all-pass system

أنظمة التمرير الكلي: تشكيل الإشارات بدون تضخيم

في مجال الهندسة الكهربائية، غالبًا ما تنطوي معالجة الإشارات على معالجة محتوى الترددات في الإشارات. بينما تُستخدم المرشحات بشكل شائع لِخفّض أو تضخيم ترددات محددة، هناك فئة أخرى من الأنظمة تُعرف باسم **أنظمة التمرير الكلي**. تتميز هذه الأنظمة بخصائص فريدة: فهي **تحافظ على سعة إشارة الإدخال عبر جميع الترددات، بينما تُدخّل تحويلًا للطور** يمكن تعديله لتناسب تطبيقات محددة.

فهم نظام التمرير الكلي

يتميز نظام التمرير الكلي بالخصائص الرئيسية التالية:

• استجابة السعة الوحدوية: يظل كسب النظام ثابتًا عند 1 لجميع الترددات. هذا يعني أن إشارة الإخراج لها نفس السعة مثل إشارة الإدخال، مما يضمن عدم تضخيم الإشارة أو إضعافها.
• أقطاب و صفر مترافقة معقدة متبادلة: لكل قطب في موقع معقد 'z'، يحتوي النظام على صفر متناظر في الموقع المتبادل المترافق المعقد '1/z*' . تضمن هذه العلاقة المميزة إلغاء تغييرات السعة التي يقدمها الأقطاب والأصفار، مما يؤدي إلى استجابة السعة الثابتة.

التّمثيل الرياضي

يمكن تمثيل دالة النقل لنظام تمرير كلي أساسي به قطب واحد عند 'z = a' وصفر عند 'z = 1/a*' على النحو التالي:

H_ap(z) = (z^-1 - a*) / (1 - az^-1)

تسلط هذه الوظيفة الضوء على الخصائص الرئيسية لنظام تمرير كلي:

• العدد والبسط لهما نفس الدرجة، مما يضمن استجابة سعة ثابتة.
• يُعد موقع القطب وصفر مترافقان معقدان متبادلان، مما يضمن إلغاء تغييرات السعة.

تطبيقات أنظمة التمرير الكلي

على الرغم من عدم وجود تضخيم أو إضعاف للإشارة، تجد أنظمة التمرير الكلي تطبيقًا واسعًا في مجالات متنوعة:

• التعادل: يمكن لأنظمة التمرير الكلي تعويض تشوهات الطور غير المرغوب فيها التي تُقدمها قنوات النقل أو مكونات النظام الأخرى، مما يضمن تكرارًا أمينًا للإشارة الأصلية.
• محاكاة التأخير: من خلال اختيار موقع القطب وصفر بعناية، يمكن لأنظمة التمرير الكلي إدخال تأخيرات محددة للإشارة، مفيدة في تطبيقات مثل إنشاء صدى أو محاكاة تأخيرات النقل.
• تشكيل الطور: يمكن تعديل استجابة الطور لنظام تمرير كلي لِشَكْل خصائص طور الإشارة، مما يؤدي إلى تطبيقات متنوعة مثل حلقات التزامن بالطور وتصميم المرشحات.
• تأثيرات الصوت: تُستخدم أنظمة التمرير الكلي في معالجة الصوت لإنشاء تأثيرات صوتية فريدة، بما في ذلك تحويل الطور لِتأثيرات خاصة أو تصفية المشط لِصدى الصوت.

الخلاصة

تلعب أنظمة التمرير الكلي دورًا حاسمًا في معالجة الإشارات من خلال توفير آلية لِشَكْل طور الإشارة دون التأثير على سعتها. تُعد خصائصها الفريدة وتطبيقاتها المتنوعة أدوات أساسية للمهندسين العاملين في مختلف المجالات، من أنظمة الاتصالات إلى معالجة الصوت. من خلال فهم مبادئ أنظمة التمرير الكلي، يمكن للمهندسين استخدامها بفعالية لِتحسين جودة الإشارة، وتحقيق أهداف معالجة إشارات محددة، وإنشاء تطبيقات مبتكرة.