداً مفصلاً بحث خواهد شد.

گیرنده های دیجیتالی :
بروز وظهور گیرنده های دیجیتالی نتیجه پیشرفت و توسعه در طراحی آی سی های سرعت بالا و امکان کوچک سازی و بهره گیری از کامپیوترهای دیجیتال توانمند برای پردازش دیجیتالی سیگنال می باشد. اصول عملکرد گیرنده ها براساس تبدیل سیگنالهای دریافتی به رشته بیتهای دیجیتالی است.

که با نمونه برداری و کوانتیزه نمودن سیگنالهای رادیویی (RF)، با بهره گیری از مبدلهای آنالوگ به دیجیتال با سرعت بالا انجام می شود. بلوک دیاگرام شکل 1 یک گیرنده دیجیتالی رانشان می دهد که از ساختار سوپرهیتروداین برای بخش رادیویی بهره گرفته است. فرکانس نمونه برداری (FS) مبدل آنالوگ به دیجیتال بایستی حداقل دو برابر پهنای باند سینگنال IF به منظور تحقق معیار نایکوئیست باشد.

اگرچه انتظار این است که پردازش دیجیتالی نقش بسیارزیادی درتوسعه گیرنده های هوایی بازی کند اما محدودیتهای فعلی در سرعت کارآیی و پردازش آی سی ها باعث محدودیت درپردازش پهنای باند لحظه ای سیگنال شده است.

اگرچه امروزه گیرنده های دیجیتال باوجود این محدودیتها، قادرند تا پهنای باند لحظه ای از MHZ500 تا GHZ2 درکانال دریافت، تمامی سیگنال های دریافتی، حتی سیگنالهای همزمان را به فرم دیجیتال پردازش نموده و برای هر سیگنال تمامی اندازه گیریها از جمله، زمان دریافت، دامنه، فاز، فرکانس، پهنای پالس، مدولاسیون روی پالس را فراهم سازد.

دربسیاری از کاربردهای هوایی یک گیرنده دیجیتال بایستی قادر به دیجتایز نمودن سیگنال ورودی باشد، تا بتواند رنج وسیعی از فرکانس را اشغال نماید. درحال حاضر، مبدل های آنالوگ به دیجیتال نمی توانند پهنای باندکافی و مناسبی را برای دیجیتایز نمودن مستقیم سیگنالهای ورودی پوشش دهند.

بنابراین، امروزه درگیرنده ای دیجیتالی معمولاً از مبدل A/D به همراه تکنیک سوپرهیروداین، که سیگنال RF موردنظر راکاهش داده و به فرکانس IF تبدیل می کند. استفاده می شود تا بتوان از تکنیکهای پردازشی سیگنال دیجیتال بهره گرفت. شکل 2 بلوک دیاگرام یک گیرنده دیجیتال با استفاده از ساختار کاهش دهنده فرکانس یا سوپرهیتروداین را نشان می‌دهد.

همانطور که می دانید درپردازش دیجیتالی تبدیل فوریه یکی از مهمترین بحثهای این بخش از تکنولوژی محسوب می شود لذا دراین بخش از مقوله به تبدیل فوریه و بحث های مربوط به آن می پردازیم.

نمونه برداری از تبدیل فوریه
همانطور که می دانید در پردازش دیجیتالی سیگنال تبدیل فوریه یکی از مهمترین بحثهای این بخش از تکنولوژی محسوب می شود لذا دراین بخش از مقوله به تبدیل فوریه و بحث های مربوط به آن می پردازیم.

نمونه برداری از تبدیل فوریه
دراین بخش، ما به صورت عمومی تر به بحث درمورد ارتباط بین یک دنباله غیرتناوبی فوریه X(ejw) می پردازیم و دنباله متناوب به لحاظ اینکه ضرایب DFS مرتبط بانمونه های X(ejw) می باشند به صورت برابر درفرکانس جا می گیرند. ما این ارتباط مهم را پیدا خواهیم کرد، آن هم وقتی که به بحث درمورد تبدیل فوریه گسسته و خواص بعدی آن در این بخش می پردازیم.

یک دنباله غیر تناوبی X[n] را با تبدیل فوریه X(ejw) درنظر بگیرید و فرض کنید که یک دنباله بوسیله نمونه برداری از درفرکانس های به دست می آید. یعنی که :

از آنجائیکه تبدیل فوریه در بادوره تناوب متناوب است، دنباله نتیجه گرفته شده در K با دوره N متناوب است.

همچنین از آنجائیکه تبدیل فوریه برابر با تبدیل Z ارزیابی شده درواحد دایره می باشد، از این مسئله پیروی می شود که می‌تواند همچنین بوسیله نمونه گیری X(Z) در N بدست بیاید و به صورت برابر درنقاط واقع برواحد دایره جای بگیرد.

بنابراین :

توجه کنید که دنباله نمونه ها ، متناوب بادوره N می باشد و می تواند به ضرایب سری های فوریه گسسته از دنباله باشد.
برای اینکه به این نتیجه برسیم، ما می توانیم به سادگی کسب شده بوسیله نمونه گیری که داریم :

از آنجائیکه ما هیچ فرضی درمورد X[n] آن هم درجائیکه تبدیل فوریه وجود دارد، نداریم. پس در نتیجه :

که بعد از اینکه به جابجایی نظم مجموعه پرداختیم، معادله زیر راداریم:

و بنابراین :
*به تفکیک کانولوشن غیرتناوبی می پردازد. یعنی دنباله تناوبی است که از کانولوشن غیرتناوبی X[n] با یک سری ضربه واحد تناوبی نتیجه می شود.

بنابراین، دنباله تناوبی مرتبط با می باشد که به وسیله نمونه X(ejw) کسب می‌شود. این نمونه از X[n] فرم می گیرد، بدین وسیله که به شمار غیرمحدودی از برگردانهای تغییر یافته X[n] افزوده می شود.

شیفتها همه درارتباط با مضربهای صحیح مثبت و منفی N می باشند، که دوره ای از دنباله می باشد.
درنتیجه، تکرارهای به تعویق افتاده X[n] باهم تداخل ندارند و یک تناوب از دنباله تناوبی بعنوان X[n] قابل تشخیص است. درجاییکه ما نشان دادیم که ضرایب سری فوریه برای یک دنباله متناوب نمونه هایی از انتقال فوریه ازیک دوره است.

دراین حالت برگردانهای X[n] با هم تداخل دارند و یک دوره از به مدت طولانی با X[n] برابر نمی ماند.
نمایش فوریه از دنباله های محدود درزمان: تبدیل فوریه گسسته
دراین بخش، ما به فرمولی کردن نقطه نظر پیشنهاد شده درانتهای بخش قبلی می پردازیم.

ما آنرا با درنظرگرفتن یک دنبال کراندار X[n] از طول نمونه های N نظیر X[n]=0 درخارج از دامنه درنظر می گیریم. دربعضی از مثالها، ما می خواهیم فرض کنید که یک دنباله دارای طول N می باشد. حتی اگر این طول M<N باشد. برابر با صفر هستند. برای هر دنباله کراندار از طول N ما می توانیم همیشه یک دنبال متناوب بنویسیم.

دنباله کراندار X[n] را می تواند از از طریق معادله زیر بدست آورد. به عبارتی

با یادآوری بخش که ضرایب DFS از نمونه هایی (جای گرفته درتناوب ) از تبدیل فوریه از X[n] هستند و X[n] دارای یک طول محدود N فرض می شود که در آنجا هیچ تداخلی بین فواصل X[n-Rn] برای ارزشهای متفاوت r، وجود ندارد.

بنابراین معادله می تواند به صورت متناوب بصورت زیر نوشته شود:

به صورت قراردادی، ما از نماد ((n))N به منظور تفکیک (n مبنا N) استفاده می کنیم، با این نماد معادله به صورت زیر بیان می شود:

خواص تبدیل فوریه گسسته
در این بخش ما شماری از خواص DFT را با توجه به دنباله های محدود درزمان در نظر میگیریم. بحث ما درموازات با بحث موجود درابطه با دنباله های متناوب به پیش می رود. بهرحال: این حضور ویژه به عکس العمل فرضیات موجود می پردازد و اشاره ای به تناوب نمایش DFT از دنباله های کراندار دارد.

حالت خطی
اگر دو دنباله محدود درزمان X1[n] و X2[n] درحالت خطی با هم ترکیب شوند، به عبارتی داریم :
x3[n]=ax1[n]+bx2[n]
سپس DFT متعلق به x3[n] خواهد بود:
x3[k]=aX1[k]+bX2[k]

به وضوح، اگر x1[n] دارای طول N1 و x2[n] دارای طول N2 باشد، سپس حداکثر طول x3[n] به صورت N3[k]=max[N1,N2] خواهد بود. بنابراین، به این خاطر که معادله گفته شده با معنی باشد، هر دو مورد DFTs باید با همان طول محاسبه شود.

اگربرای مثال باشد، پس x1[k]، DFT دنباله x1[n] می باشد که به وسیله نواحی تقویت شده است. یعنی، به عبارتی، نقطه متعلق به DFT برابراست با:

و نقطه N2 متعلق به DFT از X1[n] برابر است با :

درخلاصه داریم :

درجاییکه طول دنباله ها و تبدیل های فوریه گسسته همه برابر با حداکثر طول X1[n] و X2[n] می باشند. البته، طول بیشتر DFTs می تواند بوسیله تقویت هردو دنباله با نمونه های دارای ارزش صفر تقویت شود.