رحلة إلى عالم الفلاتر الرقمية مع MATLAB

هل تعلم أن العالم الرقمي مليء بالأصوات والصور التي تتحول إلى إشارات رقمية؟ وكأنها أشباح رقمية تسافر عبر العالم الافتراضي، لكنها تصطدم أحيانًا بعوائق تؤثر على صفائها.

هنا يأتي دورنا نحن، مهندسي الإشارات، في تصميم "فلاتر رقمية" تحمي هذه الإشارات من التشوهات وتُعِيدُ لها بريقها الأصلي.

ولكن كيف نُصمّمُ هذه الفلاتر؟ وما هي أدواتنا في هذه الرحلة؟

ستُصبحُ MATLAB بوصلتنا في هذه المغامرة!

تخيل MATLAB كأنها ساحرة رقميّة مُتمرّسة في فنّ تحويلِ الإشارات الرقمية.

بِمُجرّدِ أنْ تُحدّدَ نوعَ الفلتر الذي تُريدُ تصمّيمه (منخفض التردد، مرتفع التردد، تمرير شريطي، إلخ)، ستُصبحُ MATLAB معلمكَ في هذه الرحلة.

أولًا، سنُحدّدُ "نوعَ الاستجابة" التي نُريدُها من الفلتر. هل نُريدُهُ أنْ يمرّرَ جميعَ الإشاراتِ دونَ تغيير؟ أمْ نُريدُهُ أنْ يُقلّلَ منْ تردداتٍ معيّنة؟

بِحِسبِ نوعِ الاستجابة، نُحدّدُ "المُعادلة الرياضية" للفلتر.

هنا تُظهرُ MATLAB قوتها، فهي تُمكّنُنا منْ رسمِ هذه المُعادلةِ كأنها صورةٌ "استجابة التردد" للفلتر، فنشاهدُ بوضوحِ كيفَ تُعامِلُ الفلترُ الإشاراتَ الرقميةَ في مختلفِ الترددات.

تخيلِ أنكَ تَصمّمُ فلترًا "منخفضَ التردد" لتَصفيةِ الضوضاءِ منْ إشارةِ الصوت.

مع MATLAB ، يمكنكَ بِسهولةِ رسمِ "استجابة التردد" للفلتر وتَغييرِ مُعادلةِ الفلترِ بِكلّ سهولةِ لتَحسينِ جودةِ التصفية.

إليكَ بعضَ الأمثلةِ العمليةِ لكيفيةِ تصميمِ الفلترِ مع MATLAB:

1. فلتر تمرير منخفض:

% تعريف  المُعادلةِ  الرياضيةِ  للفلتر
b = [1 1 1];
a = [1 -1 1];

% رسمِ  "استجابة التردد"  للفلتر
freqz(b, a);

التعليق: هذا الكود يُعرف "معاملاتَ" الفلتر "b" و "a" ثمّ يُستخدمُ "freqz" لرسمِ "استجابة التردد" للفلتر.

2. فلتر تمرير مرتفع:

% تعريف  المُعادلةِ  الرياضيةِ  للفلتر
b = [1 -1 1];
a = [1 1 1];

% رسمِ  "استجابة التردد"  للفلتر
freqz(b, a);

التعليق: هذا الكود يُعرف "معاملاتَ" الفلتر "b" و "a" ثمّ يُستخدمُ "freqz" لرسمِ "استجابة التردد" للفلتر.

3. فلتر تمرير شريطي:

% تعريف  المُعادلةِ  الرياضيةِ  للفلتر
b = [0 1 0];
a = [1 -1 1];

% رسمِ  "استجابة التردد"  للفلتر
freqz(b, a);

التعليق: هذا الكود يُعرف "معاملاتَ" الفلتر "b" و "a" ثمّ يُستخدمُ "freqz" لرسمِ "استجابة التردد" للفلتر.

خاتمة:

تُصبحُ MATLAB رفيقَكَ المُخلصَ في رحلةِ تصميمِ الفلاترِ الرقمية.

معها، ستُصبحُ قادرًا على "ترويض" الإشاراتِ الرقميةِ وتَحويلِها إلى "أصواتٍ" واضحةٍ وصورٍ رائعةٍ.

فأبدأ رحلتَكَ مع MATLAB ، واكتشف عالمَ الفلاترِ الرقمية!