Сигналларни рақамли қайта ишлаш масалаларни ечиш. Сигналларни таҳлили. Сигналларни ва тасвирларни қайта ишлаш учун матлаб воситалари

8-маъруза
Сигналларни рақамли қайта ишлаш масалаларни ечиш. Сигналларни таҳлили. Сигналларни ва тасвирларни қайта ишлаш учун МАТЛАБ воситалари

Режа:

1. 
   Рақамли сигналларни қайта ишлаш тушунчаси(РСҚИ);
   
2. 
   РСҚИ масалаларни ечиш учун МАТЛАБ муҳити;
   
3. 
   РСҚИ стандарт масалаларни ечишга доир мисоллар.
   

1.Рақамли сигналларни қайта ишлаш тушунчаси(РСҚИ). Замонавий дунёда одамлар ҳар хил кўринишдаги сигнал турлари билан ўралган.Улардан айримлари табиий бўлса, асосий қисми инсонлар томонидан ҳосил қилинган. Айримлари зарур сигналлар(нутқ), айримлар ёқимли(музика). Инженерлар нуқтаи назардан сигналлар ахборот ташувчилардир. Демак, фойдали ахборотни қарама қарши ахборот “аралашмаси”дан олиб ташлаш ёки кучайтириш, сигнални қайта ишлашни оддий кўриниши мавжуд.

Умуман олганда ахборотни қайта ишлаш деганда ахборотни кенгайтириш, яхшилаш, сақлаш ва керакли маълумотни узатиш жараёни тушинилади.
Қуйида САҚИ қандай бўлишини кўрамиз. Амалиётда дуч келадиган сигналларнинг асосий қисми аналог сигналлардир. Бу сигналлар вақт ва амплитуда бўйича узлуксиз ўзгариб туради ва актив-пассив элементли схема ёрдамида қайта ишланади. Бу муносабат бизга сигналларни аналог қайта ишлаш (САҚИ) каби маълум, масалан, радиоприёмник ва телевизор.

Сигналларни аналог қайта ишлаш

Аналог сигнал Аналог сигнал

X_a(t) Y_a(t)

САҚИ схемаси
Бу сигналларни сумматор, кучайтиргич ва мантиқий элементдан иборат бўлган рақамли аппарат воситалари ёки махсус вазифаларни бажарувчи микропроцессорлар ёрдамида қайта ишланади. Бироқ аналог сигналлар кўринишини ўзгартириш рақамли аппарат таъминотига мос келиш учун талаб қилинади. Бу сигнал кўриниши рақамли сигнал дейилади. Сигнал вақтнинг аниқ моментда уларнинг сонидан охирги битта қийматни қабул қилади ва ҳақиқатдан ҳам иккилик рақам ёки битларда кўрсатиш мумукин.

Эквевалент аналог сигналларни қайта ишлаш

A

Дискрет тизими

РАЎ

КФ

АРЎ



Сигналларни рақамли қайта ишлаш

A
ЧФ

СРҚИ жараёни блок-схемаси

Бу блок-схемада:

КФ-кирувчи филтр, керакли сигнални ажратиб олади;
АРЎ- аналог рақамли ўзгартиргич, аналог сигнал битлар оқимини амалга оширади;
Сигналларни рақамли қайта ишлаш- СРҚИни “юраги”, компютернинг умумий вазифасини ўзида акс этади (масалан, иш столи ШК), махсус вазифа учун ишловчи процессор, рақамли схема ва бошқалар;
РАЎ- рақамли-аналог ўзгартиргич, иккилик кетма-кетликдаги рақамдан зинасимон тўлқинни ҳосил қилади;
ЧФ- чиқувчи филтр, исталган аналог сигнал зинасимон тўлқинни тўғрилаш учун мўлжалланган.
Юқорида кўрсатилган ҳолда сигналларни қайта ишлаш шу нарсага олиб келиши мумкинки, СРҚИ жуда мураккаб ва “осон кўринган” СРҚИ га солиштириш бўйича кўп компонентлардан ташкил топган. Ягона савол билан мурожат қилиш мумкинки нима учун СРҚИ керак? Саволга жавоб шу афзалликда ётибдики, яъни СРҚИ тавсия қилади.
САҚИ нинг энг катта камчилиги сигнални мураккаб иловаларда қайта ишлаш имконияти чегараланган. Тизимни лойиҳалаштиришнинг мураккаблиги ва “мустаҳкамлиги”ни қайта ишлашда акс этадиб қисқа қилиб айтганда бу якуний маҳсулот ва иловаларни қимматлашишига олиб келади. Бошқа томондан СРҚИ дан фойдаланиб қувватли сигналларни қайта ишловчи қиммат бўлмаган ШК га айлантирса бўлади. СРҚИ афзалликлари қуйидагилар:

1. 
   Вазифа умумий компонентларда “ишлайдиган” дастурий таъминотдан фойдаланиб ишлаб чиқариш мумкин. Шунинг учун СРҚИ тестлаш ва ишлаб чиқариш учун жуда муҳим. Шунингдек бундай ҳолда дастурий таъминот олиб юришга қулай.
   
2. 
   СРҚИ да операциялар фақат мураккаблик ва кўпайтиришга асосланган. Яъни қайта ишлаш истисноликка олиб келадики, масалан ҳароратга боғлиқмаслик;
   
3. 
   СРҚИ операцияларни осонгина модификация қилиш мумкин. Реал вақтда регисторларни юклаш ёки дастурни осонгина ўзгартириш мумкин;
   
4. 
   СРҚИ тизимлари аппарат компоненетларнинг доимий арзонлиги сабабли баҳоси паст бўлади.
   
5. 
   СРҚИ нинг асосий камчилиги ҳаракат ва операцияларнинг тезлиги яъни асосан катта частотадан иборат. СРҚИ нинг юқорида айтиб ўтилган афзалликлари кўпгина технология ва иловаларни ечишда фойдаланувчига асосланган, шунингдек, масалан, маиший электроника, коммуникация, мобил алоқа. СРҚИ кўп операциялар қуйидаги сигналларни таҳлил қилиш ёки филтр масалалари қуйидагича бўлади:
   

Рақамли сигнал

Рақамли филтр

Анализ

Ўзгариш Рақамли сигнал

СРҚИ классификация масалалари