משתמש:Mattan TAU/פולס שייפינג
בעיבוד אותות, פולס (דופק) הוא שינוי מהיר אך חולף של מאפיין כלשהו של האות, בדרך כלל המשרעת שלו בתחום הזמן או בתחום התדר. עיצוב פולסים (מאנגלית: pulse shaping, עיצוב דפקים) הוא התהליך של שינוי צורת הגל של פולסים משודרים. מטרתו לגרום לאות המשודר להתאים יותר למטרה לשמה הוא נועד, או להתאים יותר לערוץ התקשורת על ידי הגבלת רוחב הפס האפקטיבי שלל השידור. על ידי סינון מתאים של הפולסים המשודרים, ההפרעה בין סימנים הנוצרת על ידי הערוץ יכולה להיות מבוקרת. בתקשורת גלי רדיו, עיצוב פולסים הכרחי כדי שהאות יתאים לרצועת התדר.
עיצוב פולסים בדרך כלל מתבצע לאחר line coding ואפנון.
הצורך בעיצוב פולסים[עריכת קוד מקור | עריכה]
שידור אות בקצב אפנון גבוה בערוץ מוגבל-סרט עלול לגרום להפרעה בין סימנים. כאשר קצב האפנון עולה, רוחב הפס של האות עולה. כאשר רוחב הפס של האות גדול מרוחב הפס של הערוץ, הערוץ יוצר עיוות לאות. עיוות זה בדרך כלל מתבטא כהפרעה בין סימנים.
הספקטרום של האות נקבע על ידי עיצוב הפולסים שמתבצע ע"י המשדר. בדרך כלל הסימנים המשודרים מיוצגים על ידי סדרה בזמן של פולסים מסוג פונקציית דלתא של דיראק. האות התיאורטי הזה מסונן על ידי מסנן עיצוב פולסים, ויוצר את האות המוכן לשידור. ספקטרום השידור נקבע איפוא על ידי המסנן.
במערכות תקשורת baseband רבות, מסנן עיצוב הפולסים מתבצע כמסנן Boxcar (פונקציית המלבן מוזזת). התמרת הפורייה שלו היא פונקציית Sinc, ויש לה הספק אות משמעותי בתדרים הגבוהים מקצב הסימן. זו לא בעיה גדולה כאשר ערוץ התקשורת הוא סיב אופטי או אפילו כבל זוג שזור, אך בתקשורת גלי רדיו מימוש זה יגרום לבזבוז רוחב פס, מכיוון שרק רצועות תדרים צרות ומגדרות היטב יכולות לשמש לכל שידור. במילים אחרות, הערוץ עבור האות הוא מוגבל-פס. לכן מסננים אחרים פותחו, שמנסים להביא למינימום את רוחב הפס הדרוש עבור קצב סימנים כלשהו.
עיצוב פולסים בצד השולח לרוב משולב במסנן מתואם בצד המקבל, לקבלת עמידות אופטימלית לרעש במערכת.
דוגמאות לעיצוב פולסים קיימות גם בתחומים אחרים באלקטרוניקה מלבד עיבוד אותות, למשל במקרים בהם צריכים לתכנן מעגל חשמלי אשר זמן העלייה של הפולסים בו צריך להיות קצר.
מסנני עיצוב פולסים[עריכת קוד מקור | עריכה]
לא כל מסנן יכול לשמש מסנן עיצוב פולסים, המסנן עצמו צריך להיות חסין מהפרעה בין סימנים. בדרך כלל דורשים שהמסנן יספק את קריטריון נייקוויסט ל-ISI.
דוגמאות למסנני עיצוב פולסים שמשמשים בדרך כלל במערכות תקשורת הם:
מסנן Sinc[עריכת קוד מקור | עריכה]
נקרא גם מסנן Boxcar משום משום שלתגובת התדר השקולה שלו צורה מלבנית. תיאורטית, זהו מסנן עיצוב הפולסים האידאלי, אך הוא קשה למימוש בדיוק גבוה. זהו מסנן לא סיבתי עם זנבות דועכים לאט יחסית. בעיה נוספת בשימוש במסנן היא בעיית סינכרון - כל שגיאת פאזה תוביל לעלייה תלולה בהפרעה בין סימנים.
מסנן Raised cosine[עריכת קוד מקור | עריכה]
מסנני Raised cosine הם פרקטיים למימוש והם נמצאים בשימוש רחב. יש להם רוחב פס הניתן לכיוונון, אז מערכות תקשורת יכולות לבחור מימוש כרצונן, בהתאם לדרישה העיקרית מהן - פישוט המסנן או יעילותו הספקרלית.
מסנן גאוסי[עריכת קוד מקור | עריכה]
מסנן זה מפיק פולסים המעוצבים כפונקציית גאוס או כקירוב שלה. למסננים אלו אין תופעת overshoot עבור כניסת פונקציית מדרגה, וזמני העלייה והירידה בהם הם מינימליים. מסננים אלו נחשבים למסננים האידאליים בתחום הזמן, בדומה לכך שמסנני Sinc הם אידיאליים בתחום התדר.