ΠΛΗ 22: Βασικά Ζητήματα Δίκτυα Η/Υ

Transcript

1 ΠΛΗ 22: Βασικά Ζητήματα Δίκτυα Η/Υ 2 η ΟΣΣ / ΠΛΗ22 / ΑΘΗ.4 / Νίκος Δημητρίου (Σημείωση: Η παρουσίαση αυτή συμπληρώνει τα αρχεία PLH22_OSS2_diafaneies_v1.0.ppt, και octave_matlab_tutorial_v1.0.ppt που βρίσκονται στον υποφάκελο ΟΣΣ2 του study.eap.gr κι έχει επιπλέον παραδείγματα)

2 Βασικά θέματα 2 ης ΟΣΣ Εισαγωγή στα Σήματα Περιοδικότητα Σημάτων ΜΣ Fourier Εισαγωγή στο OCTAVE/MATLAB Εισαγωγή στα Συστήματα - Φίλτρα Γραμμικές Διαμορφώσεις ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 2

3 Στάδια Επεξεργασίας σημάτων Πηγή πληροφορίας Σημα πληροφοριας Εκτιμηση του σηματος πληροφοριας Προορισμός Πληροφορίας Κωδικοποιητής πηγής Αποκωδικοποιητής Πηγής Λεξη κώδικα πηγής Κωδικοποιητής Καναλιού Αποκωδικοποιητης Καναλιου Λέξη κώδικα καναλιού Διαμορφωτής Αποδιαμορφωτης Εκπεμπομενη κυματομορφη Λαμβανομενο σημα Κανάλι 3 ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου

4 Εισαγωγή στα Σήματα Ημιτονοειδή Σήματα Ορθογώνιος Παλμός Τριγωνικός Παλμός Κρουστικά Σήματα Σήμα Βήματος (παραπομπή στο PLH22_OSS2_diafaneies_v1.0.ppt διαφάνειες 7-19 (ορισμοί) & (παραδείγματα - εφαρμογές) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 4

5 5

6 6

7 Ιδιότητες ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 7

8 Example ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η 8 ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 8

9 Περιοδικότητα σημάτων ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 9

10 10

11 Παράδειγμα ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 11

12 Hz Examples1a,1b ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 12

13 Γραφική απεικόνιση της προηγούμενης άσκησης στο OCTAVE Παραπομπή: Για την εισαγωγή στο OCTAVE δείτε τις διαφάνειες octave_matlab_tutorial_v1.0.ppt ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 13

14 Example 1a figure; % figure creation Ts=1./50; % sample duration (sampling frequency=50hz) t=0:ts:10000.*ts; %create time samples x1=cos(5.*pi.*t); % 1 st signal with frequency 2.5Hz x2=cos(pi.*t./2); % 2 nd signal with frequency 0.25Hz plot(t,x1,'b'); %plot 1 st signal b is for blue line xlabel('time (sec)'); % label of x- axis ylabel('amplitude (Volt)'); % label of y-axis hold; %hold the first plot plot(t,x2,'r'); % plot the 2 nd signal r is for red line legend('x1(t)','x2(t)'); % show which plot corresponds to which signal grid; % show a rectangular grid axis([ ]); %adjust axis scaling : x axis between [0,16] and y axis between [-3,3] figure; % figure creation plot(t,x1+x2,'k'); plot the sum of x1(t) and x2(t) xlabel('time (sec)'); % label of x- axis ylabel('amplitude (Volt)'); % label of y-axis legend('x1(t)+x2(t)'); % show to which signal the plot corresponds axis([ ]); %adjust axis scaling : x axis between [0,16] and y axis between [-3,3] grid % show a rectangular grid ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 14

15 Example 1a Περίοδος x1(t) Περίοδος x2(t) Ο κάθε κύκλος του x1(t) χωράει ακέραιες φορές (10) στον κύκλο του x2(t) T2=10 x T1 (Γενικότερα, θα πρέπει ακέραιοι κύκλοι του ενός σήματος να χωράνε σε ακέραιους κύκλους του άλλου σήματος m x T2=n x T1 ) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 15

16 Example 1a Περίοδος x1(t)+x2(t) Το αποτέλεσμα του αθροίσματος x1(t)+x2(t) είναι ένα περιοδικό σήμα ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 16

17 Παραλλαγή Διαφοροποίηση cos(5t) cos(5t) sec π/10 Άρρητος άρα το σήμα είναι μη περιοδικό ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 17

18 Example 1b figure; % figure creation Ts=1./50; % sample duration (sampling frequency=50hz) t=0:ts:10000.*ts; %create time samples x1=cos(5.*t); % 1 st signal with frequency 2.5/pi Hz Διαφοροποίηση σε σχέση με το example 1a x2=cos(pi.*t./2); % 2 nd signal with frequency 0.25Hz plot(t,x1,'b'); %plot 1 st signal b is for blue line xlabel('time (sec)'); % label of x- axis ylabel('amplitude (Volt)'); % label of y-axis hold; %hold the first plot plot(t,x2,'r'); % plot the 2 nd signal r is for red line legend('x1(t)','x2(t)'); % show which plot corresponds to which signal grid; % show a rectangular grid axis([ ]); %adjust axis scaling : x axis between [0,16] and y axis between [-3,3] figure; % figure creation plot(t,x1+x2,'k'); plot the sum of x1(t) and x2(t) xlabel('time (sec)'); % label of x- axis ylabel('amplitude (Volt)'); % label of y-axis legend('x1(t)+x2(t)'); % show to which signal the plot corresponds axis([ ]); %adjust axis scaling : x axis between [0,16] and y axis between [-3,3] grid % show a rectangular grid 18 ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου

19 Example 1b Περίοδος x1(t) Περίοδος x2(t) Ο κάθε κύκλος του x1(t) ΔΕΝ χωράει ακέραιες φορές στον κύκλο του x2(t) T2=(10/π) x T1 ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 19

20 Example 1b Το αποτέλεσμα του αθροίσματος x1(t)+x2(t) ΔΕΝ είναι περιοδικό σήμα ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 20

21 Σημείωση: Να δείτε και το αρχείο demo_code_oss1_ που περιέχει τις εντολές για το demo που είδαμε στην ΟΣΣ και το οποίο σχετίζεται με την ύλη της περιοδικότητας αθροισμάτων σημάτων ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 21

22 Περιγραφή σημάτων στα πεδία χρόνουσυχνοτήτων (παραπομπή στο PLH22_OSS2_diafaneies_v1.0.ppt διαφάνειες 37-47) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 22

23 23

24 24

25 25

26 Από το μονόπλευρο στο αμφίπλευρο φάσμα πλάτους εισαγωγή στους μιγαδικούς αριθμούς (i) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 26

27 Από το μονόπλευρο στο αμφίπλευρο φάσμα πλάτους εισαγωγή στους μιγαδικούς αριθμούς (ii) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 27

28 Από το μονόπλευρο στο αμφίπλευρο φάσμα πλάτους εισαγωγή στους μιγαδικούς αριθμούς (iii) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 28

29 (συνέχεια από τη διαφάνεια 24) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 29

30 βλ. διαφάνεια 47 για τις σχέσεις Euler ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 30

31 31

32 32

33 33

34 Βασικοί Κανόνες περιοδικότητας στα πεδία χρόνουσυχνοτήτων: Θεμελιώδης Ορισμός: Στο πεδίο του χρόνου: Η έκφραση του σήματος αποτελείται από άθροισμα περιοδικών σημάτων με περιόδους που ικανοποιούν τη σχέση Στο πεδίο των συχνοτήτων: Το φάσμα πλάτους αποτελείται από διακριτούς παλμούς σε συχνότητες που ικανοποιούν τη σχέση f=k 1 f 1 =k 2 f 2 = =k N f N, k 1,k 2 k N ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 34

35 Μετασχηματισμοί Fourier Βασικών σημάτων tri(t) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 35

36 Βασικές Ιδιότητες ΜΣ Fourier ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 36

37 Παραδείγματα Ιδιότητα αλλαγής κλίμακας rect t F sinc f F j 10 2 f 10 sinc rect t e f Ιδιότητα χρονικής μετατόπισης F 1 cos 2 10t f f Ιδιότητα δυϊσμού 1 F t 10 t 10 cos 2 10 f cos 2 10 f 2 ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 37

38 Συστήματα - Συνέλιξη (παραπομπή στο PLH22_OSS2_diafaneies_v1.0.ppt διαφάνειες 33-35, 51-56) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 Ο μετασχηματισμός Fourier της κρουστικής απόκρισης F h t H f αντιστοιχεί στη συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος οπότε ισχύει: * y t x t h t F F F Y f X f H f ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 43

44 Γραμμικές Διαμορφώσεις (παραπομπή στο PLH22_OSS2_diafaneies_v1.0.ppt διαφάνειες 66-81) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 44

45 Διαμορφώσεις Πλάτους-Βασικές αρχές Βασίζονται στην ιδιότητα μετατόπισης φάσματος Αν F x t X f Τότε 1 x t f t X f f X f f 2 F cos 2 c c c Είδη διαμορφώσεων πλάτους Double Side Band (DSB) xdsb t x t Ac cos 2 fct Single Side Band (SSB) Προκύπτει από την DSB με κατάλληλο φιλτράρισμα μιας πλευρικής ζώνης ΑΜ xam t 1 x t Ac cos 2 fct Σήμα πληροφορίας Φέρον σήμα ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 45

46 Διαμόρφωση ΑΜ (πεδίο συχνοτήτων) ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 46

47 Διαμορφώσεις DSB/SSB (πεδίο συχνοτήτων) DSΒ: περιλαμβάνει και τις 2 πλευρικές ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 47

48 Παραδείγματα ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 48

49 ΓΕ1/0809/Θ4 ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 49

50 50

51 51

52 52

53 53

54 54

55 55

56 56

57 ΓΕ1/0405 ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 57

58 58

59 59

60 60

61 61

62 ΓΕ1/1314 ΕΑΠ/ΠΛΗ22/ΑΘΗ.4/2η ΟΣΣ/ /Ν.Δημητρίου 62

63 63

64 64

65 65

66 66

67 67

68 68

69 69

70 70

71 71

72 72

73 73

74 74

75 75

76 76

77 77

78 78