18.2 : דגימת אות רציף בזמן

בעיבוד אותות, ניתן לדגום אות רציף בזמן באמצעות טכניקת דגימה ברכבת הלמים, ולאחריה שימוש בשיטת שחזור מסדר אפס. דגימה ברכבת הלמים כוללת שימוש ברכבת הלמים מחזורית, המורכבת מסדרת פונקציות דלתא הממוקמות במרווחים קבועים הנקבעים על ידי מחזור הדגימה. כאשר אות רציף בזמן מוכפל ברכבת הלמים זו, נוצרים פולסים בעלי משרעת התואמת לערכי האות בנקודות הדגימה.

במישור התדר, דגימה מיוצגת על ידי קונבולוציה של ספקטרום האות המקורי עם ספקטרום רכבת ההלמים. ספקטרום רכבת ההלמים מורכב משכפולים מוזזים של ספקטרום האות המקורי, במרווחים השווים לתדר הדגימה. קונבולוציה זו יוצרת פונקציה מחזורית, כך שספקטרום האות הדגום מורכב משכפולים אלו, אשר משתנים בקנה מידה על פי ההופכי של מחזור הדגימה.

שיטת השחזור מסדר אפס משמשת לשחזור האות לאחר הדגימה. היא שומרת על ערך הדגימה הקבוע עד לתקופת הדגימה הבאה, וכך יוצרת אות במקטעים קבועים. שיטה זו מהווה קירוב לאות הרציף המקורי על ידי שמירת משרעת של כל דגימה עד להגעת הדגימה הבאה, ויוצרת למעשה גל מדרגות.

אות קבוע זה שהתקבל מהדגימה, מועבר דרך מערכת המאופיינת בתגובה מלבנית להלם. מערכת זו מחליקה את המעברים בין הערכים ששוחזרו, ובכך יוצרת פלט רציף שמקרב את האות המקורי. שיטת השחזור מסדר אפס יעילה במיוחד בהמרה מדיגיטלי לאנלוגי, שם היא מספקת דרך פשוטה ויעילה לייצר אות רציף מתוך דגימות בדידות.

במהותם, דגימה ברכבת הלמים ושיטת השחזור מסדר אפס מהווים ביחד תהליך בסיסי בעיבוד אותות דיגיטליים, המאפשר המרה של אותות רציפים בזמן לאותות בדידים ולאחר מכן את שחזורם. תהליך זה קריטי במגוון יישומים, כולל אודיו דיגיטלי, טלקומוניקציה ומערכות איסוף נתונים, ומבטיח ייצוג ושחזור מדויקים של אותות אנלוגיים בתחום הדיגיטלי.