Föreläsning 9. Digital signalbehandling. Kapitel 6. Sampling. LTH 2014 Nedelko Grbic (mtrl. från Bengt Mandersson)

Relevanta dokument
Föreläsning 6. Signalbehandling i multimedia - ETI265. Kapitel 4

Föreläsning 7. Signalbehandling i multimedia - ETI265. Kapitel 5. LTI system Signaler genom linjära system

Föreläsning 6. Kapitel 4. Fouriertransform av analog signal, FT Fouriertransform av digital signal, DTFT fortsättning

Digital signalbehandling

Föreläsning 6. Signalbehandling i multimedia - ETI265. Kapitel 4

TEKNISKA HÖGSKOLAN I LUND Institutionen för elektrovetenskap. Tentamen i Digital Signalbehandling ESS040 (ETI240/ETI275)

Digital signalbehandling

som gör formeln (*) om vi flyttar första integralen till vänsterledet.

Föreläsning 10. Digital signalbehandling. Kapitel 7. Digitala FourierTransformen DFT. LTH 2011 Nedelko Grbic (mtrl. från Bengt Mandersson)

Digital signalbehandling

Digital Signalbehandling i multimedia

Inlämningsuppgift 2 i Digital signalbehandling ESS040, HT 2010 Måndagen den 22 november 2010 i E:B.

Digital Signalbehandling i multimedia

Digital Signalbehandling i multimedia

FÖRELÄSNING 13: Analoga o Digitala filter. Kausalitet. Stabilitet. Ex) på användning av analoga filter = tidskontinuerliga filter

TENTAMEN. Tillämpad digital signalbehandling. Sven Knutsson. Typgodkänd räknare Sven Knutsson: Signalprocessorn ADSP-2105

Trädstrukturer. Definitioner och terminologi. Informationsteknologi Tom Smedsaas 21 augusti 2016

TEKNISKA HÖGSKOLAN I LUND Institutionen för elektrovetenskap. Tentamen i Digital Signalbehandling ESS040 (ETI240/ETI275)

Definition 1a: En talföljd är en reell (eller komplex) funktion vars definitionsmängd är mängden av naturliga tal {0,1,2,3,4, }.

TENTAMEN. Digital signalbehandling. Sven Knutsson. Typgodkänd räknare

HOMOGENA DIFFERENTIALEKVATIONSSYSTEM MED KONSTANTA KOEFFICIENTER

ρ. Farten fås genom integrering av (2):

Transformkodning. Transformkodning. Transformkodning. Transformkodning Grundläggande idé. Linjära transformer. Linjära transformer ( ) ( ) ( )

============================================================ vara en given funktion som är definierad i en punkt. i punkten a och betecknas f (a) def

Matte C. Översikt. Funktioner. Derivatan. Användning av derivatan. Exponentialfunktionen. Logaritmiska funktioner. Geometriska summor

Laboration 1a: En Trie-modul

Höstlov i Motala 2010

som är styckvis kontinuerlig och har styckvis kontinuerlig derivatan. Notera att f (x)

Vi önskar er ett trevligt Speedwaymöte i Norrköping denna helg

Fyr-fältingen, utvidgad. Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 6. Ex) på användning av z-transform: En avancerad hörapparat

Föreläsning 11: Grafer, isomorfi, konnektivitet

Schrödingerekvationen i 3 dim: Väteatomen.

f(x i ) Vi söker arean av det gråfärgade området ovan. Området begränsas i x-led av de två x-värdena där kurvan y = x 2 2x skär y = 0, d.v.s.

ICKE-HOMOGENA DIFFERENTIALEKVATIONSSYSTEM ( MED KONSTANTA KOEFFICIENTER I HOMOGENA DELEN)

Statistisk mekanik (forts) Kanonisk ensemble. E men. p 1. Inledande statistisk mekanik:

Algoritmer och datastrukturer, föreläsning 11

Programinformation Teknikcollege Allhamra. Kinda Lärcentrum Kontakt. Teknisk utbildning, för framtida anställning

1 Armin Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR

Fyr-fältingen, utvidgad. Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 12. Ex) på användning av z-transform: ljud. z-transform och TDFT, formler

Integraler. Integraler. Integraler. Integraler. Exempel (jfr lab) Integrering i Matlab. cos(3 xdx ) Från labben: Informationsteknologi

4 Signaler och system i frekvensplanet Övningar

FÖ 5: Kap 1.6 (fr.o.m. sid. 43) Induktionsbevis

Föreläsning 10. java.lang.string. java.lang.string. Stränghantering

DIAGONALISERING AV EN MATRIS

c k P ), eller R n max{ x k b dx def lim max n f ( def definition. [a,b] om

FORMLER TILL NATIONELLT PROV I MATEMATIK KURS C OCH D

I den här stencilen betraktar vi huvudsakligen reella talserie, dvs serier vars termer ak

Symmetriska komponenter, Enlinjediagram och Kortslutningsberäkningar

Digital signalbehandling Sampling och vikning på nytt

FORMLER TILL NATIONELLT PROV I MATEMATIK KURS E

Investering = uppoffring av konsumtion i dag för högre konsumtion i framtiden

Vid tentamen måste varje student legitimera sig (fotolegitimation). Om så inte sker kommer skrivningen inte att rättas.

LINJÄR ALGEBRA II LEKTION 1

Mitt barn skulle aldrig klottra!...eller?

Tentamen SF1633, Differentialekvationer I, den 22 oktober 2018 kl

Tunnling. Förra gången: Spridning mot potentialbarriär. B T T + R = 1. Föreläsning 9. Potentialmodell (idealiserad): U = U B U = 0

En krona dagen om dag ona om r e k n n E E n n k e g o r a d m o a n

Tentamen TMV210 Inledande Diskret Matematik, D1/DI2

Undervisande lärare: Fredrik Bergholm, Elias Said, Jonas Stenholm Examinator: Armin Halilovic

Distributionsförare. Loggbok för vuxna. Underlag för APL-handledare/-instruktör på APL-företag

ÖPPNA OCH SLUTNA MÄNGDER. KOMPAKTA MÄNGDER. DEFINITIONSMÄNGD. INLEDNING. Några viktiga andragradskurvor: Cirkel, ellips, hyperbel och parabel.

= BERÄKNING AV GRÄNSVÄRDEN ( då x 0 ) MED HJÄLP AV MACLAURINUTVECKLING. a) Maclaurins formel

Tentamen TEN1, HF1012, 1 juni Matematisk statistik Kurskod HF1012 Skrivtid: 8:00-12:00 Lärare och examinator : Armin Halilovic

H m24 Prislista. webb reklam. media sweden

Rättande lärare: Niclas Hjelm & Sara Sebelius Examinator: Niclas Hjelm Datum: Tid:

F8: Logiska komponenter. Introduktion. Koder. Avkodare. Logiska komponenter

v v v v 5 v v v 4 (V,E ) (V,E)

Hem24 Annonsblad. media sweden. webb reklam. T e k n i s k a s p e c. - A n n o n s f o r m a t e n & P r i s e r

100318/Thomas Munther IDE-sektionen/Högskolan i Halmstad. Formelsamling Reglerteknik

Kompletterande material till kursen Matematisk analys 3

är ett tal som betecknas det(a) eller Motivering: Determinanter utvecklades i samband med lösningsmetoder för kvadratiska linjära system.

INTEGRALKRITERIET ( även kallas CAUCHYS INTEGRALKRITERIUM )

5 Signaler och system i z-planet Övningar 5.1 Bestäm överföringsfunktionen i z-planet för ett system med impulssvaret

Markanvisning inom fastigheten Kastanjen 9 i Midsommarkransen till AB Familjebostäder

VECKANS LILLA POSTKODVINST á kronor Inom nedanstående postkoder vinner följande 270 lottnummer kronor vardera:

Något om funktionsföljder/funktionsserier

Knagge. Knaggarna tillverkas av 2,0 ± 0,13 mm galvaniserad stålplåt och har 5 mm hål för montering med ankarspik eller ankarskruv.

Vilka varor och tjänster samt länder handlar svenska företag med? - och varför?

INTRODUKTION. Akut? RING:

V Ä G E N T I L L V A T T E N w w w. a v a n t i s y s t e m. s e

Lektionssammanfattning Syra-Bas-Jämvikter

)10 ANTAGANDEHANDLING. DETALJPLAN för Dyrtorp 1:129, Håvestensgården Färgelanda kommun Ajourhållning verkställd GRÄNSER

ξ = reaktionsomsättning eller reaktionsmängd, enhet mol.

Trigonometriska polynom

vara en T- periodisk funktion som är integrerbar på intervallet ges av formlerna

Föreläsning 3. Signalbehandling i multimedia - ETI265. Kapitel 3. Z-transformen. LTH 2015 Nedelko Grbic (mtrl. från Bengt Mandersson)

TILLÄMPNINGAR AV DIAGONALISERING Beräkning av potenser A n. Rekursiva samband (s.k. differensekvationer).

arctan x tan x cot x dx dz dx arcsin x x 1 ln x 1 log DERIVERINGSREGLER och några geometriska tillämpningar

Approximationen med den här metoden kallas minstakvadratmetoden.

Hittills på kursen: E = hf. Relativitetsteori. vx 2. Lorentztransformationen. Relativistiskt dopplerskift (Rödförskjutning då källa avlägsnar sig)

Tentamen 1 i Matematik 1, HF sep 2017, kl. 9:00-13:00

Institutionen för data- och elektroteknik samplingsvillkoret f. Den diskreta fouriertransformen ges av

EGENVÄRDEN och EGENVEKTORER

24 poäng. betyget Fx. framgår av. av papperet. varje blad.

Vill veta kvaliteten hos våra vattenföringsdata?

Ekosteg. En simulering om energi och klimat

Nordic Light Roulett. Aluminiumpersienn. Nordic Light Roulett Installation - Manövrering - Rengöring. Aluminiumpersienn

FORMLER TILL NATIONELLT PROV I MATEMATIK KURS C, D OCH E

spänner upp ett underrum U till R 4. Bestäm alla par av tal (r, s) för vilka vektorn (r 3, 1 r, 3, 22 3r + s) tillhör U. Bestäm även en bas i U.

TNA001- Matematisk grundkurs Tentamen Lösningsskiss

Transkript:

Digitl siglbhdlig E040 örläsig 9 Digitl siglbhdlig E040 Kpitl 6 mplig LH 04 Ndlko Grbic (mtrl. frå Bgt Mdrsso Dprtmt of Elctricl d Iformtio chology Lud Uivrsity 6

Kpitl 6 mplig Vi tittr u ärmr på smplig och spcillt smbd mll spktrum för och ftr smplig Digitl iglbhdlig Lågps s- A/D Digitl sig. D/A Lågps s- mplig Digitl krts Rkostrukti Vi sk vis smpligstormt och btydls v lågpssfiltr vid smplig och rkostruktio. Vi vläsr sigl llr tr bild vid i jäm tkt, t x vid tidpuktr t s där är tidsvstådt mll vläsigr (smplitrvll) och s är smpltkt (smplfrkvs, smplig rt) V : CD : lfoi : s s 50 bildr / s s 4400 8000 Hz Hz 0ms 48kHz i studiosmmhg tx GM Käd ffkt vid smplig. Rotrd krhjul vid V/film sr ut tt ibld stå still llr rotr bklägs. Vrför? 7

mplig. sid 385-386 Avläs d kotiurlig sigl s ggr/s gom tt sätt t x( x( t) t mpligstormt: Avläs mist ggr/priod llr md dr ord: Om högst frkvskompot i x(t) är mx så välj smplfrkvs s > mx och vi k åtrskp x(t) xkt 8

Exmpl x( t) gr x( cos( 400 t) 0 400 cos( 000 0 s f 0 0.4 s 000 cos( 0.4 M vi får också x( cos( 0.4 cos( ( 0.4) cos( ( 0.4) osv pg tt hltl Vi får dy frkvsr f 0 0.4k 0.4k k hltl 9

Exmpl fortsättig Dtt gr spktrum för smplig (log sigl / Amplitudspktrum X() - 000-500 - 400 400 500 000 och ftr smplig (tidsdiskrt sigl Amplitudspktrum X ( f ) / - - 0.5-0.4 0.4 0.5 E priod f s Myckt viktigt: pktrum för digitl sigl är priodiskt md priod f, 30

Digitl siglbhdlig, Istitutio för lktro- och iformtiostkik Exmpl md vikigsdistorsio Vi hr d gåg sigl md två cosiustrmr x( t) cos( 400t ) 0.5cos( 800t ), gr vid smplig x( cos( 0.4 0.5cos( 0.8 Vi får på grud v cos( ( 0.) priodicit t s 000 0.4k frkvsr 0.k k hltl Dtt gr u spktrum för smplig (log sigl / Amplitudspktrum X() - 000-500 - 400 400 500 000 och ftr smplig (tidsdiskrt sigl Amplitudspktrum X ( f ) / - - 0.5-0.4-0. 0. 0.4 0.5 E priod f s Vikigsdistorsio: Vi hr u flsk frkvs vid f 0. svrd mot 00 Hz 3

Digitl siglbhdlig, Istitutio för lktro- och iformtiostkik lutsts Vi sr tt vi får ll multiplr v vrj frkvsspik, f i, fi, fi, fi 3,, dvs f i k, k hltl Dtt är gskp som gällr grllt för spktrum v tidsdiskrt siglr. Viktigt: pktrum v tidsdiskrt siglr är priodiskt i frkvsplt md priod f i i frkvs viklfrkvs 3

Digitl siglbhdlig, Istitutio för lktro- och iformtiostkik ör tt uttryck spktrum v smpld sigl formlmässigt tittr vi åtr på ourirtrsform. Om ourirtrsform xistrr k vi få kl forml för spktrum ftr smplig. Eligt tidigr är dfiitio för ourirtrsform ättr vi u X ( ) t x( t) j t dt x( x( t) t och bytr itgrl mot summ får vi X s ( ) x( t X ( j ) X ( f ) dvs X ( f ) X ( ) Dtt gällr därför br om vi it får vikigsdistorsio. 33

34 Digitl siglbhdlig, Istitutio för lktro- och iformtiostkik r vi häsy till tt vrj frkvskompot i d log sigl dykr upp priodiskt ligt tidigr figur k vi rsor oss till tt d slutlig forml för spktrum v d digitl sigl ftr smplig blir Dtt gällr om fourirtrsformr xistrr. Bvis d Obsrvr tt spktrt är oftst komplx fuktio och dditio är komplx dditio. Vi visr md tt xmpl äst sid. ) (... ) ( ) ( ) (... ) ( k k X X X X f X

Digitl siglbhdlig, Istitutio för lktro- och iformtiostkik Exmpl md vikigsdistorsio och fsdditio Vid vikig v spktr vid smplig får vi dditio v olik dlr v dt log spktrt. Vi måst turligtvis t häsy till siglrs fs vid d dditio. Vi hr d gåg sigl md cosiustrm och siustrm x( t) cos( 400t) si( 600t) j 400t j 400t 0.5 j j / j 600t j 0.5 j / j 600t gr vid smplig md, s 000 x( cos( 0.4 si( 0.6 j 0.4 j 0.4 j 0.4 j 0.4 si( ( 0.4) si( 0.4 j j 0.4 j / komplx mp j j 0.4 j 0.4 j / komplx mp j 0.4 Vi ritr fortfrd bloppt v spktrt m för äv i fsläg i figur. (äst sid) 35

Digitl siglbhdlig, Istitutio för lktro- och iformtiostkik Exmpl md vikigsdistorsio och fsdditio, fortsättig Dtt gr u spktrum för smplig (log sigl Amplitudspktrum X() 0.5 j / 0.5 / 0.5 0.5 / j - 000-500 - 400 400 500 000 och ftr smplig (tidsdiskrt sigl Amplitudspktrum X(f) 0.5 0.5 0.5 j / j / j 0.5 0.5 j / j 0.5 / j - -0.5-0.4 0.4 0.5 f Vi får lltså x( cos( 0.4 si( 0.6 j / ( ) j 0.4 j / 4 si( ( 0.4) ) si( 0.4 ) j 0.4 j 0.4 cos( 0.4 / 4) j / komplx mp j / ( ) j / 4 j 0.4 j / komplx mp j 0.4 j 0.4 36

Digitl siglbhdlig, Istitutio för lktro- och iformtiostkik Hur görs rkostruktio/da-omvdlig (idl rkostruktio? sid 387-388, 395-397 Vi väljr ut d dl v spktrum som fis i frkvsitrvllt 0.5 f 0.5 s s ( Hz) md tt lågpssfiltr (s formlsmlig). x( y (t) t Lågpssfiltr. Väljr ut frkvsr upp till s /. Y ( ) X ( f ), 0.5 f 0.5 i Hz Dtt är fltig och skrivt i tidsplt blir dtt (s ppdix i slutt) y( t) x( t si( ( t )) ( t ) 37

Vi tolkr u rkostruktio y( t) x( t si( ( t ( t ) )) Här står fltig md g(t) där g(t) k skrivs si( t) g( t) t G( ) H ( ) LP si( t) t Lågpssfil tr, H LP ( ), md förstärki g /, brytfrkvs s / Utsigls spktrum gs v (fltig övrgår i produkt) Y ( ) 0.5 f s X ( f 0.5, ) H LP ( ) i Hz mpltormt sägr tt sigl x () t k smpls och sd rkostrurs xkt om smplfrkvs väljs mist dubblt så hög som högst frkvskompot hos sigl. (smpl mist gågr pr priod v sius) 38

Idl rkostruktio, Blockschm frå Välj ut priod v X ( f ) md hjälp v tt lågpssfiltr Y ( ) X ( f ), 0.5 f 0.5 i Hz 39

Rkostruktio md smpl/hold Vid idl rkostruktio blir utsigls rgi låg. Vi k ök d gom tt brdd pulsr, s figur äst sid. Pulsr brdds till tt motsvr tidsvstådt mll smpl md så klld smpl d holdkrts (zro ordr hold). Vi k s dtt som tt vi stoppr i krts md tt rktgulärt impulssvr. Rsulttt blir tt utsigls spktrum u också sk multiplicrs md dtt impulssvrs spktrum. Vi får h H () t för 0t 0 för övrigt Dss fourirtrsform är H ( ) H si j Utsigls spktrum gs u v md Y ( ) X ( f ) H ( ) H ( ) f H s Vi iför lltså tt fl. lt är oll för =0 och si(/)/ / = 0.64 för = s /. LP 40

Vi får ytt blockschmt (frå ) 4

Exmpl på filtr vid D/A Eligt tidigr gs utsigls spktrum v Y ( ) X ( f Dt totl log filtrt gs v md ) H H( ) H LP( ) H totl ( ) H ( ) H ( ) H ( ) totl H LP H ( ) H Exmpl på filtr vid D/A: H H () / si j H LP () (6: ordigs buttrworthfiltr) H totl () / 4

Exmpl (Itrpolrig/uppsmplig) Givt: x( si( f0 {... x( ) x(0) x() x() md f 0. 0 4...} ök: Bild y( {... x( ) 0 x(0) 0 x() 0 x()...} och sök Y ( f ). Vi stoppr lltså oll mll vrj x-värd. Lösig: Utgå frå df v fourirtrsform. x( / ), y( 0 0,, 4 ör övrigt Y( f ) y( j f ' j f sätt ' /, ' x( ') X ( f ) ' Vi får omsklig v -x-xl. E priod v Y(f) är priodr v X(f). Amplitudspktrum X ( f ) / - - 0.5-0.4 0.4 0.5 E priod Amplitudspktrum Y ( f ) / - 0.5-0.5-0. 0. 0.5 0.5 dvs vi får E priod y( si( 0. si( 0.3 43

y( x( D Y( f ) x( ') j f / D' X ( f / D), ' D 44

Kvtisrigsfl vid A/D-omvdlig) sid 403-408 Kvtisrigsffkt log sigl x ( t ) A si( t ) 0 kvtisrd sigl Aväd b bitrs upplösig vid kvtisrig gr tl ivår b mximl mplitud A mximl utstyrig A Kvtisrigsstg Kvtisrigsffkt iglffkt P q P s A b A, (vris v rktglfördlig) (siussigl md mplitud A) Ps QNR( db) 0log.766b 6 tlt P q bitr 45

Appdix kp 6 Bräkig v spktrum ftr smplig Dfiitio v smplig är x ( t) x[ ] t / Vi sökr u smbd mll fourirtrsformr för VL och HL. kriv u om båd västr och högr ld som rspktiv ivrstrsform j j f j f f X ( ) d X ( ) df f j j j / X ( ) d X ( ) d j j j / X ( ) d X ( ) d Dt som u skiljr mll VL och HL är itgrtiosgräsr. Vi tittr på två fll. j f Btckig X ( ) X ( f ) 46

ll : Ej vikig: Vi udrsökr först fllt md frkvsbgräsd sigl Atg frkvsbgräsd sigl X ( ) 0 för Dtt gr smm itgrtiosgräsr i VL och HL, dvs j j j / ( ) ( ) X d X d och idtifirig gr smbdt X X X j f j / ( ) ( ) ( ) Exmpl X () - - / 0 / X(f) - -/ 0 / f 47

ll : Vikig. Nu är it sigl frkvsbgräsd. Dvs, u är X ( ) 0 för Itrgrtio i VL sträckr sig frå till. Vi dlr upp dtt i summ v dlitrvll / till / j j j / X ( ) d X ( ) d kriv VL som summ v dlitrvll j ( k ) j j / ( ) ( ) k X k d X d j j j / ( ) ( ) k X k d X d och idtifirig gr k j f j / X ( ) X ( ) X ( K ) 48

dvs j f X ( ) X ( k ) k ( X ( ) X ( ) X ( X () - - / 0 / X(f) När X ( ) 0 för - -/ 0 / f kommr trmr i summ tt övrlpp vrdr och vi får så klld vikigsdistorsio. Ed sättt tt udvik dtt är tt för smplig filtrr bort dss frkvsr. 49

Idl rkostruktio, hur sr dt ut mtmtiskt? Välj ut priod v X j f ( ) och bräk ivrstrsform. Y ( ) j X ( ) 0 Ivrstrsform gr j t j j t y ( t) X ( ) d X ( ) d j j t x( d j ( t ) x( d si ( t ) si ( t ) [ ] [ ] x x ( t ) ( t ) 50

Alog filtr (för kädom) Alog filtr bhövs för smplig och vid rkostruktio. Alog filtr igår it i d kurs m vi gr mplitudspktrum för vligt förkommd log filtrtyp. iltr är dfiird gom dss mplitudspktr. Ett tl filtrtypr fis i Mtlb. Vill vi bygg log filtr hävisr vi till IC-tillvrkrs bskrivig v kompotvl för olik grdtl och filtrtypr. E myckt vlig typ v logt filtr är Buttrworthfiltrt. Ett N:t ordigs lågpss Buttrworthfiltr är dfiirt v H ( ) ( c ) N där c är filtrts gräsfrkvs (-3 db). Exmpl: Buttrworthfiltr v grd N=3 och N=6, gräsfrkvs 00 Hz 5

LIE REPEIION AV DECIBEL Vi vädr oft sort dcibl. Dcibl är dfiird som ffkförstärkig ligt Dfiitio 0 log Utffkt Iffkt db db 0-3 0.7-6 0.5 H() -40 0.0 Vi får då H() i db ligt Ex: 0 log H( ) 0 log H( ) 0 log 0 db 0 log 0 log 0 0.3 3 0 log 0 log 6 db 0 log 0.0 0 40 db db Omräkig: x gågr y i db 0 log x y x 0 0 5 y

Läsvisigr kp 6 mplig och D/A. Bok: mplig sid 385-386 igurr sid 388 och 39 Kvtisrig sid 403-408 Rkostruktio sid 387-388, 395-397 vsitt 6.4, 6.5 och 6.6 igår j 53