طراحی نسل جدید مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال توسط محققان دانشگاهی

محققان دانشگاه صنعتی شریف برای نخستین بار در جهان موفق به طراحی مبدلی شده‌اند که سیگنال‌های آنالوگ را در تمام فرکانس‌ها به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کند؛ 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.
نود آی سی تی –  در گذشته اغلب فناوری‌های الکترونیکی بر پایه سیگنال‌های آنالوگ بودند. اما امروزه ابزارهای دیجیتالی، بخش بزرگی از کارهای روزمره ما را انجام می‌دهند. دستگاه‌های مختلف از رایانه‌های شخصی و تلفن‌های هوشمند تا دستگاه‌های حساس پزشکی که نیاز به پردازش داده‌ها دارند همگی با فناوری‌های دیجیتالی کار می‌کنند، چرا که پردازنده‌های این سامانه‌ها تنها زبان دیجیتال را می‌فهمند.علاوه بر این سالهاست که مخابرات به عنوان بزرگترین صنعت جهان، دنیای آنالوگ را کنار گذاشته و تقریبا به طور کامل دیجیتالی شده است. اینترنت نیز که زاییده دنیای دیجیتال است، بدون این فناوری هیچ‌گاه به وجود نمی‌آمد. اهمیت فناوری‌های دیجیتالی به حدی است که می‌توان گفت، امروزه انتقال تصویر، صوت و داده بدون فناوری‌های دیجیتال امکانپذیر نیست.دکتر فرخ مروستی، سرپرست پروژه طراحی نسل جدید مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال در این باره اظهار کرد: سیگنال‌های موجود در طبیعت که مهندسی مخابرات نیز بر مبنای آن شکل گرفته، از جنس آنالوگ و نه دیجیتال است.وی افزود: این سیگنال‌ها که طبیعت آن‌ها پیوسته است، قابل استفاده برای پردازش در رایانه‌ها نیستند و برای این کار باید از این سیگنال‌ها نمونه برداری کرده و آن‌ها را به صورت بیت‌های دیجیتالی درآورد. این همان کاری است که در یک مبدل آنالوگ به دیجیتال انجام می‌شود.وی معتقد است این مبدل‌ها تا کنون نقش بسیار مهمی را در دنیای الکترونیک داشته‌اند.استاد دانشگاه صنعتی شریف خاطرنشان کرد: اساساً انقلاب دیجیتال در جهان به واسطه مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال صورت پذیرفت. فرکانس یکی از مشخصه‌های اصلی سیگنال‌های آنالوگ است و این سیگنال‌ها در فرکانس‌های متفاوتی تولید می‌شوند. این در حالی است که مبدل‌های موجود تنها می‌توانند فرکانس‌های پایین سیگنال‌ها را نمونه برداری و بازسازی کنند.مروستی درباره این مشکل گفت: مشکل اینجاست که هیچ‌ یک از سیگنال‌های واقعی، محدود به فرکانس‌های پایین نیستند. بنابر این مبدل‌های موجود به صورت مصنوعی و با اعمال فیلتر، جزئیات فرکانس‌های بالای سیگنال را از بین می‌برند که این کار موجب اعوجاج در سیگنال شده و کیفیت آن کاهش می‌یابد. به همین دلیل است که به عنوان مثال، صدا در تلفن اعوجاج داشته و با حالت طبیعی متفاوت است.وی درباره نسل جدید مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال طراحی شده در دانشگاه صنعتی شریف گفت: در مبدل جدید که حاصل ۴ سال تلاش محققان است، با دیدی کاملا متفاوت و ابداع یک فناوری جدید توانسته‌ایم سیگنال را به صورت واقعی و بدون اعمال فیلتر مستقیما به بیت‌های دیجیتالی تبدیل کنیم. علاوه بر این شیوه نمونه برداری را نیز بهینه کرده‌ایم. در روش جدید که بر مبنای پردازش سیگنال‌های تنک است، نمونه برداری، بر خلاف حالت یکنواخت معمول از یک الگوی تصادفی بهینه شده برای هر سیگنال بهره‌ گرفته می‌شود.به عقیده مروستی، کار انجام شده که در شبیه‌سازی‌ها نتایج خوبی را کسب کرده، ایده‌ای نو در سطح جهانی است که می‌تواند تاثیر شگرفی بر دنیای دیجیتال بگذارد.بر اساس این گزارش، پیش از این روش‌های ابتدایی‌تر این طرح به صورت اختراع و با حمایت صندوق حمایت از پژوهشگران در آمریکا به ثبت جهانی رسیده و هم‌اکنون مسؤولین این پروژه به دنبال آن هستند که طرح جدید را نیز در سطح بین‌المللی مطرح کنند.به گزارش ایسنا، سرپرست این پروژه معتقد است هر چند ساخت صنعتی این مبدل‌ها ممکن است از نظر اقتصادی در کشور به صرفه نبوده و قابل رقابت با تولید آن در کشورهای دیگر نباشد، اما می‌توان تحقیق و توسعه آن را در ایران انجام داد و از طریق فروش حق مالکیت معنوی این طرح، سود سرشاری را عاید کشور کرد.