ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο Μετασχηματισμός Z. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-z

Transcript

1 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο Μετασχηματισμός Z ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

2 Ποιός είναι ο DTFT της u(n)?? u(n) e πδ(ω πk) j ω k ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

3 Τι περιλαμβάνει μετασχ. - ορισμός αντίστροφος μετασχ.- ιδιότητες μετασχ.- πόλοι και μηδενισμοί απόκριση συχνότητας εφαρμογές ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 3

4 Μετασχ. - Ορισμός X ( ) x( n) n0 n Μιγαδική συχνότητα e jω X() x(n) n jωn e ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 4

5 Παράδειγμα x(n)= {, 3, 4,, 0, } Ποιος είναι ο μετασχ.??? X ( ) x( n) n0 n X()= ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 5

6 Αντίστροφος Μετασχηματισμός Ζ x(n) Z [X()] πj C X() n d C είναι ένας κλειστός δρόμος που περικλείει την αρχή των αξόνων του μιγαδικού επιπέδου βρίσκεται μέσα στη περιοχή σύγκλισης περικλείει όλους τους πόλους της Χ() ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 6

7 Παράδειγμα X ( ) x( n) n0 n Να υπολογιστεί ο Μετασχηματισμός - της ακολουθίας x(n)=, 0.8, 0.64,. Από τον ορισμό : X() = = =+(0.8 - )+(0.8 - ) +(0.8 - ) = < >0.8 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 7

8 Παράδειγμα X ( ) x( n) n0 n Να υπολογιστεί ο Μετασχηματισμός - της ακολουθίας x(n)=, -0.8, 0.64,. Από τον ορισμό : X() = = =+( )+( ) +( ) = < >0.8 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 8

9 Παράδειγμα X ( ) x( n) n0 n Να υπολογιστεί ο Μετασχηματισμός - της ακολουθίας x(n)=δ(n) Από τον ορισμό : X() = 0 = Μετασχηματισμός της ακολουθίας x(n)=δ(n-) Από τον ορισμό : X() = = - Μετασχηματισμός της ακολουθίας x(n)=δ(n)+δ(n-)+0.δ(n-) Από τον ορισμό : X() = ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 9

10 D ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 0

11 Μιγαδικό επίπεδο Im() e jω επίπεδο- Re() μοναδιαίος κύκλος = ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

12 Περιοχή Σύγκλισης region of convergence (ROC) Το σύνολο των τιμών του που ο Χ() υπάρχει ονομάζεται περιοχή σύγκλισης Kαθορίζεται από δύο θετικούς αριθμούς R x+ και R x- : R x- < <R x+ Im() ROC R x+ Η μορφή του ROC είναι ένας δακτύλιος Re() R x- Το επίπεδο, και ένα γενικό ROC ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

13 Παράδειγμα Θα υπολογίσουμε το μετασχ.- της u(n) Υπολογίζουμε: X() n x(n) n n0 n 3... > Επομένως η Περιοχή Σύγκλισης (ROC) βρίσκεται έξω από ένα κύκλο ακτίνας = Εάν επιλέξουμε την τιμή = έχουμε ότι Χ()= = Χ() = δηλ. η σειρά συγκλίνει γιατί η τιμή = ROC ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 3

14 Παράδειγμα Επίπεδο > ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 4

15 Ακολουθίες θετικού και αρνητικού χρόνου x (n)=a n u(n) για n>0 x(n) X () a εάν > a 0 n ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 5

16 6 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- b b b b ) b ( x(n) () X b 0 n n n n n n n n n n n Το συμπέρασμα από τη μελέτη των δύο παραπάνω ακολουθιών είναι ότι ενώ για a=b, οι μετασχ., είναι ίδιοι: Χ ()=X (), oι αντίστοιχες ακολουθίες x (n) και x (n) είναι διαφορετικές. n 0 x(n) x (n)=-b n u(-n-) για χρόνους (n-) <b

17 7 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- Παράδειγμα Έστω το σήμα x(n)=α n u(n)-b n u(-n-) έχουμε : b a b a b ROC :, b a ROC:, a b a X() 0 n n n n n

18 Πόλοι-μηδενισμοί ιδιότητες του ROC Οι ρίζες του παρονομαστού και οι ρίζες του αριθμητού μίας συνάρτησης Χ() ονομάζονται αντίστοιχα πόλοι και μηδενισμοί της Χ() Ισχύει ότι το ROC δεν μπορεί να περικλείει ένα πόλο της Χ() Tο ROC είναι μία συνεκτική περιοχή δηλ. δεν μπορεί να αποτελείται από σύνολο επιμέρους τμημάτων. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 8

19 Πίνακας Μετασχηματισμών Ζ δ(n) και περιοχών για καθε σύγκλισης u(n) για nu(n) ( ) ( ) n a u(n) a a n a na u(n) ( a ) για για a γιά a u( n ) γιά sinω sin(nω)u(n) cosω για cosω cos(nω)u(n) cosω για n a sinω a sin(nω)u(n) a cosω a για a n a cosω a cos(nω)u(n) a cosω a για a ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 9

20 Αντίστροφος μετασχηματισμός Ζ ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 0

21 Αντίστροφος μετασχηματισμός Μέθοδος Ολοκληρωτικών υπολοίπων Θεώρημα των ολοκληρωτικών υπολοίπων του Cauchy : j n x(n) Z X() X() d C n res[x() ] Όπου: m n d Res[ X()] lim [ p (m )! p m i i d για πόλους m τάξεως και n n Res[ X()] lim[( pi ) X()] pi pi για πόλους ης τάξεως n X()( p ) i m ] ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

22 Παράδειγμα H( ) 0.5 n h[ n] Re s 0.5 p p n n Re s n n 0.5 Re s hn [ ] 0.5 n p m 0.5 n ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

23 Παράδειγμα H( ) 0.5 n h[ n] Re s 0.5 n 0 0 p h(0) Re s m p m ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 3

24 n 0 n h[ n] Re s 0.5 p m h(n) n n ( 0.5) ( ) n n h(n) u(n ) 3 3 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 4

25 Αντίστροφος μετασχηματισμός Μέθοδος μακράς διαίρεσης Εκτελούμε την διαίρεση (long division) Παράδειγμα : X.. 3 [......] Αρα x(n)=0,, -.,.44, ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 5

26 Αντίστροφος μετασχηματισμός Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα Η μέθοδος αυτή είναι η πλέον διαδεδομένη Βασίζεται στην μετατροπή της Χ() σε απλά κλάσματα ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 6

27 X() ή X( )? ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 7

28 X( ) Yλοποιείται με τα εξής βήματα: Εάν η Χ() έχει την μορφή : X M bo b... bm N a... a N Μ>Ν τροποποιούμε: X b b... b N MN o N k C N k a... a N k0 R P N M N k X k k k0 C k k Και τελικά x(n) N MN Rk Z Ckδ(n k) k pk k0 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 8

29 απλός πόλος Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα Παράδειγμα X Να βρεθεί η x(n) όταν: 3 4 X( ) Πόλοι:, 3 x x /3 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 9

30 Παράδειγμα (συνέχεια) x x /3 Εάν : xn u( n) u n 3 n Εάν : 3 xn u( n ) u n 3 n Εάν : 3 3 xn u n u n n ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 30

31 Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα Παράδειγμα X() ( )( ) X() A B Γ Τελικά: x(n)=δ(n-)+u(n-)- (0.5) n- u(n-) για ROC: > Τι «συμφέρει»??? ή - ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 3

32 X() Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα Παράδειγμα 3 H() ( )( 0. 5) h(n) 6u(n) 4( 0. 5) n u(n) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 3

33 Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα Παράδειγμα 3- β λύση H() ( )( 0. 5 ) h(n) 6u(n) 4( 0. 5) n u(n) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 33

34 X() H() Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα- Παρατήρηση Τι γίνεται όταν ο βαθμός του αριθμητού είναι ίδιος με τον βαθμό του παρονομαστού? H() ( )(0.5) B A 0.5 A H() B H()( ) H()( 0.5) n h(n) (n) u(n ) 3.5(0.5) u(n ) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 34

35 H() X() Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα- Παράδειγμα 4 Μιγαδικός πόλος X() ό a 0.5,b ( a jb)( a jb) X() a jb a jb jb jb jb n n x(n) (a jb) (a jb) n/ jn jn b (a b ) e e tan jb a x(n) (0.3) n / sin(.934n) a n sin( nω)u(n) asin ω a cosω a για a ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 35

36 X( ) Μέθοδος ανάπτυξης σε μερικά κλάσματα- Παράδειγμα 5 Διπλός πόλος X () ( 0.9 ) ( 0.9 ) : >0.9 X() ( ) λεπτομέρειες ( 0.9 ) h(n)= n u(n)+5/9 (n+) 0.9 n+ u(n+) +0.5 (-0.9) n u(n) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 36

37 37 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- Για το Β Γ ). ( B. Α ). ( ). ( () X ). Γ( ). ( ). B(. ). Α( ). ( ). ( ). ( ) 0.9 ( B ) 0.9 A( B A... A.... ). Γ( d d B d d ). ( d d A. d d.. Για το Α

38 Αντίστροφος μετασχηματισμός από την εξίσωση διαφορών α) θεωρούμε ότι H αντιστοιχεί σε ένα σύστημα h n X() H() Y() β) χρησιμοποιούμε την ιδιότητα m x n m X Παράδειγμα ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 38

39 H Έχουμε : H Y X 3 3 Y X Y X Y X 3 Y 3 X από την οποία προκύπτει : yn 3yn y n xn 3 xn nhn3hn hn n 3 h00 h 0 h0 h3 h 4.5h 3 0.5h 0.75 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 39

40 H ( Η Η Η 3 4 ( ( ( 9 4 ) ) 0.5 ) 0.8 ) Matlab imp filter - residue imp(b,a) filter(b,a,[ eros(,n-)]) residue(b,a) [b,a]=residue([r(:)],[p(:)],0); [b,a]=residue([r(3:4)],[p(3:4)],0); h (n)= h (n)= h 3 (n)= h 4 (n)= ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 40

41 g H () x(n) H () y(n) g x (n) H () H () y(n) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 4

42 Ιδιότητες Μετασχηματισμού Ζ Γραμμικότητα Αν η x(n) έχει μετασχηματισμό τον X() και η y(n)έχει μετασχηματισμό τον Y() με περιοχές σύγκλισης και R αντίστοιχα τότε : R x Z ax n by n ax by y Kαθυστέριση - μετατόπιση στο χρόνο Αν η x(n) έχει μετασχηματισμό τον X() τότε : m x n m X Παράδειγμα: n o n X n n0 n no n no X n no n0 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 4

43 Ιδιότητες Μετασχηματισμού (συνέχεια) Συμπεριφορά για n Αν η x(n) έχει μετασχηματισμό τον X() lim n x n lim X Παράδειγμα To σύστημα H Y() Η έξοδος είναι: Στην σταθερή κατάσταση 0.8 X()H() έχει είσοδο την u(n). n lim yn lim H lim 5 n έχουμε: Επιβεβαίωση ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 43

44 Y() X()H() Αναλύομε σε μερικά κλάσματα: Y() A B y(n) 5u(n) 40.8 n u(n) Για n y(n)=5 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 44

45 Ιδιότητες Μετασχηματισμού (συνέχεια) Θεώρημα συνέλιξης εάν x (n) X () και (n) X () x τότε x(n) x(n) X ()X() ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 45

46 και * xn h n y n x n h n yn yn Παράδειγμα X 3 και H 3 4 X H δηλαδή όπως και προηγουμένως ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 46

47 Άλλες ιδιότητες Μετασχηματισμού Ζ (συνέχεια) Αντιστροφή στο χρόνο Αν x(n) X() τότε x(-n) Χ( - ) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 47

48 Παράδειγμα Να υπολογιστεί ο μετασχηματισμός της x(n)= n u(-n) Παρατηρώ ότι: x(n)= n u(-n)=(/) -n u(-n) Για την y(n)=(/) n u(n) Y() Επειδή y(-n)=x(n) Χ() Y( ) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 48

49 Άλλες ιδιότητες Μετασχηματισμού Ζ (συνέχεια) Παράγωγος Αν x(n) X() τότε nx(n) dx() d ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 49

50 Παράδειγμα Να υπολογιστεί ο μετασχηματισμός της n x n na u n Ισχύει ότι n a u n a Z επομένως θα είναι και n a Z un a a a χρησιμοποιώντας την ιδιότητα της αντιστροφής στο χρόνο n Z a u n a a Και τελικά με την ιδιότητα της παραγώγου προκύπτει ότι n x n na u n d a d a a a ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 50

51 Μετασχ. Μετασχ. Laplace Μετασχ. Fourier ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 5

52 Ιδιότητες Μετασχηματισμού Μετασχηματισμός του επιπέδου s στο επίπεδο (Laplace ) Ψηφιακό σήμα x(n) x(k) (n k) k0 Μετασχηματισμός- X() n0 x(n) n Το σήμα συνεχούς χρόνου x(t) x(kt) (t kt) k0 Μετασχηματισμός Laplace X(s) n0 x(nt)e nts Mε σύγκριση των παραπάνω : =e Ts ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- ΔΠΜΣ 5

53 =e Ts s=d+jω =e Td e jωt Για d=0 s=jω = και = ω = ΩΤ=π/t T δηλ. ο άξονας jω του επιπέδου s (λωρίδες π/τ) απεικονίζεται στο μοναδιαίο κύκλο του επιπέδου. Για d<0 = e Td e jωt = e Td < δηλ. το αριστερό ημιεπίπεδο του επιπέδου s απεικονίζεται στο εσωτερικό του μοναδιαίου κύκλου του επιπέδου. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 53

54 =e Ts jω επίπεδο-s Im() επίπεδο- π j Τ d Re() μοναδιαίος κύκλος ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 54

55 Mετασχηματισμός- και Fourier Μετασχηματισμός DTFT Μετασχηματισμός - j X e x n e X ( ) x( n) n0 jn n Αν μια ακολουθία x(n) έχει μετασχηματισμό- τον X() και μετασχηματισμό Fourier (DTFT) τον X(e jω ) τότε : X(e jω ) X() e Aπό τη σχέση αυτή υπολογίζεται η απόκριση συχνότητας (μετασχηματισμός Fourier - DTFT) jω ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 55

56 = μηδενισμός πόλος ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 56

57 Υπολογισμός της απόκρισης συχνότητας από τον μετασχηματισμό Παράδειγμα H() Να βρεθεί η Η(e jω ) για ω=π/4 jω jω e H(e ) jω e συνω jημω συνω jημω συν45 jημ45 συν45 jημ j j o j e μηδενισμός =e jπ/4 πόλος ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 57

58 Γεωμετρικός υπολογισμός της Απόκρισης συχνότητας (DTFT) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 58

59 Παράδειγμα H() H(ω) e e jω jω Επίπεδο j e 0.8 e jω j e 0.8 Η ω=π ω ω=0 π π 3π ω ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 59

60 Απόκριση Συχνότητας (συνέχεια) j X e x n e jn Υπολογισμός του X(e jω ) Χ(e jω ) Χ(e jω )Χ * (e jω ) Χ(e jω )Χ (e jω ) X()X( ) e jω Η ιδιότητα αυτή διευκολύνει πολύ τον υπολογισμό της απόκρισης πλάτους παράδειγμα ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 60

61 Απόκριση Συχνότητας - Παράδειγμα Να υπολογιστεί η απόκριση του H Βήμα ο : H()H( ) Βήμα ο : υπολογίζουμε H e j ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 6

62 Περιγραφή Συστημάτων στο Επίπεδο Πόλοι και Μηδενισμοί Συνάρτηση Μεταφοράς ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 6

63 Συνάρτηση Συστήματος Ορίζουμε ως συνάρτηση συστήματος την : H() Z{h(n)} h(n) n Λόγω της ιδιότητας της συνέλιξης η απόκριση Y() του συστήματος αυτού σε σήμα εισόδου X() είναι : Y()=H()X() ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 63

64 Από την εξίσωση διαφορών: N y(n) a y(n k) b x(n m) M k k m0 m Υπολογίζεται N M k m Y() a k Y() bm X() k m0 και βρίσκεται η H(): Η συνάρτηση αυτή μπορεί να γραφτεί: H() Y() X() b 0 NM H() M m N k Y() X() ( ( m k ) ) M b m m0 N k a k m k μηδενισμοί πόλοι ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 64

65 Πόλοι μηδενισμοί - Παράδειγμα Δεδομένων των πόλων και μηδενισμών εύκολα βρίσκεται η συνάρτηση μεταφοράς x Μοναδιαίος κύκλος x 7 o x X. 0.5 j j X ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 65

66 Και κάθε σήμα περιγράφεται στο πεδίο- από πόλους και μηδενισμούς πχ. η u(n) Επίπεδο - u(n) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 66

67 Ευστάθεια στο επίπεδο Ζ Ευστάθεια γραμμικών συστημάτων στο πεδίο του χρόνου: h(n)= h(k) Στο πεδίο του μετασχ.- έχουμε αντίστοιχη σχέση: Ενα σύστημα είναι ευσταθές όταν οι πόλοι του ευρίσκονται μέσα στον μοναδιαίο κύκλο. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 67

68 Ευστάθεια στο επίπεδο Ζ - Παράδειγμα H() Y() X() a Σύμφωνα με το προηγούμενο θεώρημα το σύστημα είναι ευσταθές εάν α< επαλήθευση : h(n)=z - a = a n u(n) h(n)=[ a a a 3...] Είναι προφανές ότι για ευστάθεια πρέπει a< ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 68

69 Ευστάθεια στο επίπεδο Ζ - Παράδειγμα Y a X a a H Y Y X y n y n x n hn 4 6 0, 0,, 0, a, 0, a, 0, a,... ευστάθεια a ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 69

70 Ευστάθεια στο επίπεδο Ζ (συνέχεια) r Επίπεδο - θ Για ένα σύστημα ας τάξεως εκφράζουμε τους πόλους στη μορφή H( ) (... j re, re j )( rcos r ) ( re Για ευστάθεια: r< j )( και έχουμε: re j ) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 70

71 Συστήματα Κάθε σύστημα υψηλής τάξεως μπορεί να παρασταθεί από συστήματα ης και ας τάξεως σε διαδοχική ή παράλληλη σύνδεση. x(n) H () H () H k () y(n) c 0 H () x (n) H () y(n) H k () ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 7

72 Σύστημα -συνάρτηση ης τάξεως H() p. H() a Σύστημα-συνάρτηση ας τάξεως H() bo b j ( re b )( re j ) bo b b rcos r H() r cos r ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 7

73 Συστήματα ης τάξεως H p Η απόκριση συχνότητας Η(e jω ) σχετίζεται με τον πόλο της συνάρτησης. H() a Ο πόλος είναι πάντα πραγματικός αριθμός Για ω=0 και ω=π η ενίσχυση είναι: 0 e G G(0) 0 e a a G G(π) jπ e jπ e a a Εάν a>0 βαθυπερατό φίλτρο Εάν a<0 ηψιπερατό φίλτρο ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 73

74 .συνέχεια H() a a επίπεδο a H(ω) H(ω) G G G π ω G π ω a n h(n) h(n) (-a) n ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 74

75 Συστήματα ης τάξεως - συμπερασματικά: Όσον ο πόλος κινείται πιο κοντά στον μοναδιαίο κύκλο (a): η «κορυφή» αυξάνει το εύρος ζώνης μειώνεται, και η κρουστική απόκριση εξασθενεί πιο αργά. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 75

76 76 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- Συστήματα ας τάξεως a a b b b () H o Εάν οι πόλοι είναι μιγαδικοί:, =re ±jθ ) re )( re ( b b b () H jθ jθ o o r r cosθ b b b () H Επίπεδο - r θ

77 ..συνέχεια Aπόκριση συχνότητος Ας θεωρήσουμε μόνο τους πόλους (μηδενισμούς μόνο στο =0): x r θ H() rcos r x ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 77

78 Τι γίνεται όταν μεταβάλλεται η γωνία θ H() rcos r x r x r x r x x x r x r θ=0 r θ r x x x x x ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 78

79 magnitude --> db Τι γίνεται όταν μεταβάλλεται η απόσταση r H() rcos r x x x r=0.5 r=0.7 r= frequency --> rad x ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 79

80 Συμπερασματικά r η απόκριση γίνεται οξεία και το εύρος ζώνης ελαττώνεται. Η κρουστική απόκριση έχει μικρότερο ρυθμό εξασθένησης. r= έχουμε σύστημα ταλαντωτή. θ=0 βαθυπερατό φίλτρο θ=π υψιπερατό. Σε ενδιάμεσα θ έχουμε ζωνοδιαβατά φίλτρα. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 80

81 Παράδειγμα (πόλοι πάνω στο μοναδιαίο κύκλο) Δίνεται : y(n)=y(n-)-y(n-)+x(n)+x(n-) H() rcos r () j ( e ( ) )( e H / 3 j / 3 ) x e e jπ/3 jπ/3 e e jπ/3 jπ/3 θ=π/3 x j /3 jn/3 j /3 jn/3 h(n) e e u(n) e e u(n) 4cos (n ) u(n) 3 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 8

82 .συνέχεια h(n) n Παρατήρηση: Η συχνότητα του ταλαντωτή είναι π/3 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 8

83 Παράδειγμα (πόλοι μέσα στο μοναδιαίο κύκλο) H() rcos r Για το σύστημα: y(n) y(n ) 4 y(n ) x(n) H() 3 e e jπ/ 6 jπ/ e e jπ/ 6 jπ/ 3 x x r=/ θ=π/3 Η εξασθένηση h(n) 3 n cos π 3 n π u(n) 6 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 83

84 Ζωνοδιαβατά φίλτρα ας τάξεως Έχουν: πόλους πλησίον του μοναδιαίου κύκλου μηδενισμούς στο ω=0 και ω=π ( = και =-) H( ) H( e jω cosω ) ω 6 ω.. cos. cos x x r=0.9 θ=π/3 Πόλοι= i i απόκριση ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 84

85 Η(e jω ) x ω ο x H m H() rcos r H m ω ο =θ r=? Πως σχετίζεται με το Δω? ω ο Δω ω / π Aπόκριση συχνότητας του ζωνοδιαβατού φίλτρου. Διακρίνονται: η κεντρική συχνότητα ω ο και οι μηδενισμοί (ω=0 και ω=π) το εύρος ζώνης Δω, ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 85

86 (Γεωμετρικός) Σχεδιασμός ενός ταλαντωτού p Re jω o ο τεταρτημόριο Α ω ο -ω ο P Q Δω Β 0 ω το σύστημα αυτό έχει την εξής συνάρτηση μεταφοράς H() ( Re jω ο G )( Re jω ο ) R cosω G ο R ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 86

87 H...συνέχεια H απόκριση-επιπ π/ π Α P Q Δω Β 0 ω o ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 87

88 ...συνέχεια P Α Q G H( ) PA P* A G H(ω ) Q PQ P*Q) 0 ω Δω Β H( ( Q ) ) PQ PA Από την τελευταία σχέση συνεπάγεται ότι αν το PQA είναι ορθογώνιο τρίγωνο θα είναι και ισοσκελές δηλ. ΑQ=PQ. Άρα Δω = μήκος τόξου ΑΒ=ΑQ=PQ=(-OP)=(-R) Συμπέρασμα Δω=(-R) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 88

89 παράδειγμα Να σχεδιασθεί ένας ταλαντωτής ( πόλων) με μέγιστο στη συχνότητα f o =500H εύρος ζώνης Δf=3H και συχνότητα δειγματοληψίας f s = 0KH Αρχικά υπολογίζονται οι κανονικοποιημένες τιμές ω ο =πf o /f s =0.π rad Δω=πΔf/f s = π 0.0 (-R)=0.0 R=0.99 Από την τιμή αυτή υπολογίζονται οι οι παράμετροι του ταλαντωτή ως εξής: ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 89

90 H() Rcos R a R cos 0.99 cos a R G R R R cos Αρα η συνάρτηση H() είναι: H H f f k H ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 90

91 Εξίσωση Διαφορών - Λύσεις ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 9

92 Μονόπλευρος Μετασχηματισμός Ζ Ο μονόπλευρος μετασχηματισμός- ενός σήματος x(n) ορίζεται η μιγαδική συνάρτηση X ( ) x( n) n Z[ x( n) u( n)] n0 Στον μονόπλευρο μετασχηματισμό αθροίζουμε από το μηδέν ανεξάρτητα αν η ακολουθία είναι αιτιατή ή όχι. Για αιτιατά σήματα ο μονόπλευρος μετασχηματισμός- ταυτίζεται με τον δίπλευρο μετασχηματισμό- ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 9

93 Παρατηρήσεις Η αξία και το νόημα του μονόπλευρου μετασχηματισμού- βρίσκεται στην λύση εξισώσεων διαφορών με αρχικές συνθήκες Ο μονόπλευρος μετασχηματισμός- δεν περιέχει πληροφορία για το σήμα στις αρνητικές χρονικές στιγμές Ο μονόπλευρος μετασχηματισμός- ταυτίζεται με τον δίπλευρο του σήματος x(n)u(n) και δεν χρειάζεται να ορίζουμε περιοχή σύγκλισης Για τον μονόπλευρο μετασχηματισμό- ισχύουν όλες οι ιδιότητες του μετασχηματισμού- εκτός από την ιδιότητα της μετατόπισης (καθυστέρησης) που ορίζεται στη συνέχεια. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 93

94 Αρχικές συνθήκες ιδιότητα μετατόπισης Εάν Χ + () είναι ο μονόπλευρος μετασχ- του x(n) τότε x(n-k) έχει τον εξής (μονόπλευρο) μετασχ.- : Z [x(n k)] Z[x(n k)u(n)] mk mk k x(m) x(m) X () (mk ) (mk) m0 X x(m) () x( ) k m n0 k x(n k) x( ) mk k k n x(m) nmk (mk )...x( k) mk m0 x(m) x(m) m (mk ) Δηλαδή εκτός από την καθυστέρηση των k σημείων θα πρέπει να προστεθούν και k όροι για να εκφράσουν τις k αρχικές συνθήκες. k ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 94

95 Παραδείγματα Αν y( n) x( n ) Y() X() x( ) Αν y( n) x( n ) Y() X() x( ) x( ) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 95

96 Παραδείγματα - συνέχεια Δίνεται η εξής Εξ.Διαφορών: y( n) a y( n ) x( n) Πως γίνεται ο Μετασχ.- αν δίνονται και μη μηδενικές αρχικές συνθήκες?? Y a Y y( ) X Y a X a y( ) Y X a y( ) a - ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 96

97 Εξίσωση Διαφορών Ομογενής και μερική λύση -Παράδειγμα Δίνεται η εξίσωση διαφορών: y(n)- 3 / y(n-)+ / y(n-)=x(n) Όπου: x(n) n u(n) 4 και οι αρχικές συνθήκες είναι: y(-)=4 και y(-)=0 n0 Για την εύρεση της y(n) έχουμε: Y() 3 Y() ( y(n) Y() y( ) Y() y( ) y( ) 9 4 )( )( 4 ) 3 n u(n) u(n) n u(n) ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 97

98 .συνέχεια Η παραπάνω λύση της εξ. διαφορών μπορεί να χωρισθεί σε δύο τμήματα. y ( n) 3 4 n u( ) y n) u( n) u( ) n n ( 3 n Η y (n) είναι η μερική λύση και η y (n) η λύση της ομογενούς. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 98

99 Μετασχ.- Εφαρμογές ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 99

100 Ισοσταθμιστές (Equalier) ας τάξεως Για equalier ας τάξεως με μηδενισμούς στην ίδια συχνότητα με τους πόλους έχουμε: p re Re jω o jω, o, p re jω Re o, jω o H() rσυνω Rσυνω ο ο r R ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 00

101 r<r r>r =0.98*exp(j*pi/3) =0.98*exp(-j*pi/3) p=0.99*exp(-j*pi/3) p=0.99*exp(j*pi/3) 0.6 ω ο Συχνότητα xπ ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 0

102 Παράδειγμα Δίνεται για τους πόλους R=0.98, ω ο =0.4π. Να βρεθεί η H() για εξισωτή που έχει μηδενισμούς r ή r ή r Από την σχέση : H() r cos r Rcos R r H r H r H ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 0

103 equaliers ης τάξης με μηδενισμούς στην ίδια συχνότητα με τους πόλους και = (στον μοναδιαίο κύκλο) Notch Filters--- Eπειδή για την H() b b a a ισχύουν eros:... e poles: Re j o j o a Rcos a R b cos b a a Rb R b μπορεί να πάρει την μορφή : H( ) b b N b N b R R R ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 03

104 Η προηγούμενη σχέση μπορεί να γενικευτεί για συναρτήσεις υψηλής τάξεως Η Η(ω) είναι επίπεδη εκτός από μια περιοχή γύρω από τους μηδενισμούς του παρανομαστή Ν() M b b... b N M H( ) M M R b Ro b... R b M N R ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 04

105 H(e jω ) Παραμετρικοί εξισωτές υψηλής τάξεως - παράδειγμα πόλοι μηδενισμοί R=0.98 ω ο =0.π ω xπ ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 05

106 Notch Filters Παράδειγμα Ένα σύστημα με συχνότητα δείγματος f έχει παρεμβολές s 600H από το δίκτυο δηλαδή σε συχνότητες f και αρμονικές: s 60H fk k60h. Να σχεδιασθεί ένα φίλτρο, που να μηδενίζει τις παρεμβολές αυτές. Αυτό θα είναι ένα notch filter με μηδενισμούς στα f 0. ή γενικά: f s ω k k 0. k Οι τιμές του k βρίσκονται από: 0. k k 0 Δηλαδή k 0,,...9 ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 06

107 Αρα 9 9 j 0. k j k N e e και H() ( ) p p 0 0 Μια επιλογή του p ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 07

108 Γεννήτριες Ημιτονικών Σημάτων Για τις γεννήτριες ημιτονικών σημάτων ισχύει : sin sin R h n R n n u n H Rcos R Απόδειξη ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 08

109 n H R sin n 0 n R 0 e n j n e j j n n n n n j j j j R e R e R e R e j 0 j 0 0 j R e R e j j j R e R e j R cos R R cos0 j sin cos j sin j R cos R Rsin Rcos R j ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 09

110 Γεννήτριες Περιοδικών Σημάτων Ένα περιοδικό σήμα έχει την μορφή: h b, b,..., b, b, b,..., b,... o D o D Θα μελετήσουμε την διαδικασία παραγωγής του με το επόμενο παράδειγμα: Εστω ότι η περίοδος του είναι D=4 σημεία: h=[b 0 b b b 3 b 0 b b b 3..] βρίσκεται ότι ο αντίστοιχος μετασχ- είναι : H bo b b b ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 0

111 επειδή o 3... H b b b b h n b b b b b b b b o o 3 b b b b... o o o b b b b b b b b o 3 b b b 8 9 b b b b b... o 3 o x The Maclaurin series: x x x b ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

112 Ακουστικά Εφέ - Comb Filters Καθυστερήσεις To σήμα, που ακούμε συνήθως, είναι άθροισμα της ηχητικής πηγής και του ανακλωμένου από διάφορα σημεία, που έρχονται με κάποια καθυστέρηση. Απλή ανάκλαση Ηχώ (Echo) y(n) x(n) ax(n D) Y() X() a D X() H() a D h(n) δ(n) aδ(n D) Μηδενισμοί: k a / D e πj(k) / D k 0,,...,D ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.-

113 Πολλαπλή ανάκριση y(n) x(n) ax(n D) a H() a H() a D D a D x(n D) a... 3 x(n 3D)... Πόλοι : k pk pe pe p a D j j k D ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 3

114 Αποσυνέλιξη Αντίστροφο Φιλτράρισμα Στην εξίσωση δίνεται το y n και ζητείτε το Από την προηγούμενη εξίσωση με μετασχηματισμό Ζ έχουμε : Εφαρμογές : Channel Equalier Listening Rooms audio effects * y n h n x n x n Y H X X Y H ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 4

115 .συνέχεια Περιορισμοί Θόρυβος y n h n * x n v n n xˆ n h * y n x n vˆ n όπου vˆ n h * v n INV Ευστάθεια N D H, H INV D N επειδή οι μηδενισμοί δεν είναι μέσα στον μοναδιαίο κύκλο η μπορεί να είναι ασταθής n INV H INV ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 5

116 ..συνέχεια Παράδειγμα H n hn.5 ( n).50.5 u n H h INV n INV ευσταθές αιτιατό n 0.4 n ασταθές αιτιατό «Παραβλέποντας» την αιτιατότητα έχουμε: h ( n) INV 0. 4δ( n) 0. 6(. 5) n u( n ) } ευσταθές μή αιτιατό ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 6

117 συνέχεια Υλοποίηση : Η άπειρη σειρά κόβεται σε κάποιο σημείο και γίνεται προσέγγιση ως εξής n D h n INV n hinv n D 0 nd Τελικά n x n h * y n INV ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ - Μετασχ.- 7