پردازش سیگنال های زیستی - قسمت پانزدهم

تبدیل آنالوگ به دیجیتال A / D (ادامه)

نمونه برداری:

تبدیل سیگنال پیوسته در زمان نیز باید گسسته شود (نمونه برداری). برای به دست آوردن نمایش نمونه قابل اعتماد از یک سیگنال پیوسته، فاصله نمونه برداری (TS) یا فرکانس نمونه برداری (Fs = 1/Ts) باید با نوع سیگنال ثبت شده مرتبط باشد. برای نمونه برداری، از قطاری از تابع واحد (ضربان دیراک) d استفاده می شود شکل 1.

حداقل نرخ نمونه برداری را فرکانس نمونه برداری نایکویست یا محدودیت نایکوییست نامیده می شود. بنابراین، نرخ نمونه گیری، بالاترین فرکانسی را تعیین می کند که می تواند توسط سیگنال نمونه برداری شده نشان داده شود. این مقدار (معمولا نصف مقدار نمونه برداری) اغلب به عنوان فرکانس نایکوییست از سیگنال نمونه برداری نشان داده می شود.

برای حذف اثر aliasing در سیگنال های دیجیتالی، زنجیره اندازه گیری آنالوگ باید با استفاده از فیلتر ( anti-aliasing filter) تمام فرکانس های بالاتر از فرکانس نایکوییست را حذف کند و یا کاهش دهد. برای جلوگیری از اعوجاج در دامنه زمان نمونه برداری در حدود 5 برابر بیشترین فرکانس غیر معمول نیست.

نکته: Aliasing پدیده ای نیست که تنها در ADC اتفاق می افتد، بلکه در همه مواردی که یک سیگنال به صورت گسسته ساخته می شود وجود دارد. ممکن است زمانی که امواج بر روی یک صفحه نمایش داده می شوند و یا با نسخه چاپی با تعداد محدودی از پیکسل ها مشاهده شوند بوجود آید. این به سری زمانی محدود نمی شود، بلکه می¬تواند زمانی که تصاویر (سیگنال های دو بعدی) به صورت گسسته به تصویر کشیده شوند رخ دهد.

شکل 1) نمونه برداری از سیگنال پیوسته