Sinyalİşleme

Sinyaller ve sistemler final konuları genellikle aşağıdaki başlıkları içerir: Sürekli ve ayrık zamanlı sinyaller: Tanımları ve örnekleri. Sistemlerin sınıflandırılması: Sabit zamanlı, değişken zamanlı, nedensel, kararlı sistemler. Lineer zamanla değişmeyen (LTI) sistemler: Tanımı ve özellikleri. Fourier analizi: Sürekli zamanlı ve ayrık zamanlı sinyallerin Fourier serisi, Fourier dönüşümü ve ters Fourier dönüşümü. Z dönüşümü: Ayrık zamanlı sinyallerin Z dönüşümü, Z düzleminde kutuplar ve sıfırlar. Laplace dönüşümü: Sürekli zamanlı sinyallerin Laplace dönüşümü, sistem analizinde kullanımı. Örnekleme teoremi: Nyquist-Kotelnikov teoremi ve frekans spektrumu analizi. Blok diyagram gösterimi: Sistemler arası bağlantılar ve geri besleme. Zaman ve frekans cevapları: Sistemlerin zaman ve frekans cevapları, genlik ve faz tepkileri. Bu konular, üniversiteye ve eğitim programına göre değişiklik gösterebilir.

Faz modülasyonu (PM) ve frekans modülasyonu (FM) arasındaki temel farklar şunlardır: Değişen parametreler: FM'de frekans değişir, amplitude ve faz sabit kalır. PM'de faz değişir, frekans ve amplitude sabit kalır. Kullanım alanları: FM, radyo yayıncılığı ve televizyon ses yayınlarında yaygın olarak kullanılır. PM, genellikle mobil iletişim sistemlerinde tercih edilir. Gürültü bağışıklığı: FM, genlik modülasyonundan (AM) daha iyi gürültü bağışıklığına sahiptir. PM'nin gürültü bağışıklığı FM'den daha kötü, AM'den ise daha iyidir. Sinyal kalitesi: FM'de sinyal-gürültü oranı (SNR) daha yüksektir. PM'de sinyal kalitesi düşüktür. Bant genişliği: FM, daha geniş bant genişliği kullanır. PM'nin bant genişliği daha sınırlıdır. Karmaşıklık: PM'nin devre yapısı daha karmaşıktır. FM'nin uygulanması daha karmaşıktır ve özel ekipman gerektirir.

SISO (Single Input Single Output) sistemi, tek girişli ve tek çıkışlı bir kontrol sistemidir. Bu sistemler, bir giriş sinyali ile bir çıkış sinyalini ilişkilendirir ve genellikle şu alanlarda kullanılır: Motor hız kontrolü. Isıtma sistemlerinde sıcaklık kontrolü. Robotik ve endüstriyel otomasyon. Kablosuz iletişim (DAS sistemlerinde, küçük alanlarda sinyal kapsama alanını ve kapasiteyi artırmak için). SISO sistemlerinin avantajları arasında basit tasarım, düşük maliyet, kararlılık analizinin kolaylığı ve çeşitli kontrol tekniklerinin uygulanabilirliği bulunur.

Düşük seviyeli görüntü işleme, görüntü işleme sürecinin ilk aşamalarını ifade eder ve şu adımları içerir: Elde etme. Ön işleme. Düşük seviyeli görüntü işleme, genellikle girdi olarak görüntüyü alır ve çıktı olarak yine görüntüyü verir.

TDM (Time Division Multiplexing - Zaman Bölmeli Çoğullama) tekniği, birden fazla sinyalin veya bit dizisinin tek bir kanal üzerinden iletilmesini sağlar. TDM'nin çalışma prensibi: 1. Verici ucunda: Bir çoklayıcı, tüm giriş kanallarından verileri toplar ve bunları ayrı zaman dilimlerine atar. 2. Kanal boyunca iletim: Birleşik sinyal, zaman dilimlerine göre düzenlenmiş olarak iletilir. 3. Alıcı ucunda: Çoğullama çözücü, zaman dilimi tahsisine göre verileri tekrar ayrı akışlara sıralar. TDM, bant genişliğini verimli kullanarak birden fazla iletişimin parazit olmadan aynı anda gerçekleşmesine olanak tanır.

Geri sarmalı TV'nin nasıl çalıştığına dair bilgi bulunamadı. Ancak, bazı televizyon türlerinin çalışma prensipleri hakkında bilgi mevcuttur: Şarjlı televizyonlar. Geleneksel televizyonlar.

Ters FFT (IFFT) hesaplamak için aşağıdaki adımlar izlenebilir: 1. Formül: Ters FFT formülü, hızlı FFT (FFT) formülüne oldukça benzer. ``` 1/N-1 ∑ j(2π/N)kn x[n] e^N n=0 ``` 2. Yazılım Kullanımı: MATLAB gibi platformlarda `ifft` fonksiyonu kullanılarak ters FFT hesaplanabilir. Ters FFT, frekans domenindeki sinyalin zaman domenine geri aktarılmasını sağlar.

PLL (Phase-Locked Loop), elektronik devrelerde kullanılan ve bir sinyalin frekansını veya fazını başka bir sinyal ile senkronize eden bir geri besleme sistemidir. Güç elektroniği ise, elektrik gücünün statik vasıtalarla, mevcut girişinden istenen elektriksel çıkış formuna verimli bir şekilde dönüştürülmesi, kontrol edilmesi ve hazırlanması ile ilgili teknolojidir. Bu bağlamda, PLL güç elektroniği hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, PLL'nin güç elektroniği alanında şu şekillerde kullanılabileceği bilinmektedir: Mikrodenetleyiciler ve işlemcilerde: Saat frekansını yükseltmek ve sistem performansını optimize etmek için kullanılır. Telekomünikasyon sistemlerinde: Sinyallerin faz ve frekans senkronizasyonunda kullanılır. Tüketici elektroniğinde: Ses ve video kalitesinin korunmasına yardımcı olur.

Gibbs fenomeni, bir fonksiyonun süreksiz olduğu noktalarda Fourier serisinin bu süreksizliği düzgün bir şekilde temsil edememesi nedeniyle ortaya çıkar. Gibbs fenomeninin oluşma sebepleri: Süreksizlik: Fonksiyonda ani değişimler (atlama türü süreksizlikler) olduğunda, Fourier serisi bu noktaları düzgün bir şekilde geçemez ve "ortalama" almaya çalışır. Osilasyon: Daha fazla terim eklendiğinde bile, bu osilasyon veya "çanlama" davranışı azalmak yerine sabit bir genlikle devam eder. Yakınsama: Osilasyonların kapsadığı bölge daralsa da, noktasal yakınsama süreksizlik civarında sorunlu kalır. Gibbs fenomeni, özellikle kare dalga veya parçalı sürekli fonksiyonların kenarlarında görülebilir.

Karmaşık sayılarla ilgili çıkmış bazı soru türleri: İşlem Sonuçları: Karmaşık sayıların çarpımı veya toplamı gibi işlemlerin sonuçlarının bulunması. Eşitlik Sağlama: Belirli eşitliklerin sağlanmasını gerektiren sorular, örneğin, z karmaşık sayısının gerçel kısmının bulunması. Doğru Parçaları ve Eşitlik: Karmaşık sayılar düzlemindeki doğru parçaları üzerinde alınan z karmaşık sayısının belirli bir eşitliği sağlamasının istenmesi. ÖSYM Sınavları: YKS gibi sınavlarda her yıl bir veya iki karmaşık sayı sorusu sorulması. Karmaşık sayılarla ilgili çıkmış sorulara şu platformlardan ulaşılabilir: YouTube: "Karmaşık Sayılar Son 15 Yılın Çıkmış Soru Çözümleri" ve "KARMAŞIK SAYILAR Çıkmış Sorular ve Çözümleri" videoları. dogrutercihler.com: "Son Beş Yılın Çıkmış Karmaşık Sayılar Soruları" PDF dosyası. ogrencigundemi.com: "Karmaşık Sayılar Çıkmış Sorular ve Çözümleri (Son 10 Yıl)" PDF dosyası.

Doppler etkisi, dalga kaynağı ile gözlemci arasında göreli hareket olduğunda bir dalganın gözlenen frekansındaki değişimi tanımlar. Bir cisme çarpan sinyalin geri dönüşü hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, Doppler etkisinin bazı kullanım alanları şunlardır: Astronomi: Yıldızlar ve galaksilerin hareketi, kırmızıya veya maviye kayma ile belirlenir. Polis radarları: Hız yapan araçları tespit etmek için Doppler etkisi kullanılır. Tıbbi görüntüleme: Doppler ultrason ile damarlardaki kan akışı izlenebilir.

Uydu cihazı, uzaydaki yayın uydularından gelen şifreli veya şifresiz dijital sinyalleri işleyerek televizyonda görüntü ve sese dönüştürür. Çalışma prensibi şu şekildedir: 1. Çanak anten, uydudan gelen yüksek frekanslı sinyalleri toplar ve LNB (Low-Noise Block) aracılığıyla uydu alıcısına iletir. 2. LNB, gelen sinyalleri güçlendirir ve frekansını düşürerek uydu alıcısının işleyebileceği bir forma dönüştürür. 3. Uydu alıcısı, dijital veriyi çözerek televizyonun anlayacağı formata çevirir. 4. HDMI, AV veya SCART kablosu ile televizyona bağlanır ve kanal taraması yapıldıktan sonra izlemeye hazır hale gelir. Bazı modellerde Wi-Fi veya USB medya oynatıcı desteği de bulunur.

Laplace dönüşümü, çeşitli durumlarda kullanılır: Diferansiyel denklemlerin çözümü. Başlangıç değer teoremi, son değer teoremi ve sınır değer problemi gibi problemlerde. Olasılık teorisi. Sinyal işleme. Mühendislik uygulamaları. Laplace dönüşümü, özellikle süreksiz girişli (bir anahtarın kapanması gibi) ve ani girişli problemlerde kullanışlıdır.

Zaman-frekans analizi yapmak için aşağıdaki adımlar izlenebilir: 1. Sinyalin bölünmesi. 2. Fourier dönüşümü. 3. Frekans bileşenlerinin elde edilmesi. Zaman-frekans analizi, durağan olmayan sinyallerin zamanla değişen frekans bileşenlerini incelemek veya güç dağılımını kestirmek için kullanılır. Zaman-frekans analizi için Kısa Zaman Fourier Dönüşümü (KZFD) ve Wigner-Ville Dağılımı (WVD) gibi yöntemler kullanılabilir. Zaman-frekans analizi, sinyal işleme tekniklerinin yüksek çözünürlük özelliğinden faydalanarak sismik dalgaların zaman ve frekans içeriklerinin karakterize edilmesini sağlar. Zaman-frekans analizi, ileri düzeyde matematik ve sinyal işleme bilgisi gerektirdiğinden, bu analizi yapmadan önce bir uzmana danışılması önerilir.

İntegral devresi, girişe uygulanan işaretin integralini alarak çıkışa aktaran bir işlemsel yükselteç uygulamasıdır. İntegral devresinin kullanım alanlarından bazıları şunlardır: Rampa jeneratörü. Düşük geçişli filtre. Ayrıca, integral devresinin çıkışı, zaman artarken giriş eğrisinin altında kalan alanın bir fonksiyonudur.

PRBS (Pseudorandom Binary Sequence) generator, deterministik bir algoritma ile oluşturulmasına rağmen tahmin edilmesi zor olan ve istatistiksel olarak rastgele bir diziye benzer davranışlar sergileyen ikili diziler (bit dizileri) üreten bir sinyal jeneratörüdür. PRBS jeneratörlerinin bazı kullanım alanları: Telekomünikasyon. Simülasyon ve test. Kriptografi. PRBS jeneratörleri, doğrusal geri besleme kaydırma yazmacı (linear feedback shift register, LFSR) gibi devreler kullanılarak oluşturulabilir.

Sayısal işaret işleme (DSP - Digital Signal Processing), sayısal işaretler ve bu işaretlerin işleme yöntemlerini inceleyen bir alandır. DSP'nin bazı uygulamaları: Sayısal süzme (filtreleme); Konvolüsyon; Korelasyon; Hilbert dönüştürücüleri; Hızlı Fourier dönüşümleri (FFT); Adaptif (uyarlamalı) süzme; Pencere fonksiyonları ile çarpma; Dalgaşekli üretilmesi. DSP, ses ve video sıkıştırma, konuşma işleme ve tanıma, dijital görüntü işleme ve radar uygulamaları gibi alanlarda kullanılır.

DSP (Dijital Sinyal İşlemcisi) algoritmaları genellikle şu işlemleri gerçekleştirir: Analog-dijital dönüşüm (ADC). Dijital sinyal işleme. Dijital-analog dönüşüm (DAC). DSP algoritmalarının bazı türleri: Fourier dönüşümü. Paralel işlem algoritmaları. DSP algoritmaları, assembly dilinde veya C, Java gibi yüksek seviyeli programlama dillerinde programlanır.

Fark alıcı opamp (fark alıcı yükselteç), iki gerilim arasındaki farkı yükselten bir devre elemanıdır. Fark alıcı opamplarda: Fark giriş sinyali için yanıt. Ortak mod giriş sinyali cevabı. Çıkış empedansı. Giriş empedansı. Fark alıcı opamplar, genellikle şu alanlarda kullanılır: Diferansiyel voltaj karşılaştırıcısı. Sinyal işleme. Fark alıcı opamplar, işlemsel yükselteçler (op-amp) temelinde çalışır ve elektronik devrelerin işlevselliğini artırmak amacıyla kullanılır.

Demultiplexer (DEMUX) devresi, giriş bilgisini tek bir kaynaktan alıp birden fazla çıkışa dağıtan bir veri dağıtıcı kombinasyonel devredir. DEMUX devrelerinin bazı kullanım amaçları: İletişim sistemi verimliliği artırma. Farklı sinyalleri ayırma. ALU devrelerinde kullanım. Paralel veri segmentlerinde kullanım. Sinyallerin saklanması. Ses ve video sistemlerinde kullanım. Yayıncılıkta kullanım. Ayrıca, Simulink'te bulunan Demux bloğu, bir giriş vektör sinyalinin bileşenlerini çıkarıp ayrı sinyaller olarak çıktı olarak verir.