ابداع روشی جدید برای افزایش کارایی سامانه‌های دیجیتال
محققان دانشگاه صنعتی شریف برای نخستین بار در جهان، مبدلی را طراحی کرده‌اند که سیگنال‌های آنالوگ را در تمام فرکانس‌ها به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کند.
به گزارش تاسیسات نیوز، این روش جدید می‌تواند تحولی در دنیای دیجیتال ایجاد کرده و کیفیت سامانه‌های دیجیتالی از جمله سامانه‌های مخابراتی را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش دهد.
در گذشته اغلب فناوری های الکترونیک بر پایه سیگنال های آنالوگ بود، اما امروزه ابزارهای دیجیتالی، بخش بزرگی از کارهای روزمره ما را انجام می دهد. دستگاه های مختلف از رایانه های شخصی و تلفن های هوشمند تا دستگاه های حساس پزشکی که به پردازش داده ها نیاز دارند همگی با فناوری های دیجیتالی کار می کنند، چرا که پردازنده های این سامانه ها فقط زبان دیجیتال را می فهمند. علاوه بر این سال هاست مخابرات به عنوان بزرگ ترین صنعت جهان، دنیای آنالوگ را کنار گذاشته و تقریبا به طور کامل دیجیتال شده است. اینترنت نیز که زاییده دنیای دیجیتال است بدون این فناوری هیچ گاه به وجود نمی آمد. اهمیت فناوری های دیجیتال به حدی است که می توان گفت امروزه انتقال تصویر، صوت و داده بدون فناوری های دیجیتال امکان پذیر نیست.
این در حالی است که دکتر فرخ مروستی، سرپرست پروژه طراحی نسل جدید مبدل های آنالوگ به دیجیتال می گوید: «سیگنال های موجود در طبیعت که مهندسی مخابرات نیز بر مبنای آن شکل گرفته از جنس آنالوگ است، نه دیجیتال.» وی می افزاید: «این سیگنال ها که طبیعت آنها پیوسته است قابل استفاده برای پردازش در رایانه ها نیستند و برای این کار باید از این سیگنال ها نمونه برداری کرده و آنها را به صورت بیت های دیجیتالی درآورد. این همان کاری است که در یک مبدل آنالوگ به دیجیتال انجام می شود.» وی معتقد است: «این مبدل ها تاکنون نقش بسیار مهمی را در دنیای الکترونیک داشته اند و اساسا انقلاب دیجیتال در جهان به واسطه مبدل های آنالوگ به دیجیتال صورت پذیرفت.»
فرکانس یکی از مشخصه های اصلی سیگنال های آنالوگ است و این سیگنال ها در فرکانس های متفاوتی تولید می شوند. این در حالی است که مبدل های موجود فقط می توانند فرکانس های پایین سیگنال ها را نمونه برداری و بازسازی کنند. دکتر مروستی درباره این مشکل چنین می گوید: «مشکل اینجاست که هیچ کدام از سیگنال های واقعی، محدود به فرکانس های پایین نیستند. بنابراین مبدل های موجود به صورت مصنوعی و با اعمال فیلتر، جزئیات فرکانس های بالای سیگنال را از بین می برند که این کار موجب اعوجاج در سیگنال شده و کیفیت آن کاهش می یابد. به همین دلیل است که به عنوان مثال، صدا در تلفن اعوجاج داشته و با حالت طبیعی متفاوت است.» وی درباره نسل جدید مبدل های آنالوگ به دیجیتال طراحی شده در دانشگاه صنعتی شریف گفت: «در مبدل جدید که حاصل چهار سال تلاش محققان است با دیدی کاملا متفاوت و ابداع یک فناوری جدید توانسته ایم سیگنال را به صورت واقعی و بدون اعمال فیلتر مستقیما به بیت های دیجیتالی تبدیل کنیم. علاوه بر این شیوه نمونه برداری را نیز بهینه کرده ایم.
در روش جدید که بر مبنای پردازش سیگنال های تنک است، نمونه برداری برخلاف حالت یکنواخت معمول از یک الگوی تصادفی بهینه شده برای هر سیگنال بهره گرفته می شود. به عقیده دکتر مروستی، کار انجام شده که در شبیه سازی ها نتایج خوبی را کسب کرده، ایده ای نو در سطح جهانی است که می تواند تاثیر شگرفی بر دنیای دیجیتال بگذارد. پیش از این روش های ابتدایی تر این طرح به صورت اختراع و با حمایت صندوق حمایت از پژوهشگران در آمریکا به ثبت جهانی رسیده و اکنون مسئولان این پروژه به دنبال آن هستند که طرح جدید را در سطح بین المللی مطرح کنند. سرپرست این پروژه معتقد است: «ساخت صنعتی این مبدل ها در داخل کشور ممکن است از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نباشد، اما می توان تحقیق و توسعه آن را در ایران انجام داد و از طریق فروش حق مالکیت معنوی این طرح، سود سرشاری را کسب کرد.
پایان پیام/.