RÄKNEEXEMPEL FÖRELÄSNINGAR Signaler&System del 2

Relevanta dokument
Exempelsamling Grundläggande systemmodeller. Klas Nordberg Computer Vision Laboratory Department of Electrical Engineering Linköping University

Resttentamen i Signaler och System Måndagen den 11.januari 2010, kl 14-19

Exempelsamling Grundläggande systemmodeller. Klas Nordberg Computer Vision Laboratory Department of Electrical Engineering Linköping University

Sammanfattning TSBB16

( ), så kan du lika gärna skriva H ( ω )! ( ) eftersom boken går igenom laplacetransformen före

Signal- och bildbehandling TSBB03

DIGITALA FILTER. Tillämpad Fysik Och Elektronik 1. Frekvensfunktioner FREKVENSSVAR FÖR ETT TIDSDISKRET SYSTEM. x(n)= Asin(Ωn)

FÖRELÄSNING 13: Analoga o p. 1 Digitala filter. Kausalitet. Stabilitet. Ex) på användning av analoga p. 2 filter = tidskontinuerliga filter

Tentamen ssy080 Transformer, Signaler och System, D3

Övningsuppgifter. Digital Signal Processing. Övningar med svar och lösningar. Mikael Swartling Nedelko Grbic Bengt Mandersson. rev.

TSDT15 Signaler och System

2 Ortogonala signaler. Fourierserier. Enkla filter.

TSDT18/84 SigSys Kap 4 Laplacetransformanalys av tidskontinuerliga system. De flesta begränsade insignaler ger upphov till begränsade utsignaler

Signal- och bildbehandling TSBB14

1. Vi har givet två impulssvar enligt nedan (pilen under sekvenserna indikerar den position där n=0) h 1 (n) = [ ]

Tentamen i TMA 982 Linjära System och Transformer VV-salar, 27 aug 2013, kl

Signal- och bildbehandling TSBB03

Tentamen ssy080 Transformer, Signaler och System, D3

GRUNDKURS I SIGNALBEHANDLING (454300), 5sp Tentamen

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet KÅRA T1 T2 U2 U4

Miniräknare, formelsamling i signalbehandling.

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

Signal- och bildbehandling TSEA70

Kompletterande material till föreläsning 5 TSDT08 Signaler och System I. Erik G. Larsson LiU/ISY/Kommunikationssystem

Signal- och bildbehandling TSEA70

TIDSDISKRETA SYSTEM SYSTEMEGENSKAPER. Minne Kausalitet Tidsinvarians. Linjäritet Inverterbarhet Stabilitet. System. Tillämpad Fysik och Elektronik 1

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna 15-18, 30/11-12/

TSDT08 Signaler och System I Extra uppgifter

Tentamen i ESS 010 Signaler och System E3 V-sektionen, 16 augusti 2005, kl

Innehåll. Innehåll. sida i

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

1. Rita följande tidssekvenser. 2. Givet tidssekvensen x n i nedanstående figur. Rita följande tidssekvenser.

Spektrala Transformer

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Inst. for Elektro- och Informationsteknik. SIGNALBEHANDLING I MULTIMEDIA, ETI265 Inlämningsuppgift 1 (av 2), Task 1 (out of 2)

Vad gör vi när vi bara har en mätserie och ingen elegant matematisk funktion? Spektrum av en samplad signal. Trunkering i tiden

Laborationsuppgifter i TSDT18/84 Signaler & System

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet G33(1) TER4(63)

SYSTEM. Tillämpad Fysik Och Elektronik 1 SYSTEMEGENSKAPER. Minne Kausalitet Tidsinvarians. Linjäritet Inverterbarhet Stabilitet. System.

i(t) C i(t) = dq(t) dt = C dy(t) dt y(t) + (4)

Bestäm uttrycken för följande spänningar/strömmar i kretsen, i termer av ( ) in a) Utspänningen vut b) Den totala strömmen i ( ) c) Strömmen () 2

Signal- och bildbehandling TSBB03

Laplace, Fourier och resten varför alla dessa transformer?

Signal- och bildbehandling TSBB14

Signal- och bildbehandling TSEA70

Laplace, Fourier och resten varför alla dessa transformer?

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 5

Signal- och bildbehandling TSBB14

Laboration i tidsdiskreta system

Signal- och bildbehandling TSBB03, TSBB14

Digital Signalbehandling i Audio/Video

Impulssvaret Betecknas h(t) respektive h(n). Impulssvaret beskriver hur ett system reagerar

Kryssproblem (redovisningsuppgifter).

Tentamen i Signaler och kommunikation, ETT080

TSBB16 Datorövning A Samplade signaler Faltning

Spektrala Transformer

Signal- och bildbehandling TSBB14

Signal- och bildbehandling TSEA70

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

Passiva filter. Laboration i Elektronik E151. Tillämpad fysik och elektronik UMEÅ UNIVERSITET Ulf Holmgren. Ej godkänd. Godkänd

62n 105n) c) cos(3πn) d) sin(3n) e) sin(π. 1.8 Ett analogt elektrokardiogram (EKG) innehåller frekvenser upp till 100 Hz.

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Inst. för Elektro- och Informationsteknik

Digital Signalbehandling

DT1120/DT1130 Spektrala transformer Tentamen

REGLERTEKNIK Laboration 5

Signal- och bildbehandling TSBB14

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Elektro- och Informationsteknik

Spektrala Transformer

Lösningar till Övningsuppgifter

Introduktion Digitala filter. Filter. Staffan Grundberg. 12 maj 2016

System. Z-transformen. Staffan Grundberg. 8 februari 2016

Implementering av digitala filter

] så att utflödet v( t) Vattennivån i tanken betecknas h(t) [m]. Nivån h är tankprocessens utsignal. u h Figur: Vattentank

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00

DIGITALA FILTER DIGITALA FILTER. Tillämpad Fysik Och Elektronik 1

Lösningar till tentamen i styr- och reglerteknik (Med fet stil!)

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

Signal- och bildbehandling TSEA70

Digitala filter. FIR Finit Impulse Response. Digitala filter. Digitala filter. Digitala filter

DT1120 Spektrala transformer för Media Tentamen

2F1120 Spektrala transformer för Media Tentamen

Kan vi beskriva ett system utan någon fysikalisk kännedom om systemet?

Kompletterande räkneuppgifter i Spektrala Transformer Komplex analys, sampling, kvantisering, serier och filter Laura Enflo & Giampiero Salvi

Projekt 1 (P1) Problembeskrivning och uppdragsspecifikation

Signal- och Bildbehandling, TSBB14. Laboration 2: Sampling och Tidsdiskreta signaler

Vad gör vi när vi bara har en mätserie och ingen elegant matematisk funktion?

Tentamen i TSKS21 Signaler, information och bilder

ÖVNINGSTENTAMEN Modellering av dynamiska system 5hp

Föreläsning 1: Inledning till Digital signalbehandling i audio & video. Leif Sörnmo 11 mars 2009

Cirkelkriteriet (12.3)

Tillämpningar av fysik och dynamik i biologiska system , kl. 09:00-15:00

Kontrollskrivning i TSDT84 Signaler & System samt Transformer för D

Digital signalbehandling Digital signalbehandling

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Inst. för Elektro- och Informationsteknik

DigSig AV. Repetition. Leif Sörnmo 10 maj 2007

Kontrollskrivning i TSDT84 Signaler & System samt Transformer för D

Föreläsning 8, Introduktion till tidsdiskret reglering, Z-transfomer, Överföringsfunktioner

Signaler några grundbegrepp

Flerdimensionella signaler och system

Kap 10 - Modeller med störningar. Hur beskriva slumpmässiga störningar?

Transkript:

t 1) En tidskontinuerlig signal x( t) = e 106 u( t) samplas med sampelperioden 1 µs, varefter signalen trunkeras till 5 sampel. Den så erhållna signalen får utgöra insignal till ett tidsdiskret LTI-system 2n 1 med impulssvaret h[ n] = e u[ n + 1 ]. Beräkna systemets utsignal. Bestäm även systemets kausalitetsegenskap och dess stabilitetsegenskap 2) Ett icke-kausalt LTI-system med impulssvaret h[ n] = δ[ n + 2] + δ[ n + 1] + δ[ n] + δ[ n 1] + δ[ n 2] n matas med insignalen x[ n] = e ( u[ n] u[ n 8 ]). Beräkna utsignalen genom faltningsberäkning. Svaret skall för de olika intervallen ges på sluten form. Dvs. om en summa av termer dyker upp skall denna summa beräknas. 3) Bestäm systemfunktion till ett stabilt inverssystem hörande till ett system med systemfunktionen 2 ( z 2)( z + z + 0. 5) H[ z] = ; konvergensområde: 0. 5 < z < 2 2 ( z + 0. 5)( z 2z + 2) ) Ett tidsdiskret system består av två kaskadkopplade delsystem. Det ena delsystemet är kausalt och beskrivs av differensekvationen y[ n] 0. 5y[ n 1 ] = x[ n]. Det andra är antikausalt och beskrivs av differensekvationen y[ n] y[ n 1] = x[ n + 1 ] + x[ n]. Bestäm det totala systemets kausalitets- och stabilitetsegenskaper samt beräkna dess impulssvar. 5) Ett tidsdiskret system beskrivs av differensekvationen y[ n] y[ n 2] = x[ n] Beräkna impulssvar, skissera pol-nollställediagram samt skissera amplitudkaraktäristik där så är möjligt, dels om systemet antas vara kausalt, dels om systemet antas vara antikausalt. 6) På sid 2 återfinns sex olika pol-nollställediagram (betecknade a.-f.) och på sid 3 sex amplitudfaskaraktäristiker (betecknade I.-VI.). Vilka amplitud-faskaraktäristiker hör till de olika pol-nollställediagrammen? Motivera parbildningarna. Figurerna är framtagna med hjälp av Kretslab, vilket innebär att faskaraktäristikerna är begränsade till intervallet [-360,0]. 1

2

3

RÄKNEEXEMPEL FÖRELÄSNINGAR Signaler&System del 2 π 7) Ett tidsdiskret LTI-system genererar den stationära utsignalen y[ n] = 5cos( n + ϕ ) när insignalen π π x[ n] till systemet utgörs av den stationära signalen x[ n] = cos( n) + cos( n). 2 Ge förslag på systemfunktion för detta system om systemet är: a) kausalt b) antikausalt Bestäm också fasvinkeln ϕ i de båda fallen. 8) Ett analogt filter med frekvensfunktionen 2 πf cos H( f ) = 100 f 50 0 f > 50 skall konstrueras med hjälp av ett system bestående av ett församplingsfilter (idealt LP-filter), en samplare, ett tidsdiskret filter och en ideaal rekonstruerare. Bestäm impulssvaret för det tidsdiskreta filtret, sampelfrekvensen samt församplingsfiltrets gränsfrekvens så att systemets funktion blir den önskade. sinπt 9) Signalen x( t) = översamplas med en faktor. Den så erhållna signalen nedsamplas med en t faktor 8 på sedvanligt sätt, dvs. genom filtrering med ett idealt tidsdiskret filter och decimering. Den därvid erhållna tidsdiskreta signalen y[ n] rekonstrueras idealt med en sampelfrekvens som är 1/ av den sampelfrekvens som x( t) samplades med. (Se figur nedan.) x(t) t=nt x[n] 8 y[n] R y (t) r Skissera så noggrant som möjligt spektrum för samtliga intressanta storheter.

10) Nedanstående DFT X [ k] är given. X [k] (2) (2) 1 2 3 k Bestäm motsvarande tidskontinuerliga cosinussignal x( t), om man vet att x( t) samplats med sampelperioden 2s, att samplingsteoremet är uppfyllt samt att den samplade signalen fönstrats med ett rektangulärt fönster med bredden. Ge även en tolkning av X [ k] i relation till x( t) :s spektralegenskaper. 11) Syntetisera ett antikausalt och faslinjärt tidsdiskret FIR-filter som approximerar ett idealt LP-filter (faskaraktäristik noll för alla Ω) med normerad gränsvinkelfrekvens π/2. Fönstermetoden med rektangulärt fönster, impulssvarslängd L=, skall användas. Bestäm filtrets impulssvar samt amplitudkaraktäristikens värde för Ω=0. 12) Man önskar konstruera ett tidsdiskret butterworthfilter av lågpasstyp men den normerade 3 dbgränsfrekvensen θ 0 =0.1 och en dämpning som är minst 0 db vid θ=0.15. Metoden med bilinjär transformation skall användas. a) Bestäm lägsta möjliga gradtal för detta tidsdiskreta filter samt dämpningsfaktorn vid θ=0.25. b) Det tidskontinuerliga filtret i a) tas som referensfilter vid syntes av ett tidsdiskret bandpassfilter, genom att först transformera referensfiltret till ett tidskontinuerligt BP-filter. Det tidsdiskreta BPfiltret skall ha de normerade gränsfrekvenserna θ 01 = 01. resp. θ 02 = 0. 2. Bestäm det tidskontinuerliga BP-filtrets gränsfrekvenser. 5

13) Bestäm systemfunktionen och en realisering på direktform II till ett tidsdiskret bandpassfilter med undre normerad gränsvinkelfrekvens Ω 1 = π / och övre normerad gränsvinkelfrekvens Ω 2 = π / 2 utgående från det tidskontinuerliga filtret nedan. R = 1Ω och C = 1 F. + R + x(t) C y(t) 1) Figuren på nästa sida visar amplitud- och faskaraktäristik för ett tidsdiskret filter, som har erhållits genom modifiering av ett annat tidsdiskret filter som i sin tur erhållits genom bilinjär transformation av ett tidskontinuerligt bandpassfilter. Detta bandpassfilter erhölls genom en standardmässig frekvenstransformation av ett 5:e gradens lågpassfilter av butterworthtyp. Modifieringen har gjorts genom att ett antal poler och nollställen lagts till i polnollställediagrammet för det ursprungliga tidsdiskreta filtret. Filtret, vars amplitud- och faskaraktäristik är given, har totalt 1 poler och lika många nollställen. Kurvorna har erhållits med användning av Kretslab, vilket bland annat innebär att faskaraktäristiken begränsas till intervallet ]-360,0]. Skissera pol-nollställediagram för filtret med denna amplitud-faskaraktäristik. Motivera noga. (Nivåkonstant behöver ej anges). Motivera i detalj faskaraktäristikens utseende. (Orsaker till fashoppens storlek och riktning. Orsaken till dess värde vid 0 resp. 0.5.) 6

7