Alari universiteti

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISh VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOShKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETi
“Tizimlar va Signallarni qayta ishlash”
fanidan

MUSTAQIL ISH

Bajardi:Kompyuter injinering ta’lim yo‘nalishi

240-21 guruh talabasi
Muhammadboqiyev Ayubxon
Qabul qildi: Ma’mirov Xudoyberdi

Toshkent 2023

Kirish
Reja:

1.Vaqt va daraja bo’yicha signallarni ifodalash

2.Vaqt doirasidagi asosiy operantlar

3.Signallarning local va integral xarakteristikalari

4.Signallarni spektr orqali ifodalash

5. Xulosa

6.Foydalanilgan adabiyotlar

Kirish signal (lot. Signum — belgi) — 1) axborot, maʼlumot va boshqalarni muayyan masofaga uzatish uchun ishlatiladigan shartli belgi. Mexanik, issiqlik, yorugʻlik (mas, sfetofor si), elektr, elektromagnit, tovush va boshqa turlari boʻladi.Signal ikki xil bo'ladi analog(vaqt boyicha uzluksiz) va raqamli(1(ha) va 0(yo'q))."S." Tushunchasi kibernetika fanida aniq ifodalab berildi. Shunga koʻra, aniq bir hodisa toʻgʻrisidagi axborotni eltuvchi S. 4 tarkibiy qism birligidan iborat.

Bular: S.Ning fizik vositasi (eltuvchisi), S.Ni ifodalash shakli (sintaksis); interpretatsiya mazmuni (semantika); ayni bir S.Ga har xil maʼno berish qoidalari (pragmatika). S.Larni oʻzgartirish va uzatishga oid umumiy qonuniyatlarni informatsiya nazariyasi oʻrganadi; 2) geodeziyaaa triangulyasiya punktlarida oʻrganiladigan yogoch yoki metall belgi (minora). Bir minoradagi S. Ikkinchisidan koʻrinib turishi kerak. Joylarda burchak oʻlchash paytida teodolitni oʻrnatish va boshqa geodezik oʻlchash ishlari uchun qoʻllanadi.
To'g'ridan-to'g'ri va teskari furye transformalarining integrallarini taqqoslash ularning o'ziga xos simmetriyasi to'g'risida xulosa chiqarishga olib keladi, agar teskari transformatsiya formulasi tenglikning chap tomoniga 2p o'tkazish yo'li bilan qayta yozilsa aniqroq bo'ladi: signal uchun f(t), bu vaqtning teng funktsiyasi f(– t) = f(t) qachon spektral zichlik f(jw) haqiqiy qiymatdir f(jw) \u003d f(w), ikkala integral ham furye kosinus konvertatsiyasi bilan trigonometrik shaklda qayta yozilishi mumkin: o'zaro almashtirilganda t va w, to'g'ridan-to'g'ri va teskari o'zgarishlarning integrallari bir-biriga aylanadi.
Demak, agar shunday bo'lsa f(w) vaqtning teng funktsiyasining spektral zichligini ifodalaydi f(t), keyin 2p funktsiya f(w) - signalning spektral zichligi f(t). G'alati funktsiyalar uchun f(t) [f(t) = – f(t)] spektral zichlik f(jw) xayoliy [ f(jw) \u003d jf(w)]. Bunday holda, furye integrallari sinus transformatsiyalari shakliga keltiriladi, shundan kelib chiqadiki, agar spektral zichlik bo'lsa jf(w) toq funktsiyaga to'g'ri keladi f(t), keyin miqdori j2p f(w) signalning spektral zichligini ifodalaydi f(t). Shunday qilib, ko'rsatilgan sinflar signallarining vaqtga bog'liqligi va uning spektral zichligi grafikalari bir-biriga ikkilangan.
Radiotexnika sohasida signallarning spektral va vaqtinchalik tasviri keng qo'llaniladi. Garchi signallar o'z-o'zidan tasodifiy jarayonlar bo'lsa-da, individual dasturlar tasodifiy jarayon va ba'zi bir maxsus (masalan, o'lchov) signallarini deterministik (ya'ni ma'lum) funktsiyalar deb hisoblash mumkin.
Ikkinchisi odatda davriy va davriy bo'lmaganlarga bo'linadi, ammo qat'iy davriy signallar mavjud emas. Agar signal shartni qondiradigan bo'lsa, davriy deb nomlanadi vaqt oralig'ida, bu erda T - nuqta deb nomlangan doimiy va k - har qanday butun son.
Davriy signalning eng oddiy misoli - bu garmonik tebranish (yoki qisqasi uchun garmonik). Bu erda amplituda, \u003d chastota, burchak chastota, harmonikaning boshlang'ich fazasi.
Radiotexnika nazariyasi va amaliyoti uchun harmonika tushunchasining ahamiyati bir qator sabablar bilan izohlanadi: harmonik signallar statsionar chiziqli elektr zanjirlari (masalan, filtrlar) orqali o'tayotganda o'zlarining shakli va chastotasini saqlab qoladi, faqat amplituda va fazani o'zgartiradi; harmonik signallarni osongina yaratish mumkin (masalan, LC avtomatik generatorlari bilan).
Davriy bo'lmagan signal - bu cheklangan vaqt oralig'ida nolga teng bo'lmagan signal. Davriy bo'lmagan signalni davriy, ammo cheksiz katta davr bilan qabul qilish mumkin. Davriy bo'lmagan signalning asosiy xususiyatlaridan biri bu uning spektridir. Signal spektri - bu turli xil harmonikalar intensivligining signal tarkibidagi ushbu harmonikalarning chastotasiga bog'liqligini ko'rsatadigan funktsiya.
Davriy signal spektri - furye qatori koeffitsientlarining ushbu koeffitsientlar mos keladigan harmonikalarning chastotasiga bog'liqligi. Davriy bo'lmagan signal uchun spektr signalning to'g'ridan-to'g'ri furye konvertatsiyasi hisoblanadi. Demak, davriy signal spektri diskret spektr (chastotaning diskret funktsiyasi), davriy bo'lmagan signal esa uzluksiz spektr (uzluksiz) spektr bilan tavsiflanadi.
Diskret va uzluksiz spektrlarning o'lchamlari har xil bo'lishiga e'tibor bering. Diskret spektr signal bilan bir xil o'lchamga ega, uzluksiz spektrning o'lchami signal o'lchamining chastota o'lchamiga nisbati bilan teng.
Agar, masalan, signal elektr quvvati bilan ifodalanadigan bo'lsa, u holda diskret spektr volts [V] bilan, uzluksiz spektr esa gerts [V / hz] uchun volts bilan o'lchanadi. Shuning uchun doimiy spektr uchun "spektral zichlik" atamasi ham qo'llaniladi. Avvalo davriy signallarning spektral ko'rinishini ko'rib chiqamiz. Matematikadan ma'lumki, har qanday davriy funktsiyadiriklet shartlarini qondirish (zaruriy shartlardan biri energiya cheklangan bo'lishi kerak) furye qatori bilan trigonometrik shaklda ifodalanishi mumkin: bu erda signalning davrdagi o'rtacha qiymati aniqlanadi va doimiy komponent deb ataladi.
Signalni qayta ishlashda signal hodisa haqida ma'lumot beruvchi funktsiyadir.[1] Fazo yoki vaqt davomida o'zgarishi mumkin bo'lgan har qanday miqdor kuzatuvchilar o'rtasida xabar almashish uchun signal sifatida ishlatilishi mumkin.[2] Signalni qayta ishlash bo'yicha IEEE tranzaktsiyalari signallarga misol sifatida audio, video, nutq, tasvir, sonar va radarni o'z ichiga oladi.[3] Signal, shuningdek, ma'lumotni olib o'tmasa ham, makon yoki vaqt (vaqt seriyasi) bo'yicha miqdorning har qanday kuzatilishi mumkin bo'lgan o'zgarishi sifatida ham ta'riflanishi mumkin.[a] Tabiatda signallar organizm tomonidan boshqa organizmlarni ogohlantirish uchun amalga oshiriladigan harakatlar bo'lishi mumkin, ya'ni o'simlik kimyoviy moddalarining chiqarilishidan tortib, yaqin atrofdagi o'simliklarni yirtqichlardan ogohlantirish, hayvonlar tomonidan boshqa hayvonlarni oziq-ovqat haqida ogohlantirish uchun tovushlar yoki harakatlargacha. Signal barcha organizmlarda hatto hujayra darajasida ham, hujayra signalizatsiyasi bilan sodir bo'ladi. Evolyutsion biologiyada signalizatsiya nazariyasi evolyutsiyaning muhim omili hayvonlarning signalizatsiya usullarini ishlab chiqish orqali bir-biri bilan aloqa qilish qobiliyati ekanligini taklif qiladi. Inson muhandisligida signallar odatda sensor tomonidan ta'minlanadi va ko'pincha signalning asl shakli transduser yordamida boshqa energiya shakliga aylanadi. Masalan, mikrofon akustik signalni kuchlanish to‘lqin shakliga o‘zgartiradi, karnay esa aksincha.[1] Signalning yana bir muhim xususiyati uning entropiyasi yoki axborot mazmunidir. Axborot nazariyasi signallar va ularning mazmunini rasmiy o'rganish vazifasini bajaradi. Signal haqidagi ma'lumotlar ko'pincha shovqin bilan birga keladi, bu birinchi navbatda signallarning istalmagan modifikatsiyalariga ishora qiladi, lekin ko'pincha kerakli signallarga zid keladigan kiruvchi signallarni o'z ichiga oladi (o'zaro bog'liqlik). Shovqinni kamaytirish qisman signalning yaxlitligi sarlavhasi ostida yoritilgan. Kerakli signallarni fon shovqinidan ajratish signalni qayta tiklash sohasi bo'lib, [5] uning bir tarmog'i taxminiy nazariya bo'lib, tasodifiy buzilishlarni bostirishning ehtimoliy yondashuvidir.

Elektrotexnika kabi muhandislik fanlari ma'lumotni uzatish, saqlash va manipulyatsiya qilishni o'z ichiga olgan tizimlarni loyihalash, o'rganish va amalga oshirishni ilgari surdi. 20-asrning ikkinchi yarmida elektrotexnika oʻzi bir necha fanlarga boʻlindi: elektron muhandislik va kompyuter injiniringi jismoniy signallarni manipulyatsiya qiluvchi tizimlarni loyihalash va tahlil qilishga ixtisoslashgan holda ishlab chiqilgan boʻlsa, dizayn muhandisligi foydalanuvchi signallarining funktsional dizaynini hal qilish uchun ishlab chiqilgan. - mashina interfeyslari.
Analog signal har qanday uzluksiz signal bo'lib, ular uchun signalning vaqt bo'yicha o'zgaruvchan xususiyati boshqa vaqt o'zgaruvchan miqdorni ifodalash, ya'ni boshqa vaqt o'zgaruvchan signalga o'xshashdir. Misol uchun, analog audio signalda signalning oniy kuchlanishi tovush bosimi bilan doimiy ravishda o'zgarib turadi. U raqamli signaldan farq qiladi, bunda uzluksiz miqdor diskret qiymatlar ketma-ketligining ifodasi bo'lib, cheklangan miqdordagi qiymatlardan faqat bittasini qabul qilishi mumkin.
Analog signal atamasi odatda elektr signallariga ishora qiladi; ammo analog signallar mexanik, pnevmatik yoki gidravlik kabi boshqa vositalardan foydalanishi mumkin. Analog signal signal ma'lumotlarini uzatish uchun vositaning ba'zi xususiyatlaridan foydalanadi. Masalan, aneroid barometri bosim ma'lumotlarini uzatish uchun signal sifatida aylanish holatidan foydalanadi. Elektr signalida signalning kuchlanishi, oqimi yoki chastotasi ma'lumotni ifodalash uchun o'zgarishi mumkin.
Har qanday ma'lumot analog signal orqali uzatilishi mumkin; ko'pincha bunday signal tovush, yorug'lik, harorat, pozitsiya yoki bosim kabi jismoniy hodisalardagi o'zgarishlarga o'lchangan javobdir. Jismoniy o'zgaruvchi transduser tomonidan analog signalga aylantiriladi. Masalan, ovoz yozishda havo bosimining o'zgarishi (ya'ni tovush) mikrofon diafragmasiga urilib, tegishli elektr tebranishlarini keltirib chiqaradi. Kuchlanish yoki oqim tovushning analogi deyiladi.

Raqamli signal - bu diskret qiymatlar ketma-ketligini ifodalash uchun fizik kattalikdagi to'lqin shakllarining diskret to'plamidan tuzilgan signal.[8][9][10] Mantiqiy signal faqat ikkita mumkin bo'lgan qiymatga ega bo'lgan raqamli signaldir[11][12] va ixtiyoriy bit oqimini tavsiflaydi. Raqamli signallarning boshqa turlari uch qiymatli mantiqni yoki undan yuqori qiymatli mantiqni ifodalashi mumkin.

Shu bilan bir qatorda raqamli signalni shunday fizik miqdor bilan ifodalangan kodlar ketma-ketligi deb hisoblash mumkin.[13] Jismoniy miqdor o'zgaruvchan elektr toki yoki kuchlanish, optik yoki boshqa elektromagnit maydonning intensivligi, fazasi yoki polarizatsiyasi, akustik bosim, magnit saqlash muhitining magnitlanishi va boshqalar bo'lishi mumkin. Raqamli signallar barcha raqamli elektronikada, xususan, hisoblashda mavjud. uskunalar va ma'lumotlarni uzatish.
Raqamli signallar bilan tizim shovqini, agar u juda katta bo'lmasa, tizim ishiga ta'sir qilmaydi, shovqin esa har doim analog signallarning ishlashini ma'lum darajada yomonlashtiradi.
Raqamli signallar ko'pincha analog signallarni namuna olish yo'li bilan paydo bo'ladi, masalan, analog-raqamli konvertor sxemasi orqali raqamlashtirilishi mumkin bo'lgan chiziqdagi doimiy o'zgaruvchan kuchlanish, bunda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish darajasini, masalan, har 50 marta o'qiydi. mikrosekundlar va har bir o'qishni belgilangan bitlar soni bilan ifodalaydi. Olingan raqamlar oqimi diskret vaqtli va kvantlangan amplitudali signalda raqamli ma'lumotlar sifatida saqlanadi. Kompyuterlar va boshqa raqamli qurilmalar diskret vaqt bilan cheklangan.

Signallarni doimiy yoki diskret vaqt deb tasniflash mumkin. Matematik abstraktsiyada uzluksiz vaqt signalining sohasi haqiqiy sonlar to'plamidir (yoki ularning ma'lum bir oralig'i), diskret vaqtli (DT) signalning sohasi esa butun sonlar to'plamidir (yoki haqiqiy sonlarning boshqa kichik to'plamlari). ). Bu butun sonlar nimani ifodalashi signalning tabiatiga bog'liq; ko'pincha vaqt.

Uzluksiz vaqt signali - bu oraliqdagi har t vaqtida, ko'pincha cheksiz intervalda aniqlangan har qanday funktsiya. Diskret-vaqt signali uchun oddiy manba uzluksiz signalning namunasi bo'lib, signalni ma'lum vaqt momentlarida uning qiymatlari ketma-ketligi bilan yaqinlashadi.

Signalni qayta ishlashda vaqt-chastota tahlili turli vaqt-chastota tasvirlaridan foydalangan holda bir vaqtning o'zida vaqt va chastota sohalarida signalni o'rganadigan usullarni o'z ichiga oladi. 1 o'lchovli signalni (domeni haqiqiy chiziq bo'lgan haqiqiy yoki murakkab qiymatli funktsiya) va ba'zi transformatsiyalarni (domeni haqiqiy chiziq bo'lgan boshqa funktsiya, ba'zi transformatsiyalar orqali originaldan olingan) ko'rish o'rniga, vaqt chastotasi tahlil ikki o'lchovli signalni o'rganadi - bu funksiya ikki o'lchovli haqiqiy tekislik bo'lib, signaldan vaqt-chastota konvertatsiyasi orqali olinadi.

Ushbu tadqiqotning matematik motivatsiyasi shundan iboratki, funksiyalar va ularning konvertatsiya tasviri bir-biri bilan chambarchas bog‘liq bo‘lib, ularni alohida emas, balki ikki o‘lchovli obyekt sifatida birgalikda o‘rganish orqali yaxshiroq tushunish mumkin. Oddiy misol, Furye konvertatsiyasining 4 karra davriyligi va ikki marta Furye konvertatsiyasi yo'nalishni teskari aylantirishi - Furye konvertatsiyasini tegishli vaqt-chastota tekisligida 90 ° aylanish sifatida ko'rib chiqish orqali talqin qilinishi mumkin: 4 ta shunday. aylanishlar o'ziga xoslikni beradi va 2 ta bunday aylanish oddiygina yo'nalishni teskari qiladi (boshlang'ich orqali aks etish).
Vaqt-chastota tahlilining amaliy motivatsiyasi shundan iboratki, klassik Furye tahlili signallarning cheksiz vaqt yoki davriyligini nazarda tutadi, amalda esa ko'pgina signallar qisqa muddatli bo'lib, ularning davomiyligi davomida sezilarli darajada o'zgaradi. Misol uchun, an'anaviy cholg'u asboblari cheksiz davomiylik sinusoidlarini hosil qilmaydi, aksincha, hujum bilan boshlanadi, keyin asta-sekin parchalanadi. Bu an'anaviy usullar bilan kam ifodalanadi, bu esa vaqt-chastota tahlilini rag'batlantiradi.
Vaqt-chastota tahlilining eng asosiy shakllaridan biri bu qisqa muddatli Furye konvertatsiyasi (STFT) dir, lekin yanada murakkab usullar, xususan, notekis oraliqda joylashgan ma'lumotlar uchun to'lqinlar va eng kichik kvadrat spektral tahlil usullari ishlab chiqilgan.

Xulosa
Xulosa xulosa o’rnida shuni aytish mumkinki signal spektri g'oyasi axborot uzatish moslamalarini ishlab chiqish uchun zarur bo'lib, u boshqa fizik kattaliklarni bilvosita o'lchash uchun dastur topadi va oddiy hisoblash elektr davri... Signal spektrini bilish uning mohiyatini yaxshiroq tushunishga imkon beradi va laboratoriya ishlarining tsikli ushbu ishdan boshlanishi bejiz emas.
Ish ham hisoblab chiqilgan, ham tajriba asosida amalga oshiriladi. Ishning eksperimental qismida muhim innovatsion element - ma'lumotlarni yig'ish tizimi yordamida raqamlashtirilgan signallarni raqamli qayta ishlashdan foydalanish kiradi.


Foydalanilgan adabiyotlar

• 
  https://fayllar.org/
  
• 
  Internet materiallari ;
  
• 
  https://en.wikipedia.org/wiki/Signal