|
Signallarga raqamli ishlov berish, signalni raqamlashtiish
|
| bet | 13/18 | | Sana | 22.12.2023 | | Hajmi | 0,62 Mb. | | #126903 |
Bog'liq 2 - mustaqil ish Asrorxonova Dinavozxon1.2.Signallarga raqamli ishlov berish, signalni raqamlashtiish
Signallarning raqamli qayta ishlanishi signallarni diskret o’zgartirish va berilgan
signallarni qayta ishlaydigan tizimlar bilan operatsiyalar bajaradi. Diskret
o’zgartirishlarning matematikasi analogli matematikasi qa’rida hali 18-asrdayoq
qatorlar teoriyasi doirasida va ularning funksiyalar interpolyatsiya va
approksimatsiyasi uchun qo’llanilishida paydo bo’lgan, biroq tezlashgan
rivojlanishga u 20-asrda, birinchi hisoblash mashinalari paydo bo’lganidan keyin
ega bo’ldi. Umuman olganda, o’zining asosiy mazmunida diskret qayta ishlashning
matematik apparati qayta ishlashi bo’yicha analogli signal va tizimlarga o’xshash.
Lekin ma’lumotlar diskretliligi bu holatni hisobga olishni talab qiladi, va uning
e’tiboga olinmasligi jiddiy xatoliklarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari,
diskret matematikasining qator metodlari analitik matematikada analoglarga ega
emas. Oxirgi o’n yilliklarda hisoblash tehnikalari tez avj olib o’sib borayotgan
jarayon hisoblanadi. Asosan xalq-xo’jaligi va barcha ilmiy o’rganish sohalarida
malumotlarga raqamli ishlov berish amaliy usullariga o’tishi katta sakrash bo’ldi.
Bularni xar xil hisoblash ya’ni kerakli o’rinlarda turuvchi signallarga raqamli
ishlov berish (SRIB) tizimlari tehnikalarida qo’llash, keyingisi malumotlarni qayta
ishlash jarayonida masofadan turib zondlashda foydalanish, med - biologik
tadqiqotlarda, aerokosmik va dengiz kemalari qatnovi : aloqa, radiofizika, raqamli
optika va bir qator raqamli sohalari masalalarini hal qilishda ishlatiladi. Signallarga
raqamli ishlov berish (SRIB) – bu hisoblash tehnika (HT) larida tehnik sifatida va
dasturli vositalarda ko’chishlarni dinamik yozuvchisidir. Signallarga raqamli 12
ishlov berish uchun va shu sohaga tegishlilar xabarlar nazariyasidan
foydalanadilar. Jumladan signalni optimal qabul qilish nazariyasidan va
ko’rinishini bilish nazariyalari kiradi. Bu jarayonda asosiy vazifasi birinchidan
fondagi shovqinlarni va tabiatdagi turli xil tovush signallarini belgilaydi,
ikkinchidan signallarni sinflanishini, tenglashtirish va avtomatik aniqlashdan
iborat. Signallarga ishlov berishni tasirini quyidagi tehnologiyalarida ya’ni
telekommunikatsiya , raqamli TV va ovoz yozish, biometrika, mobil aloqa va
videosistemalarda kuzatishimiz mumkin. Bular asosan hisoblash qurilmalarida
qo’llaniladi. Signallarga ishlov berishdan maqsad: - Signal parametrlarini o’lchash
yo’li, ob’ekt haqida malumot qabul qilish – amplituda, faza, chastota, spektr; -
Fondagi xalaqitlarni foydali belgilab olish; - Signallarni siqish (kompressiya); -
Signal formatini o’zgartirish. 1.1-rasm Signallarni ishlov berishni oddiy
strukturaviy ko’rinishi. Signallarga raqamli ishlov berishni asosiy elementlari:
– D – analog signal ko’rsatkichi ;
– Filtr – past chastotali filtr ;
– ARO’ – analog raqamli o’zgartirgich ;
– SRIB – signallarga raqamli ishlov berish ;
– RAO’ – raqamli analog o’zgartirish ;
– OF – oxirgi foydalanuvchi ;
– Qurilmalarni alohida vazifalari: : ARO’ SRIB RAO’ Filtr D Filtr 13 –
Ko’rsatkich – elektr signaliga proporsianol ravishda fizik parametrlarni o’zgartirish
qurilmasi; – Analog filtr – analog signal pulsini tekislovchi reaktiv elementlardagi
(L,C,R) elektr sxema; SRIB (DSP- Digital Signal Processing) – signal protsessori,
raqamli signallarga ishlov berish algoritmlarini reallashtiradi. Asosan kuchli
protsessorlar kerak bo’ladi. Signalni o’zgartirish quydagi rasmda ko’rib o’tamiz.
1.2-rasm.ADC – analig –raqam o’zgartirgich, DAC -raqam –analig o’zgartirgich
Signalni raqamlashtirish 3 – bosqichda amalga oshiriladi:
1. Vaqt bo’yicha diskretlash (funksiya argumenti).
2. Amplituda bo’yicha kvatlash(funksiya qiymati).
3. Kodlash. Diskretizatsiya – bu diskret funksiyalarni to’xtamasdan
o’zgartirishdir. U gibridli hisoblash tizimlarida va ma’lumotlarni uzatish
tizimlarida raqamli qurilmalarda signallarni impuls- kod modulyatsiyasida
foydalaniladi. tasvirni uzatish jarayonida to’xtovsiz analog signalni diskretga
o’zgartirishda yoki diskret to’xtovsiz signal uchun foydalaniladi. Bunga teskari
jarayon qayta tiklash deb nomlanadi. Vaqt bo’yicha diskretlash jarayonida
to’xtovsiz analog signal ketma – ket sanab chiqilib almashtiriladi, shu paytni
o’zida kattalik belgilab qo’yiladi. Kotelnikov teoremasi: Diskretlash chastotasi
asosiy signal chastotasidan ikki marta katta bo'lishi kerak
F=2*f
14 Umumiy ko’rinishda analog signal amplituda funksiyalarini ko’rsata oladi
(masalan: trigonometric va yetarli osonlikdagi), argument vaqt t bilan aniqlik
hududini ko’rsatadi. Biz raqamli signalni qayta ishlayotganda, shubxasiz, analog
signal cheklangan xotira hajmli va tezkor hisoblashv qurilmali qayta ishlash uchun
yaroqli ko’rinishga keltiriladi. Shubxasiz tartibli chisel tanlashga majburmiz.
Raqamli signallarga ishlov berishda to’g’ri vaqt intervali orqali analog signal
kattaligi tanlanib ijro etiladi. Bu jarayon vaqt bo’yicha diskretizatsiya deyiladi.
Diskretizatsiya davri vaqt T deyiladi, diskret chastotasi F esa unga teskari
proporsional:
F=1/T
z Matematik diskretizatsiya jarayoniga quyidagi formulani yozish mumkin: Bu
yerda, δ(t) – delta funksiya, matematik abstraktsiyalarida foydalaniladi. Delta
funksiya 1/dt → ∞ da t=0 va 0da t odan farqli qiymatlarni qabul qiladi. Shubxasiz
δ(0)·dt=1 bo’ladi. Bu qiymat intervali t=k·T , 0 va tning boshqa nuqtalarida bu
funksiya qabul qilinadi. diskretizatsiya jarayoni 1.3-rasmda tasvirlangan:
1.3– rasm. Diskretizatsiya jarayoni 15 Kvantlash (signalni qayta ishlash).
Kvantlash (ing, quantization ) – informatikada to’xtovsiz belgili diapazonni ochish
yoki diskret kattaliklarni chekli oraliq soniga aytiladi. Yana vektor kvantlash
mavjud bo’lib – fazoga oid vektor kattaliklarni chekli sonlar to’plamida ochish
imkoniyati mavjud. Kvantlash signalni qayta ishlash jarayonida tez-tez ishlatiladi,
shu bilan birga ovoz va tasvirlarni siqishda ishlatiladi. Kvantlashni oddiy ko’rinishi
natural sonlarga butun sonlarga bo’linishini bildiradi va kvant koffiysentlarida
nomlanadi.
1.4- rasm. Kvantlangan signal.
Bir tomonlama (chiziqli) kvantlash – qirqilgan to’gri uzunlikdagi diapazonni
ochishini anglatadi. Uni doimiy kattalik(kvantlash qadami)da va butun qismidan
bir qismini olib taqdim etish mumkinligi, chiqishning bo’linishi tushuniladi:
Diskret bilan kvantlashdan keyin chalkashtirmaydi (mos ravishda, kvant qadami
bilan diskret chastotasi). Diskretizatsiya paytida vaqt kattaligi(signal) 16 o’zgaradi,
berilgan chastota bilan o’lchanadi(diskretizatsiya chastotasi), bunday shakl,
diskretizatsiya signalni hosil qilish vaqt tuzish (grafikda - gorizontal bo’yicha).
Kvantlash ham berilgan manoli signal holiga olib keladi, yana signal balandligini
quradi (grafikda – vertikal bo’yicha). Signal- har bir diskretizatsya va kvantlashdan
keyin raqamli deb ataladi. 1.6– rasm. Raqamli signal. Raqamlash jarayonida
signalning uroveni diskret glubina yoki bitnost deb ataladi. Glubina diskretizatsiya
bitlarda o’lchanadi va uning kichik birligi bit, amplitudaviy signal ekanini
bildiradi. Shuningdek glubina diskretizatsiya, analog signalni raqamli aniqligi mos
keladi. Mabodo bir xil glubina diskretizatsiya kvantlash dinamik diapazon deb
ataladi va detsiBellarda o’lchanadi(1 bit ≈ 6 dB ). Uroven bo’yicha kvantlash –
raqamli signalni hisoblab kattaliklarini taqdim etadi. Kvantlash uchun diapazon
kuchlanishi signalini 2ta kodidan Umin dan Umax gacha 2n intervalida
taqsimlanadi. Qabul qiluvchi interval kattaligi (kvantlash qadami): Har bir interval
n – razryadli ikkilik kod – interval nomeri, yozilgan ikkilik raqamni o’zlashtirib
oladi.Har bir hisoblashda interval kodini o’zlashtiradi, o’sha hisoblash
kuchlanishni bildiradi. Bunday ko’rinishdagi analog signal oxigi ikkilik chiselni
taqdim etadi, aniq vaqt davriga mos ravishda signal kattaligi- raqamli signaldir.
Har bir ikkilik raqam oxirgi impulsni – yuqori(1) va past(0) urovenni 17 taqdim
etadi. Anallog signallarni kodlashda asosiy ikkita koddan tashkil topgan bo'lib
bular: 0 va 1 hisoblanadi ya'ni signal yo'q bo'lsa 0, signal bor bo'lsa 1 bo'ladi.
Raqamli audio signalning parametrlari. Raqamli signal razryadi- diskret signalning
kvantlash qismlari soni. professional audio qayta ishlashlarda 16,20 va 24 bit li
razryadlardan foydalaniladi Diskiritlash chastotasi-chastota , analog signalni qaysi
diskret signalda diskretlashni ko'rsatadi. Audioga professional ishlov berishda
uzatilayotgan diskrezatsiya chastotasi 44100 hz yoki 48000hz bo'ladi.
Asosiy signal chastotasi 2 yoki 4 marta katta----88200/96000 yoki 176400/192000
bo'ladi. Format tushunchasi- butun (to'g'ri kod) yoki haqiqiy(nuqtali kod) sanaladi.
Kanallar soni-signallar bir , ikki, yoki ko'p kanalli bo'lishi mumkin (3...8 kanalli)
qaysi audio ga ishlov berilayotgan bo'lsa o'sha kanal o'qiladi. Shular raqamli signal
parametrlariga kirsa anolog signal parametrlariga –signal kuchi chastrota
diapazoni,dinamik diapason kiradi. Ovoz sifatli yani yoqimli bo'lishini ish oxirida :
usilitel, kolonka, mikrofon, ovoz yozish va ijro etish apparaturalari ta'minlayda.
Signal kuchi- bu signal amplitudasining qanchalik kattaligi kichikligi bilan
baholanadi. Chastota oralig’i-inson qulog'i eshitadigan chastota 20hz dan 20000hz
gacha hisoblanadi.Bir muncha ko'p ishlatiladigan chastotalar ro'yxati:
– 8000hz-- telefon
– 11025--- telefon
– 16000---telefon
– 22050 ---radio
– 32000---radio
– 44100--- audio CD
– 48000----DVD
– 96000---DVD(MLP5.1)
– 192000---DVD(MLP2,
1) Diskretlash natijasida raqamli tovush paydo bo'ladi. Raqamli tovush bu
bitlar ketma-ketligi ko'rinishidagi anolog signal hisoblanadi. Raqamli
signalning 18 afzalligi shundaki, kodlangan signallarni masofaga
uzatilgandagi yo'qotishlarni kriptografik usullar yordamida tiklash imkonini
beradi.
|
| |
