رسم سیگنال های پیوسته و گسسته در نرم افزار متلب

رسم سیگنال های پیوسته و گسسته در نرم افزار متلب

مقدمه

سیگنال تابعی ریاضی از یک یا چند متغیر مستقل است . وظیفه ای که سیگنال دارد این است که برای توصیف پدیده های فیزیکی به کار می رود و حاوی اطلاعاتی در مورد آن پدیده می باشد . در این پست هدف ما بررسی 2 سیگنال اصلی مخابراتی یعنی سیگنال های پیوسته در متلب و سیگنال های گسسته در متلب بهمراه رسم آنها در نرم افزار متلب  می باشد .

 

برای دانلود نسخه ی ویدئویی و کامل این آموزش به انتهای صفحه مراجعه کنید.

 

گام اول در بررسی سیگنال های پیوسته در متلب و رسم آنها در نرم افزار متلب 2017 : وظیفه ی سیگنال چیست؟

در پست قبلی سایت با تعریف سیگنال آشنا شدیم و دانستیم که سیگنال برای حمل و انتقال اطلاعات در سیستم های مخابراتی به کار می رود . وظیفه ای که سیگنال در سیستم های مخابراتی دارد توصیف پدیده های فیزیکی است .

در توصیف ریاضی سیگنال ، سیگنال تابعی است که از یک یا چند متغیر مستقل تشکیل شده است.

دراین پست به بررسی سیگنال های پیوسته در متلب و سیگنال های گسسته در متلب خواهیم پرداخت :

2 سیگنال اصلی مخابراتی:

دسته بندی سیگنال ها را می توان بر اساس محور زمان و دامنه سیگنال ها بررسی نمود .

در ابتدا به دسته بندی سیگنال ها بر اساس محور زمان می پردازیم :

سیگنال های پیوسته در متلب (سیگنال های زمان پیوسته) :

سیگنال های زمان پیوسته یا پیوسته در زمان به سیگنال هایی گفته می شود

که در آن متغیر مستقل زمان می تواند هر مقداری اختیار کند ؛ یعنی در واقع محور زمان برای این نوع از سیگنال ها پیوسته می باشد .

سیگنال صوتی مثالی از سیگنال های زمان پیوسته می باشد .

* در سیگنال های زمان بین هر دو زمان متوالی ، زمان دیگری نیز وجود دارد .

در نرم افزار متلب 2017 می توان به صورت زیر سیگنالی زمان پیوسته را تولید نمود :

همانطور که در یکی از پست های قبلی سایت ،

کد زیر را برای رسم سیگنال متناوب داشتیم

حتما بخوانید:  7 ویژگی سیستم های مخابراتی که لازم است بدانید ! همراه با کد متلب

در اینجا نیز از این کد برای نشان دادن یک سیگنال سینوسی پیوسته در زمان استفاده می کنیم .

بایستی به صورت زیر سیگنال سینوسی را در نرم افزار متلب 2017 کد نویسی نماییم :

1
2
3
4
5
clc
clear
[u,t]=gensig('sin',2,21,0.1);
plot(t,u)
axis([ 21 -4 2])

شکل زیر نموداری است که

پس از نوشتن کد بالا در نرم افزار متلب 2017 برای یک سیگنال سینوسی پیوسته در زمان و متناوب به نمایش در می آید :

2 سیگنال اصلی مخابراتی و سیگنال های پیوسته در متلب

تابع سینوسی ، تابع کسینوسی ، تابع سینک ، تابع پله و … از سیگنال های زمان پیوسته هستند .

سیگنال های گسسته در متلب ( سیگنال های زمان گسسته ) :

سیگنال های زمان گسسته یا گسسته در زمان به سیگنال هایی گفته می شود که

در آن متغیر فقط مقدار های صحیح را انتخاب می کند ؛ یعنی در واقع محور زمان برای این نوع از سیگنال ها گسسته می باشد .

شاخص بازار بورس مثالی از سیگنال های زمان گسسته می باشد .

* در سیگنال های زمان گسسته بین هر دو زمان متوالی ، هیچ زمان دیگری وجود ندارد .

در نرم افزار متلب 2017 می توان به صورت زیر سیگنال های گسسته در متلب را تولید نمود :

همانطور که قبلا در مورد تابع ضربه مطالعه کردیم ؛ برای نوشتن کد تابع ضربه در نرم افزار متلب 2017 به صورت زیر عمل می کنیم :

* تابع ضربه ، سیگنالی گسسته می باشد .

1
2
3
4
5
6
7
clc
clear
imp = [1; zeros(21,1)];
b = 1;
a = [1 -0.7];
h = filter(b,a,imp);
stem(:21,h)

شکل زیر نمودار تابع ضربه را در نرم افزار متلب 2017 پس از اجرای کد بالا نمایش می دهد :

 

2 سیگنال اصلی مخابراتی , سیگنال های گسسته در متلب

حال به بررسی انواع سیگنال بر حسب دامنه می پردازیم :

در تقسیم بندی سیگنال بر اساس دامنه به دو نوع سیگنال خواهیم رسید :

سیگنال آنالوگ :

اگر دامنه سیگنال هر مقداری را انتخاب کند ، به آن سیگنال آنالوگ می گوییم .

حتما بخوانید:  تبدیل فوریه در متلب : دستوری که حتما به آن احتیاج پیدا خواهید کرد!

سیگنال آنالوگ در واقع به سیگنالی گفته می شود که در طول زمان پیوسته تغییر می کند . ( مانند سیگنال های پیوسته در متلب هستند)

سنسور دما مثالی از سیگنال آنالوگ می باشد .

سیگنال آنالوگ شامل سیگنال موج مربعی نیز می باشد  ؛

با این تفاوت که سیگنال آنالوگ موج مربعی دامنه متقارنی دارد .

به طور مثال اگر مقدار پیک ( مقدار اوج ) سیگنال آنالوگی +5 باشد ، باید مقدار -5 نیز شامل سیگنال باشد .

سیگنال آنالوگ حتما نباید به صورت سیگنالی باشد که هماهنگی خاصی دارد

مثل ولتاژ برق شهری و … ،

بلکه می تواند به صورت های مختلف و بدون هماهنگی نیز باشد مثل سیگنال صوتی و …

سیگنال دیجیتال :

اگر دامنه سیگنال مقادیر محدودی را انتخاب کند ، به آن سیگنال دیجیتال می گوییم .

سیگنال دیجیتال موج مربعی برخلاف سیگنال آنالوگ موج مربعی فقط می تواند مقدار +5 و مقدار 0 را دارا باشد .

زیرا سیگنال دیجیتال باید در یک زمانی مقدار داشته باشد و در زمان دیگری صفر باشد و حالت تقارنی که سیگنال آنالوگ دارد را دارا نمی باشد . (مانند سیگنال های گسسته در متلب که فقط مقادیر گسسته رادارند)

صوت یا سیگنال صوتی

سیگنال صوتی همانطور که در بالا بیان شد ، سیگنالی پیوسته می باشد ، حال اگر بخواهیم این سیگنال را در سیستم های کامپیوتری بررسی کنیم بایستی در ابتدا این سیگنال را به سیگنالی قابل فهم برای سیستم های کامپیوتری تبدیل کنیم ؛ زیرا فقط سیگنال های دیجیتال هستند که برای سیستم های کامپیوتری قابل فهم می باشند.

به عنوان مثال :

شما توسط یک میکروفن که به کارت صوتی کامپیوتر شما وصل است ، صدای خود را ضبط می کنید .

سیگنال صوتی توسط میکروفن به سیگنال ( جریان ) الکتریکی تبدیل می شود ، که این جریان تابعی از زمان می باشد . این خروجی سیگنالی آنالوگ می باشد و برای سیستم غیر قابل فهم است ، پس باید این سیگنال آنالوگ را به سیگنال دیجیتال تبدیل کنیم .

این امر ( تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال ) توسط کارت صوتی در سیستم کامپیوتری انجام می گیرد.

حتما بخوانید:  طراحی فیلتر پایین گذر در متلب

به شکل زیر توجه کنید :

2 سیگنال اصلی مخابراتی

سیگنال صوتی که به میکروفن وارد می شود تبدیل به سیگنال الکتریکی می شود ؛ حال اگر کارت صوتی را به عنوان سیستمی مخابراتی در نظر بگیریم ؛ یک فرستنده و یک گیرنده و یک کانال خواهیم داشت که سیگنال الکتریکی به آن وارد خواهد شد .

از طرفی در خروجی گیرنده به یک مبدل نیاز داریم تا سیگنال الکتریکی را به سیگنال صوتی تبدیل کند. برای این کار از یک بلند گو استفاده می کنیم . سیگنال الکتریکی در این بلند گو به همان نوع سیگنال صوتی که در میکروفن وارد کردیم تبدیل خواهد شد تا برای انسان قابل شنیدن شود .

مبدل ها :

در سیستم های مخابراتی سیگنالی که ارسال و دریافت می شود همیشه به صورت الکتریکی نیستند مانند سیگنال های صدا و سیگنال های تصویر و …

به همین دلیل در ورودی گیرنده به مبدل هایی نیاز داریم تا پیام را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند.

همانطور که در بالا می بینید در خروجی گیرنده نیز به یک مبدل نیاز خواهیم داشت تا سیگنال الکتریکی را به پیام تبدیل کند .

پس با قرار گیری یک مبدل در انتهای سیستم ( بلندگو) می توانیم به سادگی به صوتی که از طریق میکروفن وارد سیستم شده بود را پخش نماییم .

 

این 2 سیگنال اصلی مخابراتی ( سیگنال های گسسته در متلب و سیگنال های پیوسته در متلب ) که مطالعه کردیم در اصول سیستم های مخابراتی کاربرد بسیار زیادی دارند .

البته سیگنال ها را می توان علاوه براین 2 سیگنال اصلی مخابراتی ، بر اساس متناوب بودن و غیر متناوب بودن نیز بررسی نماییم ؛  اما در درس اصول سیستم های مخابراتی با فرض سیگنال های متناوب به بررسی مباحث می پردازیم .

در ادامه می توانید با دانلود ویدئوی زیر، آموزش کاملتر و ویدئویی این مبحث را به همراه کدزنی در محیط متلب آموزش ببینید.

۵,۲۰۰ تومان ۳,۶۰۰ تومانافزودن به سبد خرید

2 دیدگاه در “رسم سیگنال های پیوسته و گسسته در نرم افزار متلب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

محصولی در سبد خرید شما وجود ندارد