Kirish……………………………………………………………………..
I BOB.
1.1 Signallar va ularning xarakteristikalari………………………………………
1.2 Signallarga raqamli ishlov berish va uning imkoniyatlari.............................
2 BOB.Asosiy qism………………………………………………………………
2.1 SPF sm raqamli signallarni qayta ishlash uchun maxsus protsessor…………………..
2.2 Signallar, modulyatsiya va manipulyatsiya………………………………………………………..
2.3 Filtrlash vazifalaridagi oyna vazifalari. Zaif signallarni aniqlash…………………………
Xulosa……………………………………………………………………………….
Adabiyotlar ro'yxati………………………………………………………………..
1.1 Signallar va ularning xarakteristikalari
Axborotlani chiqarish, qayta ishlash va uzatish ko’p masalalarni mohiyatini
maxsuslashtirilgan axborot hisoblash tizimlarida turli xil vazifalarga tayinlaydi.
Fizik tashuvchilardan axborotni chiqarib olish uchun asosiy vosita bu signal
hisoblanadi. Signallarga misol sifatida telefon so’zlashuvini tashkil qiladigan
mikrofon zanjiridagi tok, tasvirlani nurining yorqinligi orqali telivezordan qabul
qilish, radiouzatgish antennasidagi tok va boshqa ko’pgina misollarni keltirish
mumkin. Shundan kelib chiqgan holda, signal bu – amaliy jihatdan ko’p hollatlarda
vaqt ichida oquvchi obektiv jarayondir. Axborot hisoblash tizimlarida o’zi
tomonidagi jarayonning nazariyasini emas balki, signalning analitik ta’rifini
matematik modellar yordamida amalga oshirish qaraladi. Ko’pgina hollarda barcha
signallar aniq fizik koordinatalarda qiymatlari berilgan funksiya sifatida qaralib
kelinadi. Bu ma’noda signallarni bir o’chovli (vaqtga bog’liq holda), tekislikda
berilgan ikki o’lchovli (misol uchun xar xil tipdagi tasvirlarni), uch o’lchovli (
misol uchun fazodagi ob’ektlar) ni keltirish mumkin. Bunday signallarni
matematik tavsiflanishi tegishli ravishda bir, ikki, va uch o’zgaruvchi bo’ladi.
Albatta bu erda nafaqat skalyar funksiyalarni sifatida foydalanish emas balki ancha
qiyin modellarini kompleks va vektor funksiyalarni qulay foydalanish mumkin.
Signallarga raqamli ishlov berishdan maqsad turli o’zgartirishlar orqali ularni
samaradorlik bilan uzatish, saqlash va axborotni ajratib olishdan iborat. Keying
vaqtlarda keng rivojlangan signallarga raqamli ishlov berish usullari bir qator
afzalliklarga ega: - umuman olganda signallarga ishlov berishning xar qanday
murakkab algoritmlarini amalga oshirish mumkinligini amalga oshirish
mumkinligini va 7 ushbu signallarga ishlov berish algoritmlarini real vaqtda
amalga oshirish imkoniyatini beruvchi elementlar bazasi borligi; - raqamli
qurilmalar yuqori aniqlikda ishlov imkoniyatini beruvchi algoritmlarning
yaratilganligi va mavjudligi; - nazariy jixatdan uzatilayotgan xabarlarni
xalaqitbardosh kodlardan foydalanib uzatish va saqlash saqlash natijasida xatosiz
qayta tiklash imkoniyatining borligi raqamli signallarga xosdir. Yuqoridagi
afzalliklarni amalga oshirish diskret signallar va elementar zanjirlar xaqidagi
asosiy ma’lumotlarga ega bo’lish darajasiga bog’liq. Real siganallar har doim
aniqlangan interval oralig’ida funksiya sifatida aniqlanadi. Misol uchun bir
o’lchovli signal funksiya sifatida t vaqtda poydo bo’lsa, chegaralangan intervalni
qo’yidagicha yozish mumkin.
min max x t ,t
t ,t , bu erda max t va max t -
aniqlash intervalining nisbatan pastki va yuqori chegaralaridir. Agar max t va max
t - qiymati bir ishorali bo’lsa, unda bu interval bir ta’rafli , aks holda interval ikki
tarafli deyiladi. min max t
t da interval simmetrik deyiladi. Siganl kauzal
deyiladi qachonki u barcha real signallar vaqt boshlanishida paydo bo’ladigan
signallarga aytiladi. Agar signalning qiymati qaysidir vaqt oralig’ida qaytarilsa
bunday signallar davriy signallar deyiladi. Bugungi kunda qo‘yidagi tipdagi
signallarga asosiy e’tibor qaratilmoqda:
Nutqiy signallar, misol uchun kundalik hayotda ishlatiladigan (telefonda
gaplashish, radio eshitish );
Beomedik signallar (elektroensefalogramma, miya signallari );
Ovozli va audiosignallar;
Video va telerasmlar;
Radar signallari (berilgan diapazonda ma’lum bir maqsadga yo‘naltirilgan
izlanishlarda qo‘llaniladigan ).
Tabiatda uchraydigan ko‘pgina signallar o‘zining analogli formasiga ega bo‘lib,
vaqt bo‘yicha uzliksiz o‘zgaradigan va misol uchun ovozli to‘lqin ko‘rinishida
fizik kattaligi bo‘yicha ta’riflanadi. Odatda raqamli signallarni 8 qayta ishlashda
ishlatiladigan anolog signallar bir xil oraliqli vaqt intervalida raqamli ko‘rinishga
keltiriladi. Ko‘pincha raqamli signallarni spektr qiymatlarini olib yoki qo‘lay
formaga keltirish orqali qayta ishlash interferensiyalardan yoki shumlardan
bartaraf etish, signallarni siliqlash, siqish, tanishda katta yordam beradi. Bugungi
vaqtda signallarga raqamli ishlov berish ko‘pgina, avval anologli usullarda
ishlatiladigan sohalarda tashqari yangi anologli qurilmalarda bajarib bo‘lmaydigan
sohalarda qo‘llanilmoqda. Signallarga raqamli ishlov berishning jozibaliligi
quyidagi asosiy qulayliklarga bog‘langan. Aniqlilikning kafolatlanganligi.
Aniqlilik ishlatilgan bitlar soniga qarab aniqlanadi. Mutloqo aks ettirish. Raqamli
yozuvga signallarga raqamli ishlov berish usullarin qo‘llash orqali signal sifatiga
zarar etkazmagan holda ko‘p marta nusxalash yoki aks ettirish mumkinligi [9].
Moslashuvchanlik. Signallarga raqamli ishlov berish tizimi orqali qurilmani
o‘zgartirmasdan xar xil funksiyalarni bajarilishini qayta dasturlashtirish
mumkinligi. Yuqori darajadagi unumdorlik. Signallarga raqamli ishlov berishni
signallarni analogli qayta ishlab bo‘lmaydigan vazifalarini bajarilishida qo‘llash
mumkin. Misol uchun chiziqli fazoviy xarakteristikalarini olgan holda murakkab
adaptiv filtrlashlarni amalga oshirish masalalarida qo‘llanilishi. Tezlik va
xarajatlar. Keng polosali signal uchun signallarga raqamli ishlov berishning
loyihalari qimmat bo‘lishi mumkin. Hozirgi vaqtda keng polosali signallarni qayta
ishlashda ishlatiladigan tezkor ATSP (analograqamli/raqamlianalogli keltirgichlar)
lar yo qimmat yoki keng polosali signallarga kerakligicha ishlov berishning
imkoniyatining etishmasligidadir. Ishlov berish vaqti. Signallarga raqamli ishlov
berish metodikasi yoki raqamli ishlov berishning dasturiy vositalaridan foydalanish
bilan tanish 9 bo‘lmaslik qo‘yilgan vazifalarni sifatli bajarish juda ko‘p vaqtni yoki
umuman bajarib bo‘lmasligi mumkin. Signallarga raqamli ishlov berishdan maqsad
turli o‘zgartirishlar orqali ularni samaradorlik bilan uzatish, saqlash va axborotni
ajratib olishdan iborat. Keyingi vaqtlarda keng rivojlangan signallarga raqamli
ishlov berish usullari bir qator afzalliklarga ega: - umuman olganda signallarga
ishlov berishning har qanday murakkab algoritmlarini amalga oshirish mumkinligi
va ushbu signallarga ishlov berish algoritmlarini real vaqtda amalga oshirish
imkoniyatini beruvchi elementlar bazasi borligi; - raqamli qurilmalar yuqori
aniqlikda ishlash imkoniyatini beruvchi algoritmlarning yaratilganligi va
mavjudligi; - nazariy jihatdan uzatilayotgan xabarlarni halaqitbardosh kodlardan
foydalanib uzatish va saqlash natijasida xatosiz qayta tiklash imkoniyatining
borligi raqamli signallarga xosdir [17]. Yuqoridagi afzalliklarni amalga oshirish
diskret signallar va elementar zanjirlar haqidagi asosiy ma’lumotlarga ega bo‘lish
darajasiga bog‘liq
Tasodifiy signallar va shovqin
Ushbu bo'limda tasodifiy signallar tushunchasi, ehtimollik taqsimotining zichligi,
tasodifiy o'zgaruvchining taqsimlanish qonuni kiritilgan. Matematik momentlar —
o'rtacha (matematik kutish) va Varyans (yoki bu qiymatning ildizi — RMS).
Bundan tashqari, ushbu bo'lim signallarni qayta ishlashda oddiy taqsimot va
tegishli oq shovqin tushunchasini shovqinning asosiy manbai (shovqin) deb
hisoblaydi.
Tasodifiy signal vaqt funktsiyasi deb ataladi, uning qiymatlari oldindan noma'lum
va faqat ma'lum bir ehtimollik bilan taxmin qilinishi mumkin. Tasodifiy
signallarning asosiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:
Analog signalni raqamli buzilmasdan va yo'qotishsiz to'g'ri tiklash uchun
Kotelnikov teoremasi (Nikvista-Shannon) deb nomlanadigan hisoblash teoremasi
qo'llaniladi.
Cheklangan spektrli har qanday uzluksiz signal uzluksiz signal spektrining yuqori
chastotasidan ikki barobar ko'p bo'lgan chastotada olingan alohida hisob-kitoblar
orqali noyob va kayıpsız tarzda tiklanishi mumkin.
zBunday talqin, doimiy vaqt funktsiyasi 0 dan yuqori chastotali qiymatgacha
bo'lgan chastota bandini olishi sharti bilan amal qiladi. Kvantlash va namuna olish
bosqichi noto'g'ri tanlangan bo'lsa, signalni analog shakldan alohida holga
aylantirish buzilish bilan sodir bo'ladi.
Bundan tashqari, ushbu bo'limda z-konvertatsiya qilish va uning xususiyatlari
tasvirlangan, Z shaklida alohida ketma-ketliklarning taqdimoti ko'rsatilgan.
Yakuniy alohida ketma-ketlikning namunasi:
x(nT) = {2, 1, -2, 0, 2, 3, 1, 0}
.Z shaklida bir xil ketma-ketlikning namunasi:
X(z) = 2 + z-1 — 2z-2 + 2z-4 + 3z-5 + 1z
Ushbu bo'limda signalning vaqtinchalik va chastota maydoni tushunchasi
tasvirlangan. Fourier (DPF) ning alohida konvertatsiyasini aniqlash joriy etiladi.
To'g'ridan-to'g'ri va teskari DPF, ularning asosiy xususiyatlari ko'rib chiqiladi. DPF
dan Fourier (BPF) ning 2 bazasida (chastota va vaqt bo'yicha dekimatsiya
algoritmlari) tez konvertatsiya qilish algoritmiga o'tish ko'rsatiladi. BPFNING DPF
ga nisbatan samaradorligi aks ettirilgan.
Xususan, ushbu bo'limda scipy Python to'plami tasvirlangan.ffpack turli xil Fourier
transformatsiyalarini hisoblash uchun (sinus, kosinus, to'g'ridan-to'g'ri, teskari, ko'p
o'lchovli, haqiqiy).
Fourier konvertatsiyasi har qanday funktsiyani Harmonik signallar to'plami sifatida
taqdim etish imkonini beradi! Fourier konvertatsiyasi koagulyatsiya usullari va
raqamli korrelyatorlarni loyihalash asosida amalga oshiriladi, spektral tahlilda faol
foydalaniladi, uzoq raqamlar bilan ishlashda ishlatiladi.
Alohida signal spektrlarining xususiyatlari:
1. Diskret signalning spektral zichligi namuna olish chastotasiga teng davr bilan
davriy funktsiyadir.
2. Agar alohida ketma-ketlik haqiqiy bo'lsa, unda bunday ketma-ketlikning
spektral zichligi moduli bir xil funktsiyaga ega va argument g'alati chastota
funktsiyasidir.
Harmonik signalning spektri:
FFT for cosine
DPF va BPF samaradorligini taqqoslash
BPF algoritmining samaradorligi va amalga oshirilgan operatsiyalar soni lineer
ravishda n ketma-ketligining uzunligiga bog'liq:
N DPF BPF kompleks qo'shimchalar sonining nisbati kompleks ko'paytirishlar
sonining nisbati
Ko'paytirish operatsiyalari soni qo'shimcha operatsiyalar soni ko'paytirish
operatsiyalari soni qo'shimcha operatsiyalar soni
2 4 2 1 2 4 1
4 16 12 4 8 4 1.5
8 64 56 12 24 5.3 2.3
16 256 240 32 64 8 3.75
32 1024 992 80 160 12.8 6.2
64 4096 4032 192 384 21.3 10.5
128 16384 16256 448 896 36.6 18.1
... ... ... ... ... ... ...
4096 16777216 16773120 24576 49152 683 341
8192 67108864 67100672 53248 106496 1260 630
Ko'rib turganingizdek, konvertatsiya qilish uzunligi qancha ko'p bo'lsa, hisoblash
resurslarini tejash (qayta ishlash tezligi yoki apparat birliklarining soni)!
Har qanday o'zboshimchalik shaklidagi signal turli chastotalarning Harmonik
signallari to'plami sifatida ifodalanishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, vaqt
mintaqasidagi murakkab shaklning signali *harmonikalar*deb ataladigan chastota
mintaqasida murakkab hisob-kitoblar to'plamiga ega. Ushbu hisob-kitoblar ma'lum
bir chastotada Harmonik ta'sirning amplitudasi va fazasini ifodalaydi. Chastota
sohasidagi harmonikalar to'plami qanchalik katta bo'lsa, murakkab shaklning
signali aniqroq ko'rinadi.
FFT Gibbs
Pıhtılaşma va korrelyatsiya
Ushbu bo'limda alohida tasodifiy va deterministik ketma-ketliklar uchun
korrelyatsiya va pıhtılaşma tushunchasi taqdim etiladi. Avtokorelatsion va o'zaro
korrelyatsion funksiyalarning koagulyatsiya bilan aloqasi ko'rsatilgan. Qatlamning
xususiyatlari, xususan, alohida-alohida ketma-ketlik misolida batafsil tahlil bilan
alohida signalning chiziqli va tsiklik koagulyatsiyasi usullari ko'rib chiqiladi.
Bundan tashqari, BPF algoritmlari yordamida "tez" koagulyatsiyani hisoblash usuli
ko'rsatiladi.
Haqiqiy vazifalarda, odatda, bir jarayonning boshqasiga o'xshashligi yoki bir
jarayonning boshqasidan mustaqilligi haqida savol tug'iladi. Boshqacha aytganda,
signallar o'rtasidagi munosabatni aniqlash, ya'ni korrelyatsiyani topish kerak.
Korrelyatsiya usullari keng ko'lamli vazifalarda qo'llaniladi: signallarni qidirish,
kompyuterni ko'rish va tasvirni qayta ishlash, maqsadlarning xususiyatlarini
aniqlash va ob'ektga masofani aniqlash uchun radar vazifalarida. Bundan tashqari,
korrelyatsiya yordamida shovqinlarda zaif signallarni qidirish amalga oshiriladi.
Pıhtı, signallarning o'zaro ta'sirini tasvirlaydi. Agar signallardan biri filtrning
impuls xarakteristikasi bo'lsa, u holda impuls xarakteristikasi bilan kirish ketma-
ketligining koagulyatsiyasi elektronning kirish ta'siriga bo'lgan munosabatidan
boshqa narsa emas. Boshqacha aytganda, natijada olingan signal filtr orqali
signalning o'tishini aks ettiradi.
Avtomatik tuzatish funktsiyasi (ACF) axborotni kodlashda qo'llaniladi. Uzunlik,
chastota va shakl parametrlari bo'yicha kodlash ketma-ketligini tanlash asosan
ushbu ketma-ketlikning korrelyatsiya xususiyatlariga bog'liq. Eng yaxshi kod
ketma-ketligi noto'g'ri aniqlash yoki tetiklanish ehtimoli (signallarni aniqlash,
eshik qurilmalari uchun) yoki noto'g'ri sinxronizatsiya (kod ketma-ketligini uzatish
va qabul qilish uchun) ning eng kichik qiymatiga ega.
Ushbu bo'lim to'g'ridan-to'g'ri formula bilan hisoblangan tez koagulyatsiyaning va
koagulyatsiyaning samaradorligini taqqoslash jadvalini taqdim etadi (haqiqiy
ko'paytirishlar soni bo'yicha).
Ko'rib turganingizdek, 64-ga BPF uzunligi uchun tezkor koagulyatsiya to'g'ridan-
to'g'ri usul bilan yo'qoladi. Biroq, BPF uzunligi ortishi bilan natijalar teskari
yo'nalishda o'zgaradi - tez koagulyatsiya to'g'ridan-to'g'ri usuldan foyda oladi.
Shubhasiz, BPFNING uzunligi qancha ko'p bo'lsa, chastota usuli qanchalik yaxshi
bo'ladi.
N tez koagulyatsion nisbati
8 64 448 0.14
16 256 1088 0.24
32 1024 2560 0.4
64 4096 5888 0.7
128 16K 13312 1.23
... ... .. ...
2048 4M 311296 13.5
Cos vazifalarida tasodifiy signallar ikki sinfga bo'linadi:
shovqinlar turli chastotalar va amplitudalar to'plamidan iborat tartibsiz
dalgalanmalardir,
|
