Sinyal, zaman veya uzay gibi bir ya da birkaç değişkenle ifade edilebilen fiziksel nicelik olarak tanımlanır. Sistem ise bir sinyali alıp değiştirerek çıktı olarak veren fiziksel bir aygıttır. Örneğin, gürültüyü azaltmak için kullanılan filtreler sinyali alıp değiştirerek çıktı verir. Yazılım işlemlerini de sistem olarak kabul edebiliriz.
Yani bir sinyali sistemden geçirdiğimizde sinyali işlemiş oluruz. Uzun yıllar önce ortaya çıkmış olan sinyal işlemenin amacı, sinyallerin sayı dizileri şeklinde ifade edilerek nümerik hesaplama yapmayı kolaylaştırmaktır. Bir sinyalin dış dünya ile haberleşmesini sağlamak için A/D (analog/dijital) ve D/A (dijital/analog) dönüştürücülere ihtiyaç duyulur.
Analog Sinyali İşlemek İçin Neden Dönüştürmemiz Gerekir?
Öncelikle analog ve dijital (sayısal) sinyal kavramlarına bakalım. Analog sinyal, zamanda sürekli olarak ilerleyen, zamana göre değişen ve sonsuz değer alan sinyallerdir. Günlük hayattaki tüm fiziksel olaylar zamana göre sonsuz değer aldıkları için analogtur. Örneğin hava sıcaklığı bir anda 1 derece artmaz. Bir eğri şeklinde sürekli olarak artar. Bu sebeple analog bir sinyaldir.
Dijital sinyaller ise bir eğri şeklinde değişmez. Süreksizdir ve zaman ya da uzay değişkeninin belli bir değerine göre değer alırlar. Dijital sinyaller analog sinyallere göre gürültüye dayanıklıdır, ucuzdur ve üzerinde güncelleme yapmak kolaydır. Bu sebeplerden dolayı sinyaller dijital olarak işlenir ve daha sonra analog sinyale dönüştürülür.
Bir analog sinyal A/D dönüştürücü ile sayısal işarete dönüştürülür ve işlenir. İşleme, farklı şekillerde olabilir: Sinyalin analiz edilmesi, sentezlenmesi, frekans veya genliğinin değiştirilmesi, filtrelenmesi gibi. Bu işlemlerden sonra elde edilen veri D/A dönüştürücüler tarafından analog sinyale dönüştürülür ve istenilen sinyal işlenerek elde edilmiş olur.
Karşılaşılabilecek Bazı Problemler
Bazı durumlarda sinyalleri analog olarak işlemek oldukça zordur. Bu tarz durumlarda programlanabilir sinyal işleme sistemleri kurulur ve sinyal işleme yapılır. Bu sistemin diğer sisteme göre avantajı ise güncelleme veya değişiklik yapılması gerektiğinde tüm sistemi değiştirmeden kod üzerinde değişiklik yapmaya izin vermesidir.
Sinyal işleme yapılmadan önce analog sinyaller dijitale çevrildiği için zaman ve genlik de sürekli zamandan ayrık zamana dönüştürülmüş olur. Bu durumda problemlerle karşılaşmamak için örnekleme aralığı seçilmesi gerekir. Ancak aralık seçiminde uyulması gereken bir kural vardır: Analog sinyali kaybetmemek için işaret, en yüksek frekanslı bileşenin 2 katı frekans ile örneklenir. Bu frekansa Nyquist Frekansı denir. Ayrıca örnekleme hızı, sistem bant genişliğinin 6-10 katı arasında bir değerde seçilir.
Kaynaklar
- emo.org.tr
- tr.wikipedia.org
- teknolojiprojeleri.com
- forbes.com
