DSP 101
M01 · L03
مقدمة

لماذا نتحول إلى الرقمية؟

نعرف الفرق بين الإشارات التناظرية والرقمية. والآن السؤال الكبير: لماذا نتحول إلى الرقمية أصلاً؟ الإجابة ستغير نظرتك لكل جهاز حديث.

01 / 13
DSP 101
M01 · L03
المشكلة

نقطة ضعف التناظرية

كل مرحلة تناظرية تضيف ضوضاء. المكونات تنحرف مع الحرارة والتقادم. النظام التناظري الذي يعمل بشكل مثالي اليوم قد يختلف أداؤه غداً.

الضوضاء
تتراكم
المكونات
تنحرف مع الوقت
02 / 13
DSP 101
M01 · L03
الدقة

قابلية الاستنساخ المثالية

الرقم هو رقم. شغّل نفس الخوارزمية على نفس البيانات اليوم أو بعد عشر سنوات، على أي جهاز، وستحصل على نتائج متطابقة تماماً. الدوائر التناظرية لا تستطيع تحقيق هذا أبداً.

الوعد الرقمي
نفس المدخلات + نفس الخوارزمية = نفس المخرجات. دائماً. في كل مكان. للأبد.
03 / 13
DSP 101
M01 · L03
المرونة

برمجيات، لا لحام

تغيير مرشح تناظري؟ أعد تصميم العتاد. تغيير مرشح رقمي؟ حدّث بضعة أرقام في الكود.

  • إلغاء الضوضاء — نفس الشريحة، خوارزمية مختلفة
  • إزالة الصدى — نفس الشريحة، خوارزمية مختلفة
  • التعرف على الكلام — نفس الشريحة، خوارزمية مختلفة
  • المعادلة — نفس الشريحة، خوارزمية مختلفة
04 / 13
DSP 101
M01 · L03
المناعة

الضوضاء لا تنتصر

البت إما 0 أو 1 — الضوضاء الصغيرة لا تغير التفسير. وإذا حدثت أخطاء، شفرات تصحيح الأخطاء تكشفها وتصلحها تلقائياً.

تناظري
الضوضاء تتراكم
رقمي
الأخطاء تُصحح
05 / 13
DSP 101
M01 · L03
التخزين

بلا فقد ومضغوط

النسخ الرقمية مثالية للأبد. الأشرطة التناظرية تتدهور. والضغط يقلص البيانات 10 مرات أو أكثر — مستحيل مع الإشارات التناظرية.

MP3 — صوت مضغوط ~10 مرات
JPEG — صور مضغوطة ~20 مرة
H.264 — جعل بث الفيديو ممكناً
FLAC — أرشفة صوتية بلا فقد
06 / 13
DSP 101
M01 · L03
القوة

الخوارزميات بلا قيود

المعالجة الرقمية تتيح عمليات مستحيلة في التناظرية:

  • FFT — من الزمن إلى التردد في ميلي ثانية
  • مرشحات تكيفية — ضبط ذاتي للظروف المتغيرة
  • تعلم الآلة — التعرف على الكلام، كشف الشذوذ
  • تحليل طيفي — تحليل دقيق للترددات
07 / 13
DSP 101
M01 · L03
الاقتصاد

قانون مور ينتصر

الترانزستورات تصغر، والمعالجة الرقمية تصبح أرخص. شريحة كانت تكلف آلافاً في 1990 أصبحت الآن بكسور من السنت. الدوائر التناظرية لا تستفيد من هذا.

كسب المعالجة
\text{SNR}_{\text{out}} = \text{SNR}_{\text{in}} + 10\log_{10}(N)
08 / 13
DSP 101
M01 · L03
في كل مكان

المعالجة الرقمية عملياً

المعالجة الرقمية للإشارات تدير العالم الحديث:

الهواتف الذكية — المكالمات، الكاميرا، GPS، إلغاء الضوضاء
التصوير الطبي — الرنين المغناطيسي، الموجات فوق الصوتية، الأشعة المقطعية
الرادار والسونار — كشف الأجسام على مسافات شاسعة
بث الموسيقى — تحسين الصوت، الضغط الديناميكي
09 / 13
DSP 101
M01 · L03
المقايضات

لا شيء مجاني

للمعالجة الرقمية تكاليف يجب إدارتها:

  • التأخير — تحويل ADC + الحساب يستغرق وقتاً
  • الطاقة — حرجة في الأجهزة العاملة بالبطارية
  • التكميم — بعض المعلومات تُفقد دائماً
10 / 13
DSP 101
M01 · L03
هجين

تناظري + رقمي

العالم الحقيقي تناظري. الأنظمة الحديثة هجينة: تناظرية في الأطراف، رقمية في القلب.

الميكروفون — مستشعر تناظري يلتقط الصوت
ADC — يحول إلى أرقام رقمية
DSP — يعالج بخوارزميات برمجية
DAC → السماعة — العودة إلى تناظري لأذنيك
11 / 13
DSP 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

ثلاثة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

12 / 13
DSP 101
ملخص
ملخص

ماذا تعلمت

توفر المعالجة الرقمية الدقة والمرونة ومناعة الضوضاء والضغط ومزايا التكلفة. المقايضات يمكن التحكم بها. الأنظمة الحديثة هجينة: تناظرية في الأطراف، رقمية في القلب.

13 / 13