Sinyalİşleme

DSP'nin (Digital Signal Processor) önemli olmasının bazı nedenleri: Yüksek performans ve hız. Çok yönlülük. Doğruluk. Enerji verimliliği. Entegre çözümler. Ayrıca, 2025 yılında DSP'nin önemi, yapay zeka ile otomatik optimizasyon ve third-party çerezlerin azalması gibi trendlerle daha da artmaktadır.

Dijital ekran TV'nin çalışma prensibi şu adımlardan oluşur: 1. Sinyal Alımı: Televizyon, görüntü ve ses verilerini anten, kablo, uydu veya internet üzerinden alır. 2. Sinyallerin İşlenmesi: Alınan sinyaller, televizyonun içindeki tuner tarafından işlenir ve görüntü ile ses sinyallerine dönüştürülür. 3. Görüntü İşleme: Video işlemcisi, gelen verileri piksel tabanlı bir formata çevirir ve ekranda görüntü olarak yansıtır. 4. Ses İşleme: Ses sinyalleri, ses işlemcisi tarafından işlenerek hoparlörlere iletilir ve ses dalgalarına dönüştürülür. 5. Ekran Teknolojisi: Ekran, piksel yapısını ve ışıklandırma sistemini belirler. LED, OLED veya QLED gibi teknolojiler, renk ve kontrast seviyelerini farklı şekillerde işler. 6. Görüntünün Ekrana Yansıtılması: İşlenen görüntü verileri, ekran paneline iletilir ve ekranda görüntülenir. 7. Kullanıcı Etkileşimi: Televizyon, uzaktan kumanda, sesli komutlar veya mobil cihazlar aracılığıyla kullanıcı girişlerini alır ve işler. Ayrıca, akıllı televizyonlar internete Wi-Fi veya Ethernet kablosu ile bağlanabilir ve Netflix gibi uygulamalara doğrudan erişim sağlayabilir.

Lidar ve radar arasındaki temel farklar şunlardır: Kullanılan dalga türü: Lidar, ışık dalgaları (lazer ışınları) kullanırken, radar radyo dalgaları kullanır. Çalışma prensibi: Lidar, nesne ile sensör arasındaki mesafeyi ölçmek için lazer darbeleri gönderir ve geri yansımayı ölçer; radar ise nesnelerin yerini, yönünü ve hızını belirlemek için elektromanyetik dalgalar kullanır. Çözünürlük ve doğruluk: Lidar, yüksek uzamsal çözünürlük ve doğruluk sunar, ancak radardan daha kısa bir menzile sahiptir. Hava koşullarına dayanıklılık: Lidar, sis, yağmur ve kar gibi atmosferik koşullardan etkilenebilir. Maliyet: Lidar sistemleri genellikle daha pahalıdır. Kullanım alanları: Lidar, genellikle otonom araçlar, çevresel izleme ve altyapı değerlendirmesinde kullanılır.

Opamp (Operational Amplifier), İngilizce "işlevsel yükseltici" anlamına gelen bir kısaltmadır. Opamp'ların bazı işlevleri: Akım ve gerilim kazancı sağlama. Güç yükseltme ve empedans dönüştürme. Dört işlem hesabı, türev ve integral, logaritma alma gibi matematiksel işlemleri gerçekleştirme. Ses frekansı yükselteci ve motor kontrolü gibi uygulamalarda kullanma. Dalga şekillendirme, veri transfer, sinyal analiz ve üreteç, test ve ölçme gibi işlemleri yapma. Opamp'lar, 1968 yılında Fairchild Semiconductor şirketi tarafından icat edilmiştir.

Sinyal, fiziksel değişkenlerin durumu hakkında bilgi taşıyan ve matematiksel olarak fonksiyon biçiminde gösterilen kavramdır. Sinyalin işlevleri: Bilgi iletimi. Veri işleme ve depolama. Tıbbi görüntüleme. Ses ve müzik işleme. Sinyaller, analog ve dijital olarak ikiye ayrılır.

Fourier analizinde faz açısı, karmaşık sayıların faz açısı olarak hesaplanır. Karmaşık bir sayı a + jb formatında ifade edildiğinde, faz açısı θ = arctan(b/a) formülü ile hesaplanır. Adımlar: 1. Karmaşık Sayının Elde Edilmesi: Fourier dönüşümü sonucu elde edilen karmaşık sayılar, genlik ve faz bilgilerini içerir. 2. Faz Açısının Hesaplanması: Faz açısı, karmaşık sayının sanal kısmının (b) gerçek kısmına (a) oranı ile hesaplanır. Örneğin, dftmag ve dftphase fonksiyonları kullanılarak Altair HyperGraph ile ayrık Fourier dönüşümü (DFT) fonksiyonunun büyüklüğü ve faz açısı hesaplanabilir. Daha detaylı bilgi için Fourier dönüşümü ve karmaşık sayılar hakkındaki kaynaklara başvurulabilir.

Power splitter (güç bölücü) ve power divider (güç splitteri) arasındaki temel fark, direnç konfigürasyonlarıdır. Power divider (güç splitteri), gücü üç direnç kullanarak böler. Power splitter (güç bölücü), iki direnç kullanarak güç böler. Ayrıca, power splitter, ters yönde kullanıldığında güç birleştirici olarak da işlev görebilir. Ticari kataloglarda ve veri sayfalarında terimler, genellikle sözleşmeye bağlı olarak kullanılır.

RMS (kök ortalama kare) değerinin önemli olmasının bazı nedenleri: Ses sistemlerinde: Hoparlörlerin maksimum güç değeri hakkında bilgi vererek kaliteli ses elde etmeyi sağlar. Mastering sürecinde: Bir ses parçasının ortalama ses yüksekliğini ölçerek bozulmayı önlemeye yardımcı olur. Doğalgaz dağıtımında: Doğalgazın güvenli ve verimli bir şekilde son kullanıcıya ulaşmasını sağlar. RMS değeri, ses sinyalinin güç seviyesini ve toplam enerji seviyesini doğru bir şekilde temsil ettiği için ses mühendisliği ve doğalgaz dağıtımı gibi alanlarda kritik bir rol oynar.

Poisson gürültüsü, belirli bir zaman aralığı içinde rastgele olarak meydana gelen olayların oluşturduğu bir tür istatistiksel gürültüdür. Genellikle, bu tür gürültü, olayların sayısının Poisson dağılımına uyması durumunda görülür. Poisson gürültüsüne örnek olarak, görüntünün elde edildiği sensör tarafından algılanan foton sayılarının yeterli gelmemesi sonucu görüntüde bozulmaya sebep olan gürültü verilebilir. Ayrıca, atış gürültüsü veya Poisson gürültüsü, elektrik yüklü parçacıklar için akım dalgalanmaları olarak kendini gösterir. Foton gibi yüksüz parçacıklar için ise, foton sayısı bir dedektör tarafından kaydedildiğinde meydana gelir.

LPF (Low Pass Filter - Düşük Geçirgen Filtre), belirli bir frekanstan düşük tüm frekansları geçiren, yüksek frekansları ise engelleyen bir elektronik devredir. HPF (High Pass Filter - Yüksek Geçirgen Filtre) ise belirli bir frekanstan yüksek tüm frekansları geçiren, düşük frekansları engelleyen bir elektronik devredir. Bu filtreler, ses sinyallerinden istenmeyen frekansları ayırmak için kullanılır ve genellikle hoparlör ve subwoofer ayarlarında bulunur. LPF ayarı: Hoparlörleri korumak ve daha net ses elde etmek için genellikle 80 Hz veya 100 Hz civarında yapılır. HPF ayarı: Subwoofer'ların performansını artırmak için genellikle 50 Hz veya 60 Hz civarında yapılır.

SSIM (Structural Similarity Index) ve PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) arasındaki temel farklar şunlardır: Ölçüm Odağı: PSNR, tüm piksel hatalarını eşit şekilde ele alır ve matematiksel sinyal farklılıklarını ölçer. SSIM, parlaklık, kontrast ve yapısal benzerlikleri değerlendirerek algılanan kaliteyi ölçer. Hassasiyet: PSNR, özellikle ek Gaussian gürültüsüne karşı daha hassastır. SSIM, JPEG sıkıştırmasına karşı daha hassastır. Kullanım Alanı: PSNR, genellikle hızlı kontroller ve hata ayıklama için kullanılır. SSIM, yapısal bozulmaları tespit etmek için kullanılır ve genellikle diğer metriklerle birlikte değerlendirilir. Özetle, PSNR daha basit ve hızlı bir yöntemken, SSIM insan algısına daha yakın bir değerlendirme sunar.

İki rectangular sinyalin konvolüsyonunu almak için aşağıdaki adımlar izlenebilir: 1. Örtüşme Alanının Hesaplanması. 2. Kernel Kullanımı. 3. Çarpma ve Toplama. Konvolüsyon işlemi, sinyal işleme ve görüntü işleme gibi alanlarda kullanılır. Daha detaylı bilgi ve örnekler için aşağıdaki kaynaklara başvurulabilir: dsp.stackexchange.com sitesindeki "Convolution of two rectangular pulses, intuition" başlıklı soru; abdulsamet-ileri.medium.com sitesindeki "2D Convolution" başlıklı yazı.

Fourier dönüşümünde genlik spektrumunun nasıl çizileceğine dair bilgi bulunamadı. Ancak, Fourier dönüşümü ve genlik spektrumu hakkında bilgi veren bazı kaynaklar şunlardır: blog.dta.com.tr. acikders.ankara.edu.tr. eng.harran.edu.tr. askind.sakarya.edu.tr.

Fourier dönüşümünde faz ve genlik şu şekilde bulunabilir: Genlik: Fourier dönüşümünün çıktısı, frekans spektrumundaki bir frekansa, genliğe ve faza karşılık gelen bir dizi karmaşık sayıdır. Faz: Faz, karmaşık sayının açısı (θ) ile temsil edilir. Fourier dönüşümünde faz ve genlik, genellikle spektral bilgiyi görüntülemek için kullanılır. Formülsel olarak: Genlik (A): A = √(Re(X)^2 + Im(X)^2). Faz (θ): θ = Arg(X). Burada Re(X) ve Im(X), X kompleks sayısının gerçek ve imajiner kısımlarını ifade eder. Fourier dönüşümünde faz ve genlik hesaplamaları, kullanılan yazılım ve algoritmalara göre değişiklik gösterebilir.

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ve FDM (Frequency Division Multiplexing) arasındaki bazı farklar: Guard Band: FDM'de guard band gereklidir, OFDM'de ise gerekli değildir. Spektral Verimlilik: OFDM, FDM'ye göre daha yüksek spektral verime sahiptir. Etki Müdahalesi: FDM'de parazit etkisi daha belirginken, OFDM'de bu etki önemsizdir. Taşıyıcı İlişkisi: FDM'de taşıyıcılar arasında bir ilişki yoktur, OFDM'de ise vardır. Bant Genişliği Tahsisi: FDM'de bant genişliği farklı kaynaklar arasında bölünür, OFDM'de tek bir veri kaynağı tüm alt kanalları kullanır. Veri Hızı: OFDM, FDM'ye göre daha yüksek veri hızı sağlar. Taşıyıcı Düzenlemesi: FDM'de taşıyıcılar gevşek ve uzak düzendeyken, OFDM'de yoğun ve yakın düzenlidir. Uygulama Alanları: FDM, radyo ve uydu iletişiminde; OFDM ise LTE teknolojileri ve geniş bant internet hizmetlerinde kullanılır.

Alan tarama cihazı, yer altında veya yüzeyde bulunan metal, maden, hazine ya da yapı kalıntılarını tespit etmek amacıyla kullanılır. Başlıca işlevleri: Yer altı taraması: Toprak altındaki objeleri veya boşlukları tespit eder. Metal ve maden tespiti: Değerli metallerin veya maden yataklarının yerini belirler. Tarihi kalıntıların bulunması: Arkeolojik kazılarda eski yapılar, eserler ve tarihi kalıntıların tespitinde kullanılır. Boşluk ve yapı tespiti: Zemin altındaki boşlukların veya mevcut yapıların yerini bulur.

DSP (Dijital Sinyal İşlemcisi), radyo sistemlerinde sinyal kalitesini artırmak, iletişim güvenilirliğini artırmak ve çeşitli sinyal işleme görevlerini yönetmek için kullanılır. DSP'nin radyoda çalışma şekli şu adımlardan oluşur: 1. Analogdan Dijitale Dönüşüm (ADC). 2. İşleme. 3. Dijital-Analog Dönüşüm (DAC). DSP, radyo sinyalindeki istenmeyen gürültüyü ve paraziti gidermeye yardımcı olarak daha net ses kalitesi sağlar. DSP'nin radyo sistemlerinde nasıl ayarlanacağı ise şu adımları içerir: Hedefleri belirleme. DSP donanımını/yazılımını seçme. Ayarları yapılandırma. Test etme ve ayarlama.

Frequency kelimesi İngilizce'de "sıklık zarfları" olarak kullanılır ve bir eylemin ne sıklıkla tekrarlandığını belirtir. Kullanım örnekleri: Olumlu cümlelerde: "He usually wakes up early" (Genelde sabahları erken kalkar). Soru cümlelerinde: "Do you usually come here?" (Buraya genelde gelir misin?). Yardımcı fiillerle: "You must always be respectful to others" (Her zaman başkalarına karşı saygılı olmalısın). Frequency ayrıca Excel'de bir fonksiyon olarak da kullanılır ve belirli bir değer aralığındaki değerlerin ne sıklıkta gerçekleştiğini hesaplamak için kullanılır.

Genlik modülasyonu (AM) ve frekans modülasyonu (FM) arasındaki temel farklar şunlardır: Genlik Modülasyonu (AM): Frekans ve faz sabit kalır. Modülasyon indeksi 0 ile 1 arasında değişir. Sadece iki yan bandı vardır. Düşük bant genişliği (10 kHz) gerektirir. Alınan sinyal düşük kalitededir. Frekans Modülasyonu (FM): Genlik ve faz sabit kalır. Modülasyon indeksi her zaman birden büyüktür. Sonsuz sayıda yan bandı vardır. Yüksek bant genişliği (200 kHz) gerektirir. Alınan sinyal yüksek kalitededir. FM, daha iyi ses kalitesi sunduğu için çoğu müzik radyo istasyonu tarafından tercih edilir.

İşlemsel yükselteçlerin (Op-Amp) bazı endüstriyel uygulamaları: Ölçü ve kontrol düzenleri. Süreç kontrol. Haberleşme. Bilgisayar sistemleri. Güç ve işaret kaynakları. Gösterge düzenleri. Test ve ölçü sistemleri. Op-Amp'lar, sinyalleri yükseltme gücü yüksek olan ve toplama, çıkarma, türev, integral, logaritma gibi birçok aritmetik işlemin yapılmasına olanak tanıyan entegre devre elemanlarıdır.