O'zbekiston respublikasi oliy ta’lim, fan va innovasiyalar vazirligi jizzax politexnika instituti

HAL_GPIO_WritePin(SPI1_Port, SPI1_CS, GPIO_PIN_SET);
SPI1->CR1 &q(uint16_t) 0xFFBF;G’G’SPI_CR1 register SPE bit clear 0: SPI1 Peripheral disabled
HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi1_rx);
if((rxBuf[1]&0xC0)qq0xC0)
{
for(iq0;i<8;iQQ)
{
ECG8_25[iQECG_Cntr*8]qSIGN_EXT_24(rxBuf[3*iQ4] <<16)Q(rxBuf[3*iQ5] <<8) Q(rxBuf[3*iQ6]) ;
}
ECG_CntrQQ;
if(ECG_Cntr>24)
{ECG_Cntrq0;
ReadyDataECGqENABLE; } }}
Bu dastur 24 potokdan olingan biosignallar to’plamidan iborat bo’lib, natijada 32 razryadli 24 kanalni ( bir vaqtda 24 ta BFN lardan) biosignalni ham qabul qilish imkoniga ega.


§4.3. Bioo’lchagichlarda yuz beradigan shovqinni kamaytirish usuli.
Tarmoqda 50 (60) Gts tok o’tkazgich zanjirlarda signallarni qabul qilish jarayonida ma’lum shovqinlarning yuz berishi yuzaga keladi, bu asosiy muammo hisoblanib, bunday holatda signallar chastotasida to’g’ri chiziqli yo’lakchalar hosil qiladi, ampulatudaning yuqorilab borishi ham yuzaga kelib, aynan bu holat kerakli biosignallarni olayotgan vaqtda ampulatuda keskin oshishi yuzaga keladi, natijada noto’g’ri ma’lumot olinadi. Bilamizki, biosignallarni olish jarayonida, bunday shovqinlarning oshishiga yo’l qo’ymaslik uchun zazemleniya (nollash) usullari tavsiya etiladi. Nostatsionar sharoitlarda, masalan, tez tibbiy xizmatda bunday usulni qo’llab bo’lmaydi. Qurilmalarda shovqinlarni yo’qotish uchun sinfiy fazalash usuli amalga oshiriladi. Ma’lumki, differentsiallashgan kuchaytirgichlar sinfiy fazalash signallarni kuchsizlantiradi, natijada foydali signallar, ya’ni foydali va referentlilik asosidagi shovqinsiz, aniqliligi yuqori bo’lgan biosignallar hosil bo’ladi (4.3- rasmga qarang).

4.3-rasm. Shovqinlarni kamaytirishda sinfiy fazalashning ikki biosignallarni qo’llash sxemasi.

Shovqinlarni kamaytirishda sinfiy fazalashning boshqa usulini ko’rib chiqamiz, ya’ni bioob’ektlardan biosignallarni olishda manfiy teskari faza bog’lanish usuli qo’llaniladi. Manfiy qarshi bog’lanish usulida bir necha o’lchovchi va qo’shimcha kanallar asosida o’lchanayotgan ob’ektga 90-100 marta kuchaytirilgan doimiy tarkibli teskari faza qo’shiladi. Masalan, EEG tizimida signallar ikki quloqli kanallar orqali ob’ektga neytral (indifferent) elektrod orqali teskari faza uzatiladi yoki EKG tizimiga qo’l va o’ng oyoqdan signallar chap oyoqqa uzatiladi – Right leg driver RLD (4.2-rasmga qarang).

Barcha mavjud qurilmalarda shovqinlarni pasaytirish bilan sifatli biosignallarni olib bo’lmaydi. Signallardagi shovqin darajasining oshishi elektrodlarning sifatsiz ulanishiga yoki elementlar bazasining ideal emasligi sabab bo’lishi mumkin. Kompyuterli bioo’lchovchi qurilmalarda shovqinlarga qarshi kurashishning raqamli usullari qo’llaniladi. Umumiy holda shovqinlarga qarshi kurashish raqamli usullari ikki sinfga ajratiladi:

• 
  raqamli filtrlash usuli - RFU (vaqt bo’yicha ma’lumotlarni qayta ishlash);
  
• 
  spektral analiz va sintezlash usuli (chastotalar maydoni ma’lumotlarini qayta ishlash).
  

Signalni raqamli filtrlash (SRF) usuli yordamida filtrlashning chekli impulsli xarakteristikali (CIX), cheksiz impulsli xarakteristikali (CZIX), yoki adaptatsiyalangan raqamli filtrlash (ARF) usullari mavjud, ularni quyidagi ayirmali tenglama bilan tasvirlash mumkin:
Y(n) Q a₀Y(n-1)Q a₁Y(n-2)Q…Q a_nY(0) q b₀X(n)Q b₁X(n-1)Q…Qb_nX(0) (4.1)
Bu erda n  filtrlar ketma-ketligi tartibi, chiqish signallarning olingan oldingi qiymatlari bilan birga saqlash uchun zarur hisoblanadi; Y(n)... Y(0) – filtrlangan signallar qiymati (Y(n) - joriy qiymat, Y(n-1) - oldingi qiymat); X(n)... X(0) - kirish signallaridan olingan qiymatlar (X(n) - joriy qiymat, X(n-1) - oldingi qiymat).
a_j (jq0…n), b_j (jq0…n)  koeffitsientlar bo’lib, ular doimiy bo’lsa filtrlar CIX, CZIX yoki adaptatsiyalangan filtrlar deyiladi.
Agarda har qanday j uchun a_j q0 bo’lsa, filtr CIX, CZIX deyiladi.
SRF aniq vaqt davridagi filtrlar bo’lib, joriy filtrlangan signalning chiqishi maksimum n² ta qo'shish va ko'paytirish amallaridan keyin paydo bo'ladi (agar koeffitsientlar nolga teng bo'lmasa).
Spektral analiz va sintezlash paketi ichida shovqinni kamaytirish amalga oshiriladi, juda ko’p o’lchamli (asosan 512 va undan ortiq) holatlarida juda tez o’giruvchi usullar mavjud, masalan: Furening tez o’giruvchi (FTO’) usullari. Bunday holatlarda signallar davri hisoblanadi, ma’lum qismlarda, qaerda spektr shovqini joylashgan bo’lsa tozalanadi, so’ngra qarama-qarshi ravishda Furening tez o’giruvchilari real vaqt rejimida shovqinni kamaytirishni amalga oshiradi. Chiqishda signal natijalari paketlar tarzida namoyon bo’ladi. Bunday amal katta hajmdagi xotira talab etadi, murakkab hisoblashlarni amalga oshirish va paketlanish jarayoni keyingi signallarni avtonom qayta ishlash jaryonida qo’llaniladi (kompyuter dasturlarida).
Ko’p kanalli protsessorli signallarni qayta ishlash jarayoniga tez ishlovchi raqamli filtrli n - minimal tartibli algoritmlar qo’llaniladi. CZIX filtrlari filtrlari bunday qobiliyatga ega, ammo kirish va chiqish signallari bog’lanishlari o’z o’zidan harakatga kelib, ular biosignalni sezilarli darajada buzishi mumkin va o'z-o'zidan qo'zg'alishga duchor bo'ladi [80]. CIX filtrlar kichik tartibli filtrlar bo’lib, shovqinlarni kamaytirish sekinlashtirilgan tartibda amalga oshiriladi.
Hozirgi vaqtda biosignallarni raqamli qayta ishlash uchun adaptiv algoritmlar faol ishlab chiqilmoqda, ular klassik raqamli filtrlardan ustunlikka ega. Ma'lumki [80], tor masalalarni hal qilish uchun mo'ljallangan va bir vaqtning o'zida yaxshi xususiyatlarga va yuqori ko'rsatkichlarga ega bo'lgan bir qator moslashuvchan algoritmlar mavjud. Bunday algoritmlardan biri ikkita vaznli koeffitsientli bitta chastotali shovqinni bostirish uchun moslashtirilgan adaptiv algoritmdir [81].
Shunday masalalar mavjudki, qurilmaning kirish qismida ("qora quti") S(t) foydali signallar kirib kelishi kuzatiladi, ular 50 Gtsga ega bo’lib, mavjud qonunga asoslangan
U*Cos(2π*50*t Qβ)
sunisoidal ko’rinishdagi shovqin hosil qiladi. Bunday shovqinlarga qarshi maksimal tarzda qutilish chorasi ko’rish kerak bo’ladi. Bu erda U –amplituda; β–sunisoidal fazasi hisoblanadi.
Shunday qilib, qurilmaning kirish qismidagi signallarning kirishi kuzatiladi:
X(t)q S(t)Q U*Cos(2π*50*t Qβ) (4.2)
Shunday signallarni generatsiya qilish lozim bo’ladiki, natijada Z(t) ning qiymati ideal holatda bo’lish sharti bilan
|X(t) - Z(t)|qY(t) q> S(t) (4.3)
yoki
|X(t) – (Z(t)Q Y(t) )|q>0, (4.4)
bu erda Y(t) chiqish signal filtri.
Shovqinni kamaytirish maqsadida U*Cos(2π*50*tQβ) (4.2) dan foydalanib, U amplitudani va β fazalardagi shovqinni topish lozim, (4.2) dan foydalanib kirish signallarni shovqindan tozalash lozim bo’ladi. (4.2)- formuladagi kosinus argumentlari yig’indisi formulasidan foydalangan holda, shovqinning turini o’zgartirish formulasini quyidagicha yozish mumkin:
U*Cos(2π*50*tQβ)qU*[Cos(2π*50*t)Cos(β)Sin(2π*50*t)Sin(β)]qU*Cos(β)*
Cos(2π*50*t)U*Sin(β)*Sin(2π*50*t)qU1*Cos(2π*50*t)QU2*Sin(2π*50*t). (4.5)
Bu erda U1qU*Cos(β) va U2q-U*Sin(β). U holda (4.5) formuladan foydalanib, kirish signallarini quyidagicha yozish mumkin:
X(t)q S(t)Q U1* Cos(2π*50*t) Q U2* Sin(2π*50*t) (4.6)
Shovqinlarni pasaytirishning adaptiv masalasi 2 ta koeffitsientni aniqlash bilan yakunlanadi va .
Bu koeffitsientlarni qidirish uchun (4.2) va (4.3) formulalarga qo’yishimiz lozim. Buni hal qlish usuli mavjud va u eng kichik modullar usuli deb ataladi. Biroq, amalda, eng kichik kvadratlar usuli ancha keng tarqaldi, bunda mumkin bo'lgan manfiy qiymatlar modul tomonidan emas, balki og'ishlarni kvadratlash orqali yo'q qilinadi (bu holda biz amplitudani emas, balki signal kuchini baholaymiz):
(4.7)
yoki
(4.8)
va funksiyalarni vaqt bo'yicha o'zgarishini chiziqli ko’rininshda olish mumkin. U holda (4.8) funktsiyaning minimumini topish uchun t ga nisbatan hosila olib, uni nolga tenglashtirib va . larning qiymatini takroriy hisoblash formulasini aniqlashimiz mumkin.