สัญญาณแบบชิป (Chirp)คือสัญญาณที่ มี ความถี่เพิ่มขึ้น ( อัพชิป ) หรือลดลง ( ดาวน์ชิป ) ตามเวลา ในบางแหล่งข้อมูล คำว่าชิปถูกใช้แทนกันได้กับคำว่าสัญญาณกวาด ( sweep signal ) ^{[ 1 ]}โดยทั่วไปจะนำไปใช้กับ ระบบ โซนาร์เรดาร์และเลเซอร์รวมถึงการใช้งานอื่นๆ เช่น การสื่อสาร แบบสเปรดสเปกตรัม (ดูchirp spread spectrum ) สัญญาณประเภทนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากชีววิทยาและเกิดขึ้นเป็นปรากฏการณ์เนื่องจากการกระจายตัว (ความสัมพันธ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นระหว่างความถี่และความเร็วในการแพร่กระจายของส่วนประกอบคลื่น) โดยปกติจะชดเชยด้วยการใช้ตัวกรองแบบจับคู่ ซึ่งอาจเป็นส่วนหนึ่งของช่องทางการแพร่กระจาย อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับการวัดประสิทธิภาพเฉพาะ มีเทคนิคที่ดีกว่าทั้งสำหรับเรดาร์และการสื่อสาร เนื่องจากมีการใช้ในเรดาร์และอวกาศ จึงถูกนำมาใช้ในมาตรฐานการสื่อสารด้วย สำหรับการใช้งานเรดาร์ในรถยนต์ มักเรียกว่ารูปคลื่นแบบปรับความถี่เชิงเส้น (LFMW) ^{[ 2 ]}

ในการใช้งานสเปกตรัมแบบกระจาย อุปกรณ์ คลื่นเสียงพื้นผิว (SAW) มักถูกใช้เพื่อสร้างและถอดรหัสสัญญาณแบบชิป ในด้านทัศนศาสตร์พั ลส์ เลเซอร์อัลตร้าชอ ร์ต ก็แสดงคุณสมบัติชิปเช่นกัน ซึ่งในระบบส่งสัญญาณแสง จะมีปฏิสัมพันธ์กับ คุณสมบัติ การกระจายตัวของวัสดุ ทำให้การกระจายตัวของพัลส์โดยรวมเพิ่มขึ้นหรือลดลงเมื่อสัญญาณแพร่กระจาย ชื่อนี้อ้างอิงถึงเสียงร้องของนก ดูที่ การเปล่ง เสียง ของนก

คำจำกัดความพื้นฐานในที่นี้แปลได้เป็นปริมาณทางฟิสิกส์ทั่วไป ได้แก่ ตำแหน่ง (เฟส) ความเร็ว (ความเร็วเชิงมุม) และความเร่ง (ความกระฉับกระเฉง) หากรูปคลื่นถูกกำหนดดังนี้: $${\displaystyle x(t)=\sin \left(\phi (t)\right)}$$

จากนั้นความถี่เชิงมุมทันที ω จะถูกกำหนดให้เป็นอัตราเฟสตามที่กำหนดโดยอนุพันธ์อันดับแรกของเฟส โดยที่ความถี่ปกติทันทีfคือเวอร์ชันมาตรฐานของมัน :$${\displaystyle \omega (t)={\frac {d\phi (t)}{dt}},\,f(t)={\frac {\omega (t)}{2\pi }}}$$

สุดท้ายนี้ ค่าความแปรผันเชิงมุมทันที (สัญลักษณ์γ ) ถูกกำหนดให้เป็นอนุพันธ์อันดับสองของเฟสทันที หรืออนุพันธ์อันดับแรกของความถี่เชิงมุมทันที ค่าความแปรผันเชิงมุมมีหน่วยเป็นเรเดียนต่อกำลังสองของวินาที (rad/s² ⁾ดังนั้นจึงคล้ายคลึงกับความเร่งเชิงมุม $${\displaystyle \gamma (t)={\frac {d^{2}\phi (t)}{dt^{2}}}={\frac {d\omega (t)}{dt}}}$$

ความร่าเริงปกติทันที (สัญลักษณ์c ) เป็นเวอร์ชันมาตรฐานที่กำหนดเป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงของความถี่ทันที: ^{[ 3 ]} ความร่าเริงปกติมีหน่วยเป็นวินาทีผกผันกำลังสอง (s ⁻² ) ​​ดังนั้นจึงคล้ายคลึงกับความเร่งในการหมุน $${\displaystyle c(t)={\frac {\gamma (t)}{2\pi }}={\frac {df(t)}{dt}}}$$

ในสัญญาณชิปความถี่เชิงเส้นหรือเรียกสั้น ๆ ว่าสัญญาณชิปเชิงเส้น ความถี่ทันทีจะแปรผันเชิงเส้นกับเวลาอย่างแม่นยำ โดยที่คือความถี่เริ่มต้น (ที่เวลา) และคืออัตราชิป ซึ่งถือว่าคงที่: ${\displaystyle f(t)}$$${\displaystyle f(t)=ct+f_{0},}$$${\displaystyle f_{0}}$${\displaystyle t=0}$${\displaystyle c}$$${\displaystyle c={\frac {f_{1}-f_{0}}{T}}={\frac {\Delta f}{\Delta t}}.}$$

นี่คือความถี่สุดท้าย และนี่คือเวลาที่ใช้ในการกวาดจากถึง${\displaystyle f_{1}}$${\displaystyle T}$${\displaystyle f_{0}}$${\displaystyle f_{1}}$

ฟังก์ชันในโดเมนเวลาที่สอดคล้องกับเฟสของสัญญาณการสั่นใดๆ คือปริพันธ์ของฟังก์ชันความถี่ เนื่องจากคาดว่าเฟสจะเพิ่มขึ้นตาม นั่นคือ อนุพันธ์ของเฟสคือความถี่เชิงมุม ${\displaystyle \phi (t+\Delta t)\simeq \phi (t)+2\pi f(t)\,\Delta t}$${\displaystyle \phi '(t)=2\pi \,f(t)}$

สำหรับสัญญาณชิปเชิงเส้น จะได้ผลลัพธ์ดังนี้: $${\displaystyle {\begin{aligned}\phi (t)&=\phi _{0}+2\pi \int _{0}^{t}f(\tau )\,d\tau \\&=\phi _{0}+2\pi \int _{0}^{t}\left(c\tau +f_{0}\right)\,d\tau \\&=\phi _{0}+2\pi \left({\frac {c}{2}}t^{2}+f_{0}t\right),\end{aligned}}}$$

โดยที่เฟสเริ่มต้น (ที่เวลา) เรียกว่าสัญญาณเฟสกำลังสอง^{[ 4 ]}${\displaystyle \phi _{0}}$${\displaystyle t=0}$

ฟังก์ชันในโดเมนเวลาที่สอดคล้องกันสำหรับสัญญาณ ชิรป์เชิงเส้น แบบไซน์คือค่าไซน์ของเฟสในหน่วยเรเดียน: $${\displaystyle x(t)=\sin \left[\phi _{0}+2\pi \left({\frac {c}{2}}t^{2}+f_{0}t\right)\right]}$$

ในchirp ทางเรขาคณิตหรือที่เรียกว่าchirp แบบเอกซ์โพเนนเชียลความถี่ของสัญญาณจะแปรผันตาม ความสัมพันธ์ ทางเรขาคณิตเมื่อเวลาผ่านไป กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ หากเลือกสองจุดในรูปคลื่นและและช่วงเวลาระหว่างจุดทั้งสองคงที่ อัตราส่วนความถี่ก็จะคงที่เช่นกัน^{[ 5 ] [ 6 ]}${\displaystyle t_{1}}$${\displaystyle t_{2}}$${\displaystyle T=t_{2}-t_{1}}$${\displaystyle f\left(t_{2}\right)/f\left(t_{1}\right)}$

ในสัญญาณชิปแบบเอกซ์ponential ความถี่ของสัญญาณจะเปลี่ยนแปลงแบบเอกซ์ponentialตามฟังก์ชันของเวลา โดยที่คือความถี่เริ่มต้น (ที่) และคืออัตราการเปลี่ยนแปลงความถี่แบบเอกซ์ ponential$${\displaystyle f(t)=f_{0}k^{\frac {t}{T}}}$$${\displaystyle f_{0}}$${\displaystyle t=0}$${\displaystyle k}$

$${\displaystyle k={\frac {f_{1}}{f_{0}}}}$$

ความถี่สุดท้ายของเสียงแหลม (ที่ ) อยู่ ที่ใด${\displaystyle f_{1}}$${\displaystyle t=T}$

ต่างจากเสียงแหลมเชิงเส้นซึ่งมีระดับเสียงแหลมคงที่ เสียงแหลมแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลจะมีอัตราความถี่ที่เพิ่มขึ้นแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล

ฟังก์ชันในโดเมนเวลาที่สอดคล้องกับเฟสของการเปลี่ยนแปลงความถี่แบบเอ็กซ์โปเนนเชียลคือปริพันธ์ของความถี่: โดยที่คือเฟสเริ่มต้น (ที่) $${\displaystyle {\begin{aligned}\phi (t)&=\phi _{0}+2\pi \int _{0}^{t}f(\tau )\,d\tau \\&=\phi _{0}+2\pi f_{0}\int _{0}^{t}k^{\frac {\tau }{T}}d\tau \\&=\phi _{0}+2\pi f_{0}\left({\frac {T\left(k^{\frac {t}{T}}-1\right)}{\ln(k)}}\right)\end{aligned}}}$$${\displaystyle \phi _{0}}$${\displaystyle t=0}$

ฟังก์ชันในโดเมนเวลาที่สอดคล้องกันสำหรับสัญญาณชิรป์แบบไซน์เอ็กซ์โพเนนเชียลคือค่าไซน์ของเฟสในหน่วยเรเดียน: $${\displaystyle x(t)=\sin \left[\phi _{0}+2\pi f_{0}\left({\frac {T\left(k^{\frac {t}{T}}-1\right)}{\ln(k)}}\right)\right]}$$

เช่นเดียวกับกรณีของ Linear Chirp ความถี่ทันทีของ Exponential Chirp ประกอบด้วยความถี่พื้นฐานพร้อมด้วยฮาร์โมนิกเพิ่มเติม ${\displaystyle f(t)=f_{0}k^{\frac {t}{T}}}$

ชิปไฮเปอร์โบลิกใช้ในแอปพลิเคชันเรดาร์ เนื่องจากแสดงการตอบสนองตัวกรองที่ตรงกันสูงสุดหลังจากถูกบิดเบือนโดยเอฟเฟกต์ดอปเปลอร์^{[ 7 ]}

ในสัญญาณแบบไฮเปอร์โบลิก ความถี่ของสัญญาณจะแปรผันแบบไฮเปอร์โบลิกตามฟังก์ชันของเวลา: $${\displaystyle f(t)={\frac {f_{0}f_{1}T}{(f_{0}-f_{1})t+f_{1}T}}}$$

ฟังก์ชันในโดเมนเวลาที่สอดคล้องกับเฟสของสัญญาณชิปแบบไฮเปอร์โบลิกคือปริพันธ์ของความถี่: โดยที่คือเฟสเริ่มต้น (ที่) $${\displaystyle {\begin{aligned}\phi (t)&=\phi _{0}+2\pi \int _{0}^{t}f(\tau )\,d\tau \\&=\phi _{0}+2\pi {\frac {-f_{0}f_{1}T}{f_{1}-f_{0}}}\ln \left(1-{\frac {f_{1}-f_{0}}{f_{1}T}}t\right)\end{aligned}}}$$${\displaystyle \phi _{0}}$${\displaystyle t=0}$

ฟังก์ชันในโดเมนเวลาที่สอดคล้องกันสำหรับสัญญาณชิรป์ไฮเปอร์โบลิกแบบไซน์คือค่าไซน์ของเฟสในหน่วยเรเดียน: $${\displaystyle x(t)=\sin \left[\phi _{0}+2\pi {\frac {-f_{0}f_{1}T}{f_{1}-f_{0}}}\ln \left(1-{\frac {f_{1}-f_{0}}{f_{1}T}}t\right)\right]}$$

สัญญาณ chirp สามารถสร้างได้ด้วยวงจรอนาล็อกผ่านออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO) และแรงดัน ควบคุมที่ค่อยๆ เพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้นหรือแบบเอกซ์โปเนนเชียล นอกจากนี้ยังสามารถสร้างได้แบบดิจิทัลโดยใช้ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) และตัวแปลงดิจิทัลเป็นอนาล็อก (DAC) โดยใช้ตัวสังเคราะห์ดิจิทัลโดยตรง (DDS) และโดยการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนในออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมด้วยตัวเลข^{[ 8 ]}นอกจากนี้ยังสามารถสร้างได้ด้วย ออสซิลเล เตอร์ YIG

สัญญาณชิปมีเนื้อหาสเปกตรัมเหมือนกับสัญญาณอิมพัลส์อย่างไรก็ตาม ต่างจากสัญญาณอิมพัลส์ ส่วนประกอบสเปกตรัมของสัญญาณชิปมีเฟสที่แตกต่างกัน^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}กล่าวคือ สเปกตรัมกำลังของพวกมันคล้ายกัน แต่สเปกตรัมเฟสแตกต่างกันการกระจายตัวของตัวกลางการแพร่กระจายสัญญาณอาจส่งผลให้เกิดการแปลงสัญญาณอิมพัลส์เป็นสัญญาณชิป ( วิสเลอร์ ) โดยไม่ตั้งใจ ในทางกลับกัน การใช้งานจริงหลายอย่าง เช่นเครื่องขยายสัญญาณพัลส์ชิปหรือระบบระบุตำแหน่งเสียงสะท้อน^{[ 11 ]}ใช้สัญญาณชิปแทนสัญญาณอิมพัลส์เนื่องจากอัตราส่วนกำลังสูงสุดต่อกำลังเฉลี่ย (PAPR) ที่ต่ำกว่าโดยธรรมชาติ ^{[ 12 ]}

การมอดูเลชั่นแบบชิป หรือการมอดูเลชั่นความถี่เชิงเส้นสำหรับการสื่อสารดิจิทัล ได้รับการจดสิทธิบัตรโดยซิดนีย์ ดาร์ลิงตันในปี 1954 โดยมีการพัฒนาเพิ่มเติมอย่างสำคัญโดยวินเคลอร์ในปี 1962 การมอดูเลชั่นประเภทนี้ใช้รูปคลื่นไซน์ที่มีความถี่ทันทีเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างเป็นเส้นตรงตามเวลา รูปคลื่นเหล่านี้มักเรียกว่าชิปเชิงเส้นหรือเรียกสั้น ๆ ว่าชิป

ดังนั้น อัตราการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณจึงเรียกว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงความถี่ (chirp rate ) ในการมอดูเลชั่นแบบไบนารีชิป (binary chirp modulation) ข้อมูลไบนารีจะถูกส่งโดยการแมปบิตไปยังสัญญาณชิปที่มีอัตราการเปลี่ยนแปลงความถี่ตรงข้ามกัน ตัวอย่างเช่น ในช่วงเวลาหนึ่งบิต "1" จะถูกกำหนดให้เป็นสัญญาณชิปที่มีอัตราบวกaและ "0" จะถูกกำหนดให้เป็นสัญญาณชิปที่มีอัตราลบ −a สัญญาณชิปถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายใน แอปพลิ เคชันเรดาร์และด้วยเหตุนี้จึงมีแหล่งกำเนิดสัญญาณขั้นสูงสำหรับการส่งและตัวกรองแบบจับคู่สำหรับการรับสัญญาณชิปเชิงเส้นให้ใช้งานได้

เสียงแหลมอีกประเภทหนึ่งคือเสียงแหลมเชิงฉาย ซึ่งมีรูปแบบดังนี้: มีพารามิเตอร์สามตัวคือa (มาตราส่วน), b (การแปล) และc (ความแหลม) เสียงแหลมเชิงฉายเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลภาพและเป็นพื้นฐานสำหรับการแปลงเสียงแหลม เชิง ฉาย^{[ 3 ]}$${\displaystyle g=f\left[{\frac {a\cdot x+b}{c\cdot x+1}}\right],}$$

การเปลี่ยนแปลงความถี่ของรหัสมอร์สจากความถี่ที่ต้องการเนื่องจากความไม่เสถียรใน ออส ^ซิลเลเตอร์RF เรียกว่าchirp [ ^{13 ]}และในระบบ RSTจะมีการต่อท้ายด้วยตัวอักษร 'C'

• สเปกตรัมชิป - การวิเคราะห์สเปกตรัมความถี่ของสัญญาณชิป
• การบีบอัดแบบ Chirp - ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคการบีบอัด
• สเปกตรัมแบบชิปสเปรด (Chirp spread spectrum ) - ส่วนหนึ่งของมาตรฐานการสื่อสารไร้สาย IEEE 802.15.4a CSS
• กระจกส่งเสียงร้อง
• การขยายสัญญาณพัลส์แบบชิป
• การแปลงชิร์เพล็ต (Chirplet transform ) - การแสดงสัญญาณโดยอาศัยตระกูลของฟังก์ชันชิร์ปเฉพาะที่ (localized chirp functions)
• เรดาร์คลื่นต่อเนื่อง
• การกระจายแสง (ทัศนศาสตร์)
• การบีบอัดชีพจร
• การแพร่กระจายคลื่นวิทยุ § การวัดการแพร่กระจายคลื่นความถี่สูง

Wikimedia Commons มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับChirp

ลองค้นหาคำว่า chirpใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

• เครื่องกำเนิดเสียงแหลมแบบออนไลน์ (ไฟล์เอาต์พุต WAV)
• ระบบโซนาร์ CHIRP บนเครื่องหาปลา
• ระบบโซนาร์ CHIRP บนเครื่องหาปลา