DSP 101
M01 · L03
مقدمة

ليه نروح للرقمي؟

عارفين الفرق بين الـ signals (الإشارات) التناظرية والرقمية. دلوقتي السؤال الكبير: ليه نحوّل للرقمي أصلًا؟ الإجابة هتغيّر نظرتك لكل جهاز حديث.

01 / 13
DSP 101
M01 · L03
المشكلة

نقطة ضعف التناظري

كل مرحلة تناظرية بتضيف noise (ضوضاء). والمكوّنات بتزحف مع الحرارة والزمن. والنظام التناظري اللي شغّال تمام النهارده ممكن أداؤه يختلف بكرة.

الـ noise
بيتراكم
المكوّنات
بتزحف مع الوقت
02 / 13
DSP 101
M01 · L03
الدقة

نتايج بتتكرّر بالظبط

الرقم رقم. شغّل نفس الخوارزمية على نفس البيانات النهارده أو بعد عشر سنين، على أي جهاز، وهتاخد نتايج متطابقة bit بـ bit. الدواير التناظرية عمرها ما هتقدر تعمل كده.

الوعد الرقمي
نفس الـ input + نفس الخوارزمية = نفس الـ output. دايمًا. في كل حتة. للأبد.
03 / 13
DSP 101
M01 · L03
المرونة

software، مش لحام

عايز تغيّر filter (مرشح) تناظري؟ صمّم الـ hardware من الأول. عايز تغيّر filter رقمي؟ عدّل كام رقم في الـ code.

  • إلغاء الـ noise — نفس الـ chip، خوارزمية مختلفة
  • شيل الصدى — نفس الـ chip، خوارزمية مختلفة
  • التعرّف على الكلام — نفس الـ chip، خوارزمية مختلفة
  • الـ equalization — نفس الـ chip، خوارزمية مختلفة
04 / 13
DSP 101
M01 · L03
المقاومة

الـ noise مش هيكسب

الـ bit يا 0 يا 1 — شوية noise صغيرين مش هيغيّروا قراءته. ولو حصلت أخطاء، أكواد تصحيح الأخطاء بتكتشفها وتصلّحها لوحدها.

تناظري
الـ noise بيتراكم
رقمي
الأخطاء بتتصلّح
05 / 13
DSP 101
M01 · L03
التخزين

من غير خسارة ومضغوط

النسخ الرقمية مظبوطة للأبد. والشرايط التناظرية بتبوظ. والضغط بيصغّر البيانات 10 مرات أو أكتر — حاجة مستحيلة مع الـ signals التناظرية.

MP3 — صوت مضغوط ~10 مرات
JPEG — صور مضغوطة ~20 مرة
H.264 — خلّى بث الفيديو ممكن
FLAC — أرشفة صوت من غير أي خسارة
06 / 13
DSP 101
M01 · L03
القوة

الخوارزميات من غير قيود

المعالجة الرقمية بتخلّي عمليات مستحيلة في التناظري ممكنة:

  • FFT — من الزمن للـ frequency في ملّي ثانية
  • adaptive filters — بتظبط نفسها مع الظروف اللي بتتغيّر
  • الـ machine learning — التعرّف على الكلام، اكتشاف الحاجات الشاذة
  • الـ spectral analysis — تفكيك دقيق للـ frequencies
07 / 13
DSP 101
M01 · L03
الاقتصاد

قانون مور بيكسب

الـ transistors بتصغر، والمعالجة الرقمية بترخص. chip كانت بآلاف الدولارات سنة 1990 بقت دلوقتي بكسور من السنت. والدواير التناظرية مبتستفيدش من ده.

الـ processing gain
\text{SNR}_{\text{out}} = \text{SNR}_{\text{in}} + 10\log_{10}(N)
08 / 13
DSP 101
M01 · L03
في كل حتة

الـ DSP على أرض الواقع

الـ DSP هي اللي مشغّلة العالم الحديث:

الموبايلات — المكالمات، الكاميرا، GPS، إلغاء الـ noise
التصوير الطبي — الرنين المغناطيسي، السونار، الأشعة المقطعية
الرادار والسونار — اكتشاف الأجسام على مسافات بعيدة جدًا
بث المزيكا — تحسين الصوت، الـ dynamic compression
09 / 13
DSP 101
M01 · L03
الـ trade-offs

مفيش حاجة ببلاش

المعالجة الرقمية ليها تكاليف لازم تتظبط:

  • الـ latency — تحويل الـ ADC + الحساب بياخدوا وقت
  • الطاقة — مهمة جدًا في الأجهزة اللي شغّالة ببطارية
  • الـ quantization — شوية معلومات دايمًا بتضيع
10 / 13
DSP 101
M01 · L03
هجين

تناظري + رقمي

العالم الحقيقي تناظري. والأنظمة الحديثة هجين: تناظرية على الأطراف، رقمية في القلب.

المايك — sensor تناظري بيلقط الصوت
ADC — بيحوّل لأرقام رقمية
DSP — بيعالج بخوارزميات software
DAC → السماعة — رجوع للتناظري عشان ودانك
11 / 13
DSP 101
اختبار سريع

شوف إيه اللي ثبت

تلات أسئلة من الدرس ده. جاوب عشان تشوف السبب — الشرح بيظهر سواء جاوبت صح أو غلط. ونتيجتك مش بتتحفظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

12 / 13
DSP 101
الخلاصة
ملخص

اتعلّمت إيه

المعالجة الرقمية بتدّي دقة ومرونة ومقاومة للـ noise وضغط ومميزات في التكلفة. والـ trade-offs ممكن نتحكّم فيها. والأنظمة الحديثة هجين: أطراف تناظرية، وقلب رقمي.

13 / 13