0 2j e jπt e j2πkt dt (3)

Σχετικά έγγραφα
X 1 = X1 = 1 (1) X 3 = X3 = 1 (2) X k e j2πk 1 2 t = k

x(t) = sin 2 (5πt) cos(22πt) = x 2 (t)dt

x(t) = 2 + cos(2πt) sin(πt) 3 cos(3πt) cos(θ + π) = cos(θ). (3)

= R{(a + jb)e j2π 3 4 t } (6) a + jb = j2.707 = e j π (7) A = (9) f 0 = 3 4

c n x n (t)) f(t) c n x n (t)dt + θ f 2 (t)dt = 0 f(t)c i x i (t)dt =

= 5 cos(2π500t π/2) + 9 cos(2π900t + π/3) cos(2π1400t) (9) H(f) = 4.5, αλλού

y(t) = x(t) + e x(2 t)

x(t) = cos(2π100t + π/3) sin(2π250t + π/4) (1)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

e (4+j2πf)t dt (5) (0 1)

bx 2 (t). Για είσοδο ax 1(t) + bx 2 (t), η έξοδος είναι x(t t 0 ) και y(t t 0) = t t 0 x(t) ax 1 (t 1) + bx 2 (t 1) sin ax 1 (t)+

P x = X k 2 (2) = = p = 78% (5)

x(t) = 4 cos(2π400t π/3) + 2 cos(2π900t + π/8) + cos(2π1200t) h(t) = 2000sinc(2000t) = h(t) = 2000sinc(2000t) H(f) = rect

= 1 E x. f(t)x n (t)dt, n = 1, 2,, N (2) = 0, i = 1, 2,, N (3) E e = e 2 (t)dt (4) e(t) = f(t) c n x n (t) (5) f(t) cx(t) = 4 sin(t) (7)

z(t) = 5.05e j(2πf 0t 0.209) sin 3 (5t)dt = 4 15 x(t) = 4 + cos(2π100t + π/3) cos(2π250t π/7) + 2 sin(2π300t π/4) (6)

LCs 2 + RCs + 1. s 1,2 = RC ± R 2 C 2 4LC 2LC. (s 2)(s 3) = A. = 4 s 3 s=2 s + 2 B = (s 2)(s 3) (s 3) s=3. = s + 2. x(t) = 4e 2t u(t) + 5e 3t u(t) (2)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-215: Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς ιδάσκοντες : Γ. Στυλιανού, Γ.

x(t) ax 1 (t) y(t) = 1 ax 1 (t) = (1/a)y 1(t) x(t t 0 ) y(t t 0 ) =

x(t)e jωt dt = e 2(t 1) u(t 1)e jωt dt = e 2 t 1 e jωt dt =

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

= t2 t T 2T 3t + 9T, για t < 3T και t 2T 2T t < 3T (Σχήµα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

x(t) = 4 cos(2π600t π/3) + 2 cos(2π900t + π/8) + cos(2π1200t) (3)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

x(t) = 4 cos(2π600t π/3) + 2 sin(2π900t + π/4) + sin(2π1200t) (1) w(t) = y(t)z(t) = 2δ(t + 1) (2) (2 sin(2π900t + π/4) t= 1 + sin(2π1200t) )

x(t) 2 = e 2 t = e 2t, t > 0

X(t) = A cos(2πf c t + Θ) (1) 0, αλλού. 2 cos(2πf cτ) (9)

dx T0 (t) 2 T rect ( t sinc = 1 2 sinc ( k

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-215: Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς Εαρινό Εξάµηνο 2013 ιδάσκων : Π.

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

x[n]z n = ) nu[n]z n z 1) n z 1 (5) ( 1 z(2z 1 1]z n +

T 2 Tsinc2( ft e j2πf3t

y(t) = x(t) + e x(2 t)

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 6: Ανάλυση Σημάτων σε Ανάπτυγμα Σειράς Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

. Σήματα και Συστήματα

u = x t t = t 0 = T = x u = = s t = = s u = u bat 1 + T c = 343 m/s 273

x[n] = e u[n 1] 4 x[n] = u[n 1] 4 X(z) = z 1 H(z) = (1 0.5z 1 )(1 + 4z 2 ) z 2 (βʹ) H(z) = H min (z)h lin (z) 4 z 1 1 z 1 (z 1 4 )(z 1) (1)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-370: Ψηφιακή Επεξεργασία Σήµατος Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ιδάσκοντες : Γ. Στυλιανού - Γ.

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Aνάλυση Σήματος. 2 η Σειρά Ασκήσεων Θεόδωρος Αλεξόπουλος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

Λύσεις Εξετάσεων Φεβρουαρίου Ακ. Έτους

ΣΕΙΡΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ FOURIER. e ω. Το βασικό πρόβλημα στις σειρές Fourier είναι ο υπολογισμός των συντελεστών c

E = P t = IAt = Iπr 2 t = J (1)

y = u i t 1 2 gt2 y = m y = 0.2 m

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

400 = t2 (2) t = 15.1 s (3) 400 = (t + 1)2 (5) t = 15.3 s (6)

y[n] ay[n 1] = x[n] + βx[n 1] (6)

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Ασκησεις Επαναληψης. ιδασκων: Α. Μπεληγιάννης Ιστοσελιδα Μαθηµατος :

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Επικοινωνίες I ΑΣΚΗΣΕΙΣ

y[n] 5y[n 1] + 6y[n 2] = 2x[n 1] (1) y h [n] = y h [n] = A 1 (2) n + A 2 (3) n (4) h[n] = 0, n < 0 (5) h[n] 5h[n 1] + 6h[n 2] = 2δ[n 1] (6)

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Ασκησεις - Επανάληψης. ιδασκων: Α. Μπεληγιάννης Ιστοσελιδα Μαθηµατος :

Εξεταστική Ιανουαρίου 2007 Μάθηµα: «Σήµατα και Συστήµατα»

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

a x (t) = d dt u x(t) = d dt dt x(t) )

e 5t (sin 5t)u(t)e st dt e st dt e 5t e j5t e st dt s j5 j10 (s + 5 j5)(s j5)

sin(30 o ) 4 cos(60o ) = 3200 Nm 2 /C (7)

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις Επαναληψης

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 6

2.1 (i) f(x)=x -3x+2 Η f(x) ορίζεται x R

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

X k e j2πkf0t = x(t) = x(t)e j2πkf0t dt (6.2)

0 x < (x + 2) 2 x < 1 f X (x) = 1 x < ( x + 2) 1 x < 2 0 x 2

+ cos(45 ) i + sin(45 ) j + cos(45 ) i sin(45 ) j +

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. εύτερη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις.

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 7

W = 6.34 kn (2) F = u 2 f = u2 i + 2a(x f x i ) a = u2 f u2 i 2x f. F = d U(x) (5)

e jθ = cos θ j sin θ(1.2)

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

. Σήματα και Συστήματα

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 7

Πανεπιστήµιο Κρήτης - Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. Απειροστικός Λογισµός Ι. ιδάσκων : Α. Μουχτάρης. Απειροστικός Λογισµός Ι - 3η Σειρά Ασκήσεων

δ[n kp ], k Z (1) 1 cos πn, N 1 n N 1 + N 2 2N

(α) (β) (β) Γαλλική λέξη Magnifique. Σήμα φωνής στο χώρο της συχνότητας. Σήμα φωνής με θόρυβο στο χώρο της συχνότητας

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 6

x[n] = x[n] = e j(k+rn)ωon = cos(k 2π N n + r2πn) + jsin(k 2π N n + r2πn) = cos(k 2π N n) + jsin( 2π N x[n] e j 2π N n = e j(k r) 2π N n = (2.

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

8 Άρα η Ϲητούµενη πιθανότητα είναι

Σ F x = 0 T 1x + T 2x = 0 = T 1 cos(θ 1 ) = T 2 cos(θ 2 ) (2) F g cos(θ 2 ) (sin(θ 1 ) cos(θ 2 ) + cos(θ 1 ) sin(θ 2 )) = F g cos(θ 2 ) T 1 =

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 7: Μετασχηματισμός Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

E(X(t)) = 1 k + k sin(2π) + k cos(2π) = 1 k + k 0 + k 1 = 1

Συνέλιξη και Συστήµατα

200, δηλαδή : 1 p Y (y) = 0, αλλού

x(t) 2 dt X(f) 2 df T d B w 1

/ / 38

G n. n=1. n=1. n=1 G n) = m (E). n=1 G n = k=1

Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις

Πανεπιστήµιο Κρήτης - Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. ΗΥ-317: Εφαρµοσµένες Στοχαστικές ιαδικασίες -Εαρινό Εξάµηνο 2016 ιδάσκων : Π.

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-317: Εφαρµοσµένες Στοχαστικές ιαδικασίες - Εαρινό Εξάµηνο ιδάσκων : Π.

(α) (β) (β) Γαλλική λέξη Magnifique. Σήμα φωνής στο χώρο της συχνότητας. Σήμα φωνής με θόρυβο στο χώρο της συχνότητας

ΑΝΑΠΤΥΓΜA - ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ. Περιγράψουµε τον τρόπο ανάπτυξης σε σειρά Fourier ενός περιοδικού αναλογικού σήµατος.

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 9

Επεξεργασία Πολυµέσων. Δρ. Μαρία Κοζύρη Π.Μ.Σ. «Εφαρµοσµένη Πληροφορική» Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 1: Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών HY-: Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς Εαρινό Εξάµηνο 7-8 ιδάσκοντες : Γ. Στυλιανού, Γ. Καφεντζής Τρίτη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις Ηµεροµηνία Ανάθεσης : /3/8 Ηµεροµηνία Παράδοσης : /3/8, 6: Οι ασκήσεις µε [ ] είναι bonus, + µονάδες η καθεµία στο ϐαθµό αυτής της σειράς ασκήσεων δηλ. µπορείτε να πάρετε µέχρι /8 σε αυτή τη σειρά. Χρησιµοποιήστε τα ολοκληρώµατα των πινάκων του Κεφαλαίου Υποβάθρου, όπου χρειάζεται. [ ] Ασκηση - Σειρά Fourier Ι αʹ Προφανώς από το Σχήµα, η περίοδός του είναι T s. Σχήµα : Περιοδικό σήµα άσκησης. ϐʹ Είναι X T T xtdt X k T T xte jπkf t dt sinπtdt π cosπt ] π sinπte jπkt dt j ejπt e jπkt dt j e jπt e jπkt dt 3 e jπt e jπkt dt e jπt e jπkt dt j e jπk πt dt e jπk+πt dt j e jπk t dt e jπk+t dt 6 j j jπk e jπk t] jπk + e jπk+t] 7 j e jπk πk j e jπk+ 8 πk + e jπk e jπk+ 9 πk πk +

Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς - 7-8/Τρίτη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις e jπ k e jπ k+ πk πk + Ο αριθµός k ± είναι περιττός για κάθε k Z. Ετσι X k e jπ k πk πk + k πk πk + πk πk + πk πk + πk + πk πk πk πk k + πk π k e jπ k+ k+ 3 6 γʹ Τα ϕάσµατα ϕαίνονται στο Σχήµα. Σχήµα : Φάσµατα άσκησης. Ασκηση - Σειρά Fourier ΙΙ αʹ Η παράγωγος του σήµατος xt ϕαίνεται στο Σχήµα 3. Αυτό το σήµα είναι γνωστό σήµα από τις διαλέξεις και έχει συντελεστές Fourier X d k πk k e jπ/ 7 Οι συντελεστές του αρχικού σήµατος δίνονται από την ιδιότητα της ολοκλήρωσης, και είναι X k jπkf X d k jπkf πk k e jπ/ 8

Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς - 7-8/Τρίτη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις 3 Σχήµα 3: Παράγωγος σήµατος άσκησης. κι επίσης X T jπk πk k e jπ/ jπ k ejπ/ 9 e jπ/ π k k e jπ/ π k k T xtdt t dt t 3 3 ] 3 6 ϐʹ Τα ϕάσµατα ϕαίνονται στο Σχήµα. Σχήµα : Φάσµατα άσκησης. Ασκηση 3 - Σειρές Fourier ΙΙΙ αʹ Για τα ϕάσµατα α έχουµε xt e jπ/ e jπ t + e jπ/ e jπ3 t + e jπ/ e jπ3 t + e jπ/ e jπ t cos πt + π + cos π 3 t π 3

Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς - 7-8/Τρίτη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις ϐʹ Για τα ϕάσµατα ϐ έχουµε ότι X k και φ k πk, για k. Οπότε, γνωρίζοντας ότι ϑα έχουµε xt k N X k e jπkf t a k an an+ a kn k e jπk e jπkt k e jπkt e j8πt e jπt e jπt e j8πt e jπt e jπt 6 ejπt e j9πt e j9πt e jπt e jπt e jπt sin9πt sinπt j sin9πt j sinπt 7 8 Ασκηση - Σειρές Fourier - Ιδιότητες Ι Αφού το σήµα είναι πραγµατικό και έχει συντελεστές X k µόνο για k, ϑα είναι της µορφής xt X e jπ t + X + X e jπ t 9 Επιπλέον, αφού είναι περιττό, τότε οι συντελεστές X k ϑα είναι καθαρά ϕανταστικοί αριθµοί και περιττοί, δηλ. X k X k 3 όπως επίσης και X. Από τη σχέση του ολοκληρώµατος - που αποτελεί το ϑεώρηµα του Parseval - ϑα έχουµε xt dt k X k X + X 3 X 3 X 33 X ±j 3 Ετσι, αν X j, τότε X X j, και αν X j, τότε X X j. Τα δυο σήµατα που ικανοποιούν τα παραπάνω είναι τα 3 x t j ejπt j e jπt sinπt 36 x t j ejπt + j e jπt sinπt 37

Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς - 7-8/Τρίτη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις Ασκηση - Σειρές Fourier - Ιδιότητες ΙΙ αʹ Για να είναι πραγµατικό, ϑα πρέπει X k X k, οπότε { {, k, k X k k j, k j k, X k 38 k και άρα δεν είναι πραγµατικό. ϐʹ Για να είναι άρτιο, ϑα πρέπει X k X k, από ιδιότητες. Προφανώς ισχύει, οπότε είναι άρτιο. γʹ Για να είναι το dxt/dt άρτιο, ϑα πρέπει οι συντελεστές Fourier του να είναι άρτιοι, δηλ. X d k Xd k, οπότε { jπkf, k Xk d jπkf j k, k που προφανώς δεν είναι άρτιοι, άρα η παράγωγος δεν είναι άρτιο σήµα. { jπkf, k πkf k, 39 k Ασκηση 6 - Σειρές Fourier - Ιδιότητες ΙΙΙ Από την άσκηση, έχουµε το Ϲεύγος {, t tc xt, t c < t T / X k sinπkf t c, X t c πk T Από το ϑεώρηµα του Parseval, ϑα έχουµε k X k k sin πkf t c π k x tdt T T Για t c T 6, έχουµε σχεδόν το Ϲητούµενο άθροισµα. Από την τελευταία σχέση ϑα έχουµε x tdt tc dt ] T /6 t T T T t c T T /6 8 δηλ. Οπότε για αυτήν την τιµή του t c έχουµε k sin πk/8 π k 8 3 k sin πk/8 k π 8 Ασκηση 7 - Συντελεστές Fourier Ι Εχουµε X k T xte jπkft dt T / xte jπkft dt + T xt T /e jπkft dt T T T T /

Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς - 7-8/Τρίτη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις 6 T / xte jπkft dt T / xue jπkf u+t / du 6 T T T / xte jπkft dt T / xue jπkfu e jπkf T / du 7 T T T / xte jπkft dt T / xue jπkfu e jπk du 8 T T T / xte jπkft dt T / xue jπkfu du 9 T T Ασκηση 8 - Σειρές Fourier - Ιδιότητες IV Για το σήµα της εκφώνησης έχουµε P x π t dt t ] π π π π π π π π Από το ϑεώρηµα του Parseval ϑα έχουµε X + k,k X k π και X π t dt t 3 ] π π π π 3 π 3 π π 3 π 3 ενώ για τους συντελεστές του περιοδικού σήµατος, παρατηρούµε ότι αν το παραγωγίσουµε παίρνου- µε το σήµα d xt t, π < t < π dt του οποίου γνωρίζουµε τους συντελεστές Fourier ως Άρα οι συντελεστές του αρχικού σήµατος ϑα είναι Οπότε X k 3 X d k π πk k e jπ/, k k k e jπ/, k Xk d jπkf jπkf k k e jπ/ k k, k 6 X + k,k π 9 + + k,k k,k k,k X k π X k π X k π π 9 k π π 9 7 8 9 6

Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς - 7-8/Τρίτη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις 7 Η ακολουθία /k είναι άρτια, οπότε k,k 8 k k k k k π π 9 k π k π k π 36 k π 9 6 6 63 6 6 που είναι και το Ϲητούµενο. [ ] Ασκηση 9 - Συντελεστές Fourier ΙΙ Αφού είναι άρτιο, ϑα ισχύει xt x t, οπότε Θα είναι X k T και άρα ισχύει το Ϲητούµενο. xte jπ kft dt xte jπkft dt 66 T T T x te jπkft dt xue jπkf u du 67 T T T T xue jπkfu du X k 68 T T Ασκηση - Σειρές Fourier στο MATLAB Κώδικας MATLAB.