O'zbekiston Respublikasi Axborot Texnologiyalari va
Kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi
Toshkent Axborot Texnologiyalari Universiteti Farg‘ona filiali
Telekommunikatsiya Texnologiyalari va Kasbiy ta‘lim fakulteti,
sirtqi ta'lim, 3-bosqich 732-21-guruh 60611000
“Telekommunikatsiya texnologiyalari” yo‘nalishi talabasi
Ergashev Abdushukurning
“Signallar va tizimlar” fanidan
“Signalarni filtrlash algoritmlarini o’rganish” mavzusida tayyorlagan
MUSTAQIL ISHI
Tekshirdi: _______________ L.R.Dalibekov
Farg‘ona 2024-yil
Mavzu: Signalarni filtrlash algoritmlarini o’rganish
1.
Asosiy qism
1.1. Signal haqida ma’lumot.
1.2. Signallarning tushunchasi.
1.3. Signalni filtrlash tushunchalari.
2.
Xulosa
3.
Glossary
4.
Nazorat savollari
5.
Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yhati
6.
Foydalanilgan videolar
7.
Foydalanilgan internet saytlari
1. Asosiy qism
1.1. Signal haqida ma’lumot
Signalarni Filtrlash Algoritmlari
Signalarni filtrlash algoritmlari, bir nechta turdagi signalni o'zgartirish,
tozalash yoki tahlil qilish uchun ishlatiladi. Bu algoritmlar, signalning istalgan
xususiyatini o'zgartirishga yordam beradi va ma'lumotlarni filtrlashda keng
qo'llaniladi.
Filtrlash Algoritmlarining Turlari
Signalarni filtrlash uchun bir nechta turdagi algoritmlar mavjud. Ba'zi
umumiy filtrlash algoritmlari quyidagilardir:
Raqamli filtrlar: Raqamli filtrlar, raqamli signalni o'zgartirish uchun
ishlatiladi. Bu filtrlar, signalning cheklangan xususiyatlarini o'zgartirish
orqali tozalash va tahlil qilish imkonini beradi.
Impuls filtrlari: Impuls filtrlari, impuls xarakteristikalarini o'zgartirish uchun
ishlatiladi. Bu filtrlar, signalning impuls xususiyatlarini cheklash va
o'zgartirish orqali signalni tozalash va tahlil qilish imkonini beradi.
Kalman filtri: Kalman filtri, statistik ma'lumotlarni o'zgartirish uchun
ishlatiladi. Bu filtri, signalning statistik xususiyatlarini o'zgartirish orqali
ma'lumotlarni tozalash va tahlil qilish imkonini beradi.
Signalarni filtrlash jarayonlari, signalning istalgan xususiyatini o'zgartirish,
tozalash yoki tahlil qilish uchun amalga oshiriladi. Bu jarayonlar, signalning
cheklangan xususiyatlarini o'zgartirish orqali ma'lumotlarni filtrlash imkonini
beradi.
Raqamli filtrlash jarayonlari, raqamli signalni o'zgartirish uchun ishlatiladi.
Bu filtrlar, signalning cheklangan xususiyatlarini o'zgartirish orqali tozalash
va tahlil qilish imkonini beradi. Raqamli filtrlash algoritmlaridan biri Kalman
filtri, signalning statistik xususiyatlarini o'zgartirish uchun ishlatiladi.
Impuls filtrlash jarayonlari, impuls xarakteristikalarini o'zgartirish uchun
ishlatiladi. Bu filtrlar, signalning impuls xususiyatlarini cheklash va
o'zgartirish orqali signalni tozalash va tahlil qilish imkonini beradi.
Signal filtrlari, tizimlarni tahlil qilish va ularni boshqa ma'lumotlarga asosan
tuzish uchun ishlatiladigan algoritmalardir. Bu filtrlar odatda signalni tozalash,
shovqinlarni kamaytirish, noyob signalni aniqlash va boshqa maqsadlar uchun
qo'llaniladi. Mana shu filtrlarning ba'zi turlari va ularning asosiy xususiyatlari:
1. Arifmetik o‘rta filtri: Signal qiymatlari o‘rta arifmetigi bilan hisoblanadi. Bu
filtri, signalning o‘rtacha qiymatini aniqlash uchun ishlatiladi.
2. Mediana filtri: Signal qiymatlari tartiblangan holda o‘rta qiymatni hisoblash
uchun ishlatiladi. Uning maqsadi, tizimlarni tozalashda yordam bermoq.
3. Kalman filtri: Dinamik tizimlarni tahlil qilish uchun ishlatiladi. Bu filtri, eng
so‘nggi ma’lumotlarga qarama-qarshi ta’sir ko‘rsatadi va yangi ma’lumotlarni
aniqroq qilish uchun o‘zgaruvchan parametrlarni o‘zgartiradi.
4. Fur'er filtri: Signalni o‘qib olish vaqt o‘qilib olish uchun ishlatiladi. Bu filtri,
amplituda va frekansi tahlil qilish uchun ham ishlatiladi.
5. Chebyshev filtri: Amplituda chet turlari orqali signalni filtrlash uchun
ishlatiladi. Eng yuqori amplitudaga ega bo‘lgan chet turini o‘rnatish mumkin.
6. Bandpass va bandstop filtrlar: Signalning tanlangan bandi bo‘yicha
o‘chirilishi yoki tashqi signalning izlanishi uchun ishlatiladi.
7. Adaptiv filtrlar: Signal almashinuvi va o‘zgaruvchan shovqinlariga qarshi
qo‘shimcha ishonchlilikni oshirish uchun ishlatiladi. Ular avtomatik ravishda
tizimni moslashtirib, iste'molchining talablariga muvofiq filtrlangan signalni
olishadi.
Signal filtrlari signalning turlariga, muqova vaqtiga, amplitudasiga, va hokazo
bog‘liq ravishda tanlanadi. Har bir filtri turi o‘z xususiyatlari va afzalliklari bo‘yicha
uchuvchi bo‘lishi mumkin.
1.2. Signallarning tushunchasi
«Signal» tushunchasi, ko'p sohalar ustida qo'llanilgan bir terminologiyadir. Bu
so'zni turli sohalar bo'yicha tushuntirib olish mumkin:
1. Texnika va Fizika: Signal, texnika va fizika sohasida boshqa qurilmalarni,
energiya, ma'lumot yoki o'zgaruvchanlarni ifodalovchi bir o'zgaruvchan bo'lishi
mumkin. Masalan, elektr toki, radio signal, optik signal va boshqa turlar.
2. Matematika: Matematikada, signal o'zgaruvchan funksiya bo'lib, odatda vaqt
o'qib olish bo'yicha ko'rib chiqiladi. Uning ko'rinishi, amplituda, fazasi va
tushunchalari mavjud bo'lgan o'zgaruvchan funksiya bo'lishi mumkin.
3. Informatika: Informatikada, signal ma'lumotlarni olish va uzatish
jarayonlarida o'zgaruvchanlarni ifodalovchi ma'lumotlar bo'lishi mumkin. Masalan,
kompyuterlarda, ma'lumotlar aloqador joylardan kelib chiqishi, interfeyslar orqali
uzatilishi signal deb ataladi.
4. Telekommunikatsiya: Telekommunikatsiya sohasida signal, ma'lumotlarni
uzatish uchun aloqador vositani ifodalovchi, odatda elektromagnit xavfsizhali
bo'lgan energiya o'zgaruvchani ifodalovchi qurilma sifatida ishlatiladi.
5. Statistika va Siyosat: Statistikada, signal ma'lumotlar tizimi, tendentsiyalar
yoki qonuniyatlar bo'yicha o'zgaruvchanlarni ifodalovchi bo'lishi mumkin.
6. Biologiya: Biologiyada signal, biologik tizimlarda o'zgaruvchanlarni
ifodalovchi ma'lumot bo'lib, bunga nevroimpuls, hormonlar va boshqa biologik
jarayonlar misol bo'ladi.
Xususiyatlarni hisobga olgan holda, «signal» so'zi ko'p turlarda ishlatiladi va
uni tushunish uchun bu so'zning tarkibiy kontekstiga e'tibor bermoq kerak.
Signal, texnikada va fizikada o'zgaruvchanlarni uzatish uchun ishlatiladi. Bu
o'zgaruvchanlar, ma'lumotlar, energiya, yoki boshqa turlardagi ma'lumotlarni
ifodalaydi. Quyidagi muhim yuraklar mavjud:
1. Amplituda: Signalning maksimal qiymati yoki o'sishi. Bu o'zgaruvchandagi
eng yuqori va eng past qiymatlarni ifodalaydi.
2. Fazasi: Signalning amplituda o'sishi orqali boriladigan boshlang'ich nuqta.
Bu, sinusoidal signalda siklni boshlash nuqtasini anglatadi.
3. Chastotasi: Signalning keskin vaqt o'qib olishining tezligi. Bu, sinusoidal
signalning sikl yuzasidagi takrorlanish sanasi bo'lgan Hertzdagi (Hz) tezligini
ifodalaydi.
4. Vaqti: Signalning o'zgargan vaqt intervali. U boshqaruvchi tizimlarda va
ma'lumotlar tizimlarida o'zgaruvchanlarni aniqlash uchun muhimdir.
5. Signal Tozaligi: Signalning tozaligi, tizimning xatoliklari, interferentsiyalari
yoki boshqa xavfli qo'shimchalarni qanday samarali nazorat qilishiga bog'liq bo'ladi.
6. Shovqin: Signalda o'zgaruvchanlarning amplituda o'zgarishlariga qo'shilgan
qo'shimcha nima qadar o'zgaradi.
Signal turlari:
1. Analog signal: Nihoyat, mustaqil qiymatlardagi har qanday qiymatni olish
mumkin bo'lgan signal. Misol: amplituda vaqt oralig'ida moslashishga ega bo'lgan
radio signal.
2. Diskret signal: Mustaqil vaqt intervalida olinadigan qanday bo'lmagan
qiymatlar to'plami. Misol: boshqaruvchi signal, kompyuter ma'lumoti.
Signal tahlili va filtrlashda, signalni analiz qilish, shovqinlarni kamaytirish, va
mustaqil ma'lumotlarni olish uchun turli texnologiyalar ishlatiladi.
1.3. Signalni filtrlash tushunchalari
Signal tahlili va filtrlashda foydalaniladigan boshqa konseptlar va algoritmlar:
1. Kalibratsiya: Signalning to'g'ri tarzda tahlil qilinishi uchun qurilmalarning
barchasini bir-biriga moslashtirish uchun amalga oshiriladi. Kalibratsiya,
ma'lumotlarni aniqroq olish va ta'riflashda muhim ahamiyatga ega.
2. Linear va Nonlinear Signal Processing: Lineyaringa xos, yani
o'zgaruvchanlarning algebraviy ishlanishiga asoslangan signal tahlili va filtrlash.
Nonlinearinga xos signal tahlili va filtrlash esa o'zgaruvchanlarning ko'payishiga
asoslangan usullardir.
3. Hamming va Hanning Window: Signal tahlili va filtrlashda, o'qib olish
paytida ishlatilgan oyna xususiyatlari bo'lgan funktsiyalar. Ular signalni belgilangan
oraliqlarda olish uchun foydalaniladi.
4. Cepstral Analysis: Signalni tahlil qilishda va mavjud bo'lgan frekanslarni
aniqlashda ishlatiladi. Bu usul, aholining ovozini aniqlashda, avtomobil nomeri
ro'yxatidan o'tkazishda va boshqa sohalarda ishlatiladi.
5. Matched Filter: Signalni aniqlashda foydalaniladigan algoritm. Bunday
filtrlar, aniqlangan signal va o'ziga xos filtrlanmagan signal o'rtasidagi o'xshashlikni
o'rganish uchun ishlatiladi.
6. Spectral Density Analysis: Signal spektrini o'rganishda ishlatiladi. Bu,
signalni energiya distributsiyasini tahlil qiladi va signalning qanday tarkibdagi
spektrlarni ko'rsatadi.
7. Digital Signal Processors (DSPs): Signalni raqamli ko'rinishda qabul qilish,
uni o'zgartirish va ma'lumotlarni olish uchun maxsus qurilmalar.
8. Wi-Fi Signal Analysis: Wi-Fi tarmog'ini tahlil qilishda ishlatiladigan usullar.
Bu, signal kuchi, sozlashlar, va frekanslar bo'yicha ma'lumotlarni olish uchun
ishlatiladi.
Signal tahlili va filtrlash sohasi hozirda juda keng va muhimdir. Yangi
texnologiyalar va algoritmalar, signalni aniq va samarali bir qilib tahlil qilish,
shovqinlarni kamaytirish va hokazo maqsadlarga yetishish uchun rivojlanmoqda.
2. XULOSA
Signal tahlili va filtrlash sohasi, muhim va keng qamrovli bir soha hisoblanadi.
Bu sohada yangi texnologiyalar va algoritmalar o'z-o'zini ko'rsatib turmoqda va bu,
signalni aniq va samarali bir qilib tahlil qilish, shovqinlarni kamaytirish, ma'lumotlar
ustida tahlilni osonlashtirish va hokazo maqsadlarga yetishish imkonini beradi.
Signal tahlili, bir signalning komponentlarini va xususiyatlarni aniqlashni o'z
ichiga oladi. Bu, amalga oshirilayotgan ko'plab sohalarda, masalan, elektronika,
telekommunikatsiya, tibbiyot, akustika va boshqa sohalarda ahamiyatga ega bo'lgan
bir amaldir. Signal tahlili, signalni frekans, amplituda, fazasi, vakti, spektri va
boshqa xususiyatlari boyicha tahlil qilishni o'z ichiga oladi.
Signal filtrlash esa, signalni ma'lum bir tartibda o'zgartirish, o'chirish yoki
saqlashni o'z ichiga oladi. Filtrlash, shovqinlarni kamaytirish, tizimni iste'mol
qilishning samaradorligini oshirish va ma'lumotlar ustida tahlilni osonlashtirish
uchun muhimdir. Signal filtrlashning bir necha turdagi usullari mavjud, masalan,
tekislik filtri, kesishgan filtri, chegaralangan frekansli juftlik filtri va boshqalar.
Yangi texnologiyalar va algoritmalar signal tahlili va filtrlash sohasini
rivojlantirishga yordam beradi. Ma'lumotlar katta miqdordagi signal ma'lumotlarini
samarali va aniq bir qilib tahlil qilish, tarqatish va saqlash imkonini beradi. Buning
natijasida, shovqinlar kamayadi, ma'lumotlarni o'rganish va ma'lumotlar ustida qaror
qabul qilish jarayonlari osonlashadi.
Signal tahlili va filtrlash sohasi, telekommunikatsiya tarmoqlarida, xususiy
bilimlarda, tibbiyotda, avtomobil sohasida, ishlab chiqarishda va boshqa ko'plab
sohalarda qo'llaniladi. Ushbu sohada rivojlanayotgan yangiliklar va texnologiyalar,
signal tahlili va filtrlashning samaradorligini, aniqlik va tezlikni oshirishga yordam
beradi.
3. GLOSSARY
1. Analog – lotinchadan olingan soʻz boʻlib, uzluksiz degan maʼnoni angalatadi.
2. Analog signal – vaqt boʻyicha uzluksiz boʻlgan signaldir.
3. Diskretlik – lotinchadan discretus - ajratilgan, uzlukli.
4. Modulyatsiya – (lotincha: modulatio — размеренность, ритмичность) -
modulyatsiya qiluvchi signal yordamida modulyatsiyalangan tashuvchi
signalning bir yoki bir nechta parametrlarini oʻzgartirish jarayoni.
5. Amplituda – (lotincha: amplitudo – kattalik, miqdor) – muayyan qonunga
muvofiq tebranayotgan kattalikning nol qiymatidan eng katta og‘ishi.
6. Chastota – 1) fizikada - davriy tebranishning miqdoriy ifodasi; tebranish
sikllari sonining u oʻtadigan vaqtga nisbati. chastota v (texnikada f) tebranish
davri T ga teskari kattalik. 2) ehtimollar nazariyasida - biror hodisaning roʻy
berishi sonining tajribalar umumiy soniga nisbati. Agar hodisaning tajribada
alohida roʻy berishi ehtimoliga teng boʻlsa, yetarlicha kattalar uchun har
qanday kichik boʻlganda ushbu tengsizlikni qanoatlantiradi. Bu xulosa katta
sonlar qonunidan kelib chiqadi. chastota tushunchasi ehtimollikning statistik
taʼrifi uchun asos boʻladi; 3) kino texnikasida - kinoga olish yoki kino
qoʻyishda yoki televizor ekranida kadrlarning almashinish davriyligi yoki
tezligi.
7. Telekommunikatsiya (tele... va kommunikatsiya) - signal, belgi, matn,
tasvir, ovoz va boshqa turdagi axborotlarni uzatish, qabul qilish va qayta
ishlash tizimlari majmui.
8. Impuls – (lot. impulsus - zarba, turtki) - mexanikada - mexanik harakat
oʻlchovi; moddiy nuqta deb hisoblanishi mumkin boʻlgan jism massasi m ni
uning harakat tezligi v ga koʻpaytmasiga teng boʻlgan kattalik.
9. Mediana – (lotincha: mediāna - oʻrta) - G uchburchak medianasi -
uchburchakning bir uchi bilan shu uchi qarshisidagi tomoni oʻrtasini
tutashtiruvchi kesma.
10. Adaptatsiya – (lot. adaptatio - mos-lashuv) - 1) organizmning turli yashash
sharoitlariga moslashishi; 2) sezgi aʼzolarining oʻziga taʼsir etadigan
qoʻzgʻatuvchilarga moslashishi natijasida ularda sezgirlik darajasining
oʻzgarishi.
4. NAZORAT SAVOLLARI
1.
Yuqorida nechta turdagi signalarni filtrlash uchun algoritmlar mavjud?
2. Qanday signal filtri signal qiymatlari tartiblangan holda o‘rta qiymatni
hisoblash uchun ishlatiladi?
3. Qaysi signal filtri dinamik tizimlarni tahlil qilish uchun ishlatiladi?
4. Qaysi signal filtri signalni o‘qib olish vaqt o‘qilib olish uchun ishlatiladi?
5. Signal so’zi informatika qanday ma’noda ishlatiladi?
5. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
1. OʻzME. Birinchi jild. Toshkent, 2000-yil
2. Frenks L. Teoriya signalov / Per. s angl. pod red. D. Ye. Vakmana.. - M.:
Sov. radio, 1974. - 344 s. - 16 500 ekz.
3. Oppengeym, R. Shafer. Tsifrovaya obrabotka signalov / Per. s angl.. - M.:
Svyaz, 1979. - 416 s.
4. Gonorovskiy I. S. Radiotexnicheskie sepi i signali. - M.: Radio i svyaz,
1986. - 512 s.
5. Kulikovskiy L. F., Molotov V. V. Teoreticheskie osnovi informatsionnix
protsessov. - M.: Visshaya shkola, 1987. - 248 s.
6. Kraus M., Kuchbax E., Voshni O. - G. Sbor dannix v upravlyayuщix
vichislitelnix sistemax / Per. s nem.. - M.: Mir, 1987. - 294 s. - 20 000 ekz.
7. Osipov L.A. Obrabotka signalov na sifrovix protsessorax. Lineyno-
approksimiruyuщiy metod. - M.: Goryachaya liniya - Telekom, 2001. - 114
s.
8. Ivanov M. T., Sergienko A. B., Ushakov V. N. Teoreticheskie osnovi
radiotexniki / Pod red. V. N. Ushakova. - M.: Visshaya shkola, 2002. - 306
s.
9. Richard Layonas. Tsifrovaya obrabotka signalov. - M.: OOO „Binom-
Press“, 2006. - 656 s. - ISBN 978-5-9518-0149-4.
1. FOYDALANILGAN VIDEOLAR
1.
https://youtu.be/zdI0CmuIjMU
2.
https://youtu.be/YmSvQe2FDKs
3.
https://youtu.be/F5h3z8p9dPg
4.
https://youtu.be/qfm0qVHK_Ps
5.
https://youtu.be/WxJKXGugfh8
6.
https://youtu.be/qOVkedxDqQo
7. FOYDALANILGAN INTERNET SAYTLAR
1.
https://uz.wikipedia.org/wiki/Signal
2.
https://uz.wikipedia.org/wiki/Signal_klassifikatsiyasi
3.
https://arxiv.uz/uz/documents/referatlar/fizika/signallar-va-tizimlar-
haqida-umumiy-tushunchalar-va-ularni-turlarga-ajratish
4.
https://uz.khanacademy.org/science/biology/cell-signaling/mechanisms-of-
cell-signaling/a/intracellular-signal-transduction
| 