Proces vzorkovania signálu má využitie v procese digitalizácie signálu a jeho archivácie. Vzorkovanie je najdôležitejšou časťou digitalizačného procesu, nakoľko od vzorkovania závisí kvalita analógového signálu (audio nahrávky, a pod...). Analógový (spojitý) signál je vzorkovaný vzorkovacou frekvenciou (fvz), ktorá je minimálne 2* vyššia ako maximálna frekvencia signálu (fmax).

To zaručuje lepšiu a vernejšiu reprezentáciu signálu v procese kvantovania, kódovania. Obecne platí, čím vyššia je vzorkovacia frekvencia, tým kvalitnejší signál získame. Vyššou vzorkovacou frekvenciou získavame kratšiu periódu vzorkovania (T). Implementáciu vzorkovania signálu som vyhotovil v prostredí MATLAB ako semestrálne zadanie. Opis návrhu a samotné riešenie môže poslúžiť ako odrazový bod pri realizácii podobnej úlohy, zadania.

V mojej implementácii som využil následovné vzorkovacie frekvencie pôvodného signálu:

• fvz = 2*fmax
• fvz = 3*fmax
• fvz = 10*fmax

MATLAB script obsahuje niekoľko premenných, ktoré sú zodpovedné za vygenerovaný analógový signál a vzorkovací proces:

• Časová oblasť signálu - os X v grafickej reprezentácii(dĺžka v sekundách)
• Maximálna frekvencia signálu (fmax v Hz)
• Vzorkovacia frekvencia 1, 2, 3 (fvz).

V časovej oblasti signálu je vygenerovaný signál, ktorý nadobúda hodnoty 0 až fmax. Signál je vykreslený funkciou plot(). Na základe vzorkovacích frekvencií sa určí perióda vzorkovania, jednotlivé body vzorkovania sú vykreslené do grafu funkciou stem(). Dané body sú v následujúcom grafe spojené čiarou, čo vytvára reprodukovaný signál. Kvalita jednotlivých reprodukcií je znateľná. Fvz 2*fmax nereprezentuje pôvodný signál dostatočne verne. Pri fvz 3*fmax a 10*fmax je vidieť vernejšiu reprodukciu pôvodného signálu. Nevýhodou je však viac pamäťového priestoru, ktorý je potrebný na uloženie digitalizovanej audio nahrávky. 


Zaujímavosťou programovej implementácie je, že využíva random generátor čísel založený na viacerých faktoroch, čo generuje vstupný signál nepredvídateľne.

Programová implementácia v MATLAB-e je dostupná na Githube:
https://github.com/martinius96/MATLAB-scripty/blob/main/Cislicove_spracovanie_signalov/vzorkovanie_signalu.m

Prístupov 11243

Kvalita článku