Bajardi: Kompyuter injineringi fakulteti 210-20-guruh talabasi Nomozov Bekzod Tekshirdi: Azimova Umida Tizimlar va signallarni qayta ishlash fanidan

Nutq signallarini spektral tahlil qilish.
Spektral tahlil.
Quyosh nuri prizma orqali o‘tkazilganida, uning ortidagi ekranda spektr paydo bo'ladi. Olimlarning bu hodisaning mohiyatini anglashga va unga ko‘nikishga ikki yuz yilga yaqin vaqt ketdi. Agar sinchkovlik bilan qaralmasa, spektrning alohida qismlari o‘rtasida aniq chegarani ko‘rib bo‘lmaydi: qizil asta sekinlik bilan zarg‘aldoqqa, zarg‘aldoq esa sariqqa o‘tib boradi va hokazo.
Spektrga birinchilardan bo‘lib sinchkovlik bilan nazar solgan inson - ingliz hakimi kimyogari Uilyam Xayd Vollaston (1766-1828) bo‘ldi. Vollaston quyosh spektridagi bir necha oraliqlarda, ko‘zga ko‘rinmaydigan tartibda kesib o‘tuvchi noma'lum xira chegara chiziqlarini kuzatdi. Lekin u bu hodisaga unchalik ahamiyat bermadi. Vollaston spektrdagi xira chiziqlarni prizmaning o‘ziga xosligi (masalan nuqsoni) yoki nur manbaga bo‘layotgan biror tashqi ta'sir, yoki yana biror boshqa juz'iy sababdan deb o‘yladi. Uni faqat mazkur chiziqlar rangdor yo‘laklarni bir-biridan yaqqol ajratib turganligi qiziqtirgan. Vollaston unchalik katta ahamiyat bermagan bu noma'lum chiziqlarni haqiqiy ma'noda chuqur ilmiy tahlil qilib o‘rganib chiqqan olim Olmoniyalik Yozef Fraungofer (1787-1826) bo‘ldi. Uning sharafiga bu chiziqlar fanda Fraungofer chiziqlari deb yuritila boshladi va ajoyib tadqiqotchining nomini tarixda abadiylashtirdi.
Yozef Fraungofer 1787-yilning 6 mart kunida Olmoniyaning Shtraubing shahrida kambag‘al oyna soluvchi va shishaga ishlov beruvchi usta oilasida dunyoga keldi. Taqdir unga 11 yoshidayoq qattiq zarba berdi: u 1798-yilida, birdaniga ham otasidan, ham onasidan ayrildi. U Myunxendagi ko‘zgu va shishalarga ishlov beruvchi boshqa bir ustaga shogird tushib, uning xizmatida kun kechirishga majbur bo‘ldi. Ustaning qo‘lida u shishaga sayqal berish hunarini egallay boshladi. Biroq u ishdan ortib, o‘qib xat-savod chiqarishga vaqt ham, mablag‘ ham topa olmasdi. Fraungofer 14 yoshgacha o‘qishni ham yozishni ham bilmagan. Uni doimo omadsizliklar ta'qib qilib yuradiganday edi. Lekin aynan shunday omadsizliklarning biri unga katta omad keltirdi: kunlarning birida Fraungofer yashab turgan o‘z ustasining uyi qulab tushdi. Fraungofer vayronalar ostida qolib ketdi. Yosh shogirdchani vayronalar orasidan sog‘ - salomat qutqarib olishdi. Tasodifan yaqin oradan o‘tib ketayotgan Bavariya valiaxd shahzodasi Maksimillian-Iosif voqealarni kuzatib turgan ekan. Uning yosh va yupun kiyingan Yozefga rahmi kelib, unga anchagina pul berdi. Bu pul Fraungoferga ta'lim olishni boshlab yuborishga va qo‘shimchasiga o‘zi mustaqil ishlashi uchun alohida sayqallash dastgohi sotib olishga bemalol yetgan.
Fraungofer tez orada mukammal matematik bilimlarga ega bo‘ldi. u Benediktbyoyrndagi matematika va optika institutida ta'lim olib, 1806-yildan boshlab o‘sha yerning o‘zida assistent bo‘lib ishlay boshladi. Bu institutda Yozef Fraungofer linzalar va optik apparaturalar tayyorlash ishlarini mukammal o‘rganib, o‘zi ham doimiy amaliyot bilan shug‘ullangan. o‘ta mehnatkashligi va egallagan chuqur bilimlari tufayli, Fraungofer Benediktbyoyrn matematika va optika institutida tezda katta obro‘ qozondi. 1809-yilda u institut rahbariyatida yuqori lavozimlardan birini egalladi. 1818-yildan esa u institut direktori etib tayinladi. 1823-yildan boshlab Myunxen universiteti fizika kabineti mudiri va Bavariya Fanlar Akademiyasi a'zosi, 1824-yildan e'tiboran esa Leopoldin akademiyasi a'zosi bo'lgan. Yozef Fraungofer ta'sischiligida 1814-yilda tashkil qilingan "Utsshneyder va Fraungofer"firmasi, o‘sha davrlarda butun dunyoda eng sifatli va mukammal sayqallangan optik jihozlar - refraktorlar, linzalar va teleskoplar ishlab chiqargan.
Bir vaqtning o‘zida Fraungofer tinimsiz ilmiy faoliyat yuritar edi. Uni ayniqsa o‘zi bolaligidan ichiga sho‘ng‘ib ketgan soha - optika muammolari qiziqtirar edi. Uning linzalarni sayqallash bo‘yicha ishlab chiqqan yangicha uslub va mexanizmlari, o‘lchov asboblari tufayli, flintglas va kronglasning yangicha, o‘ta yuqori sifatli va keraklikcha katta o‘lchamli namunalarini olishga erishildi. Ayniqsa uning linzaning zaruriy shaklini o‘ta yuqori aniqlikda tayyorlash borasida ishlab chiqqan maxsus usuli, amaliy optika yo‘nalishi rivojida katta burilish yasadi. Bu haqida Fraungoferning zamondoshi bo'lgan E. Lommel "ilgari orzu qilish ham mumkin bo‘lmagan darajada" deb baholagan edi. Ushbu usul tufayli axromatik teleskoplarning sifati yanada mukammallashib, optikaning qo‘llash chegarali yanada kengaydi. Shuningdek Fraungofer okulyar mikrometr va obyektiv mikrometr - geliometrlari ixtiro qilgan.
Optika sohasida yetuk mutaxassis bo‘lib tanilgan Fraungofer, shishaning turli navlaridagi sindirish ko‘rsatkichlarini va yorug‘lik dispersiyasi hodisalarini tadqiq qilib borib, yorug‘lik spektrini faqatgina quyosh nurlaridan emas, balki sham va lampa piligidan tarqalayotgan nurlarda ham tekshirib ko‘rishga kirishdi. U turli xildagi bir necha prizmalar tayyorlab, yorug'lik spektrini sinchiklab tekshira boshladi. U spektrda yorqin sariq chiziqni ko‘rib qoldi. U boshqa boshqa prizmalar orqali qayta-qayta tekshirib, har safar o‘sha yorqin sariq chiziq doimo spektrning aynan bir joyida ko‘rinayotganligini aniqladi.
Bugungi kunda spektrning ikki xil turi ma'lum: uzluksiz (yoki issiqlik spektri) va chiziqli. Issiqlik spektri qattiq jismlarning qizishi natijasida hosil bo'ladi va o‘sha jismning tabiatiga bog‘liq. Chiziqli spektr esa alohida, keskin chiziqlar to‘plamidan iborat bo‘lib, gaz va bug‘larning qizishi natijasida paydo bo'ladi. Shunisi muhimki, bunday chiziqlar to‘plami har qanday element uchun takrorlanmasdir. Bundan tashqari, elementlarning chiziqli spektrlari, ushbu elementlardan tarkib topgan kimyoviy birikmalarning xossalariga bog‘liq bo‘lmaydi. shundan kelib chiqib, ularning paydo bo‘lish sababini, atomlarning xususiyatlaridan qidirish kerak bo'ladi.
Elementlarning chiziqli spektr orqali aniq va to‘liq ifodalanishini tez orada hamma tan oldi, lekin olimlarning, aynan shu spektr alohida bir atomni ifodalashini anglab yetishlari uchun ma'lum vaqt kerak bo‘ldi. Bu narsa esa, mashhur ingliz astrofizigi Normann Lokyerning (1836-1920) 1874-yilda e'lon qilingan ilmiy ishlaridan keyin sodir bo‘ldi. Voqelik mohiyatini anglab yetishganda esa, juda muhim va olamshumul xulosaga kelishdi: agar chiziqli spektrdagi chiziqlarning har biri, alohida bir atom tufayli paydo bo‘lar ekan, demak atom ham strukturaga ega, ya'ni tarkibiy qismlarga bo‘linadi!

Spektral tahlil bu elementar operatsiya nutqni aniqlash. Nutqni aniqlash operatsiyasi har bir oynada katta namunalar tufayli og'ir hisoblashni talab qiladi. Furye konvertatsiyasidan foydalangan holda nutq signallari usullari odatda nutqni aniqlashda qo'llaniladi. Nutq signalining eng ko'p ishlatiladigan usullaridan biri bu tez Furye konvertatsiyasi (FFT). FFT amaldagi raqamli signal ishlash uchun asosiy ibora. Spektrni tahlil qilish uchun .Boshqa transformatsiya diskret kosinus konvertatsiyasi (DCT). FFT ko'pincha hisoblash uchun ishlatiladi raqamli taxminlar ga doimiy Furye. The diskret Tchebichef konvertatsiyasi (DTT) diskret Tchebichef polinomlariga asoslangan boshqa o'zgartirish usuli .DTT pastroq hisoblash murakkabligiga ega va u doimiy ortonormal o'zgarishlardan farqli o'laroq murakkab transformatsiyani talab qilmaydi. Dastlabki eksperimental natijalar shuni ko'rsatadiki, DTT nutqni aniqlash uchun sodda va tezroq o'zgarish bo'lishi mumkin