Θέματα Εξετάσεων Ιουνίου 2003 στο μάθημα Σήματα και Συστήματα και Λύσεις

Σχετικά έγγραφα
4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 13: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να:

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

, του συστήµατος. αλλιώς έχουµε. 10π 15π

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 9: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Σήματα και Συστήματα

Ο μετασχηματισμός z αντιστοιχεί στην ακολουθία συνάρτηση: Xz ()

Άσκηση 1 η Να εξετάσετε αν τα ακόλουθα σήματα είναι περιοδικά. Στην περίπτωση περιοδικού σήματος, ποια είναι η θεμελιώδης περίοδος; 1 )

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Μετασχηµατισµός Laplace. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα : ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ζ (ΖTransform)

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 11: Μετασχηματισμός Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Παρατηρήσεις για το µετασχηµατισµό Laplace

( t) όπου το * αντιστοιχεί σε συνέλιξη και. (t 2) * x 2

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

() min. xt δεν έχει μετασχηματισμό LAPLACE () () () Αν Λ= το σήμα ( ) Αν Λ, έστω σ. Το σύνολο μιγαδικών αριθμών. s Q το ολοκλήρωμα (1) υπάρχει.

Επομένως το εύρος ζώνης του διαμορφωμένου σήματος είναι 2.

6. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

Μετασχηµατισµός FOURIER ιακριτού Χρόνου - DTFT. Οκτώβριος 2005 ΨΕΣ 1

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Κυκλώματα, Σήματα και Συστήματα

Ο αντίστροφος μετασχηματισμός Laplace ορίζεται από το μιγαδικό ολοκλήρωμα : + +

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου

3. ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΚΑΤΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Υπολογίζουμε εύκολα τον αντίστροφο Μετασχηματισμό Fourier μιας συνάρτησης χωρίς να καταφεύγουμε στην εξίσωση ανάλυσης.

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

x(t) = e st = e (σ+j2πf)t (7.1) h(t)e st dt (7.4) H(s) = y(t) = H{e st } = H(s)e st (7.5)

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ MATLAB... 13

ορίσουμε το Μετασχηματισμό Laplace (ML) και το Μονόπλευρο Μετασχηματισμό Laplace (MML) και να περιγράψουμε τις βασικές διαφορές τους.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 8: Ιδιότητες του Μετασχηματισμού Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

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

Κεφάλαιο 5 Μετασχηματισμός z και Συνάρτηση μεταφοράς

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 10: Γραμμικά Φίλτρα. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Συνεπώς, η συνάρτηση µεταφοράς δεν µπορεί να οριστεί για z=0 ενώ µηδενίζεται όταν z=1. Εύκολα προκύπτει το διάγραµµα πόλων-µηδενικών ως εξής:

Προηγµένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

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

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

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

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)

Λύσεις θεμάτων εξεταστικής περιόδου Ιουνίου v 3 (t) - i 2 (t)

ΕΝΟΤΗΤΑ 12: ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ BODE

Εισαγωγή στη Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων

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) )

ΑΝΑΠΤΥΓΜA -ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ

Τι είναι σήµα; Ωςσήµαορίζεταιέναφυσικόµέγεθοςτοοποίοµεταβάλλεταισεσχέσηµετοχρόνοή το χώρο ή µε οποιαδήποτε άλλη ανεξάρτητη µεταβλητή ή µεταβλητές.

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Αντίστροφος Μετασχηματισμός Ζ. Υλοποίηση συστημάτων Διακριτού Χρόνου. Σχεδίαση φίλτρων

2. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Γενικά τι είναι σύστηµα - Ορισµός. Τρόποι σύνδεσης συστηµάτων.

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΝΑΠΤΥΓΜA - ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ

Παράδειγμα 14.2 Να βρεθεί ο μετασχηματισμός Laplace των συναρτήσεων

Αναλογικά φίλτρα. Για να επιτύχουµε µια επιθυµητή απόκριση χρειαζόµαστε σηµαντικά λιγότερους συντελεστές γιαένα IIR φίλτροσεσχέσηµετοαντίστοιχο FIR.

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

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)

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Παραρτήματα. Παράρτημα 1 ο : Μιγαδικοί Αριθμοί

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Σήματα και Συστήματα ΙΙ

Λύσεις θεμάτων Α εξεταστικής περιόδου εαρινού εξαμήνου (Ιούνιος 2015)

stopband Passband stopband H L H ( e h L (n) = 1 π = 1 h L (n) = sin ω cn

Τι είναι σήμα; Παραδείγματα: Σήμα ομιλίας. Σήμα εικόνας. Σεισμικά σήματα. Ιατρικά σήματα

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

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

Λύσεις θεμάτων Α εξεταστικής περιόδου Χειμερινού εξαμήνου

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΔΙΑΚΡΙΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ

6-Μαρτ-2009 ΗΜΥ Μετασχηματισμός z

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών. στο χώρο της συχνότητας

Εξεταστική Ιανουαρίου 2007 Μάθηµα: «Σήµατα και Συστήµατα»

Ο Μετασχηματισμός Ζ. Ανάλυση συστημάτων με το μετασχηματισμό Ζ

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

ΕΑΠ/ΠΛΗ-22/ΑΘΗ.3 1 η τηλεδιάσκεψη 03/11/2013. επικαιροποιημένη έκδοση Ν.Δημητρίου

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

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 5: Γραφική Μέθοδος Υπολογισμού του Συνελικτικού Ολοκληρώματος. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Μετασχηµατισµός Laplace. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

1) Να σχεδιαστούν στο matlab οι γραφικές παραστάσεις των παρακάτω ακολουθιών στο διάστημα, χρησιμοποιώντας τις συναρτήσεις delta και step.

Πιθανότητες & Τυχαία Σήματα. Διγαλάκης Βασίλης

Λύσεις θεμάτων εξεταστικής περιόδου Ιανουαρίου Φεβρουαρίου 2015

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

Επικοινωνίες στη Ναυτιλία

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

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

Transcript:

Θέματα Εξετάσεν Ιουνίου 00 στο μάθημα Σήματα και Συστήματα και Λύσεις ΘΕΜΑ. μονάδες Έστ το αιτιατό σύστημα d y t y t x t d t όπου x t η είσοδος και y t η έξοδος του συστήματος. α Να υπολογιστεί η συνάρτηση μεταφοράς και η απόκριση συχνότητας του συστήματος. β Να κατασκευαστεί το διάγραμμα Bode. γ Να υπολογιστεί ο μετασχηματισμός ourier της εξόδου του συστήματος για είσοδο x t e u t όπου u t η συνάρτηση μοναδιαίου βήματος. δ Να υλοποιήσετε διαγραμματικά το σύστημα χρησιμοποιώντας αθροιστές πολλαπλασιαστές και ολοκληρτές. Λύση Υπενθυμίζεται ότι η συνάρτηση μεταφοράς H s ενός συστήματος είναι ο μετασχηματισμός Laplace της κρουστικής του απόκρισης h t, δηλαδή, H s L{ h t} Επίσης η απόκριση συχνότητας H ενός συστήματος είναι ο μετασχηματισμός ourier της κρουστικής του απόκρισης h t, δηλαδή, H { h t}. α Εφαρμόζοντας ML και στα δύο μέλη της διαφορικής εξίσσης και χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες της γραμμικότητας και διαφόρισης έχουμε dy t L L{ y t } L{ x t } s s s s dt Η συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος είναι s H s H s s s Παρατηρούμε ότι έχει πόλο στο σημείο - και επειδή το σύστημα είναι αιτιατό το πεδίο σύγκλισης είναι Re { s} >. Επειδή στο πεδίο σύγκλισης περιέχεται ο φανταστικός άξονας του μιγαδικού επιπέδου η απόκριση συχνότητας βρίσκεται εύκολα ς H H s H s j j Η απόκριση συχνότητας βρίσκεται και εφαρμόζοντας M και στα δύο μέλη της διαφορικής εξίσσης και χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες της γραμμικότητας και διαφόρισης έχουμε dy t { y t } { x t } j dt έτσι η απόκριση συχνότητας του συστήματος είναι H H j β Το μέτρο της απόκρισης συχνότητας είναι H 4 H j j 9 t 9

και σε db 0log0 H 0log0 0log0 9 στις χαμηλές συχνότητες έχουμε log log 0log0 H 0log0 0log0 9 0 0 0 0log0 ενώ στις υψηλές συχνότητες έχουμε 0log0 H 0log0 0log0 Για το σημείο db έχουμε 0log0 0log0 0log0 0log0 log0 log0 Στο Σχήμα φαίνεται το διάγραμμα Bode. 0log0 H ασύμπττη ευθεία 0 log 0 Σημείο - d B ασύμπττη ευθεία 0log0 0 log 0 log 0 Σχήμα Το διάγραμμα Bode στο Θέμα. log 0 γ Όταν η είσοδος του συστήματος είναι το σήμα t x t e u t j Από το θεώρημα της συνέλιξης ο μετασχηματισμός ourier του σήματος εξόδου είναι H j j j j δ Στο Σχήμα α υπάρχει η διαγραμματική υλοποιήση του συστήματος η οποία χρησιμοποιεί ένα αθροιστή δύο πολλαπλασιαστές και ένα ολοκληρτή. Στο Σχήμα β υπάρχει εναλλακτική υλοποίησης του συτήματος η οποία απερρέει αν ολοκληρώσουμε τη διαφορική εξίσση. Η υλοποίηση αυτή έχει ένα ολοκληρτή περισσότερο από την πρώτη υλοποίηση. y& t x t yt xt dt dt y t dt α β Σχήμα Διαγραμματικές υλοποίησεις του συστήματος στο Θέμα.

ΘΕΜΑ. μονάδες α Να υπολογιστεί η συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος y,5 y y,4 x όπου x η είσοδος και y η έξοδος. β Επίσης να υπολογιστεί η κρουστική απόκριση. Ποια αντιστοιχεί σε ευσταθές σύστημα; γ Να δώσετε διαγραμματική αναπαράσταση του παραπάν φίλτρου. Λύση Υπενθυμίζεται ότι η συνάρτηση μεταφοράς H ενός διακριτού συστήματος είναι ο μετασχηματισμός της κρουστικής του απόκρισης h, δηλαδή, H { h t}. α Εφαρμόζοντας M και στα δύο μέλη της εξίσσης διαφορών και χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες της γραμμικότητας και της χρονικής ολίσθησης έχουμε,5,4,5,4 και η συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος διακριτού χρόνου είναι,4 H H,5 Οι πόλοι της συνάρτησης μεταφοράς είναι και και τα πιθανά πεδία σύγκλισης είναι <, < < και <. β Αναλύουμε τη συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος σε απλά κλάσματα,4 4 4 7 H 5 5 5 i Αν η περιοχή σύγκλισης είναι > το σύστημα είναι αιτιατό η κρουστική του απόκριση είναι 7 8 u u ή 0,466 h u,866 u h 5 5 ii Αν η περιοχή σύγκλισης είναι < < το σύστημα είναι ευσταθές αφού στο πεδίο σύγκλισης περιέχεται ο μοναδιαίος κύκλος η κρουστική του απόκριση είναι 8 u u 7 5 5 h iii Αν η περιοχή σύγκλισης είναι < η κρουστική του απόκριση είναι 8 u u h 7 5 5 Αν η συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος γραφεί ς,4 H,5 τότε το κλάσμα αυτό δεν αναλύεται σε απλά κλάσματα επειδή ο βαθμός του αριθμητή είναι ίσος με το βαθμό του παρονομαστή. Αναλύουμε σε απλά κλάσματα την ποσότητα H,4 7 8 5 5 και έτσι έχουμε 8 5

H 7 5 8 5 Αν δεν χρησιμοποιηθεί η παραπάν μεθοδολογία τότε πρέπει να κάνουμε διαίρεση οπότε έχουμε,5,4,5,4 7 H,4,4,4,5 0 0 Γνρίζουμε x a u > a. Λόγ της ιδιότητας a a x έχουμε x a u a a και για το αυστηρά μη αιτιατό εκθετικό σήμα για το οποίο x a u < a a a λόγ της ιδιότητας της ολίσθησης έχουμε > a x a u a a Τώρα η κρουστική απόκριση του ευσταθούς συστήματος διακριτού χρόνου είναι h,4δ < a u u 7 0 0 γ Η διαγραμματική αναπαράσταση του φίλτρου είναι στο Σχήμα. x,4 y -,5 y y Σχήμα Η υλοποίηση του φίλτρου του Θέματος. ΘΕΜΑ.,5 μονάδες Δίνεται ένα γραμμικό χρονικά αναλλοίτο σύστημα του οποίου όταν η είσοδος είναι το σήμα xt δ t τότε η έξοδος είναι το σήμα t yt e ut όπου u t η συνάρτηση μοναδιαίου βήματος. α Να υπολογιστεί η έξοδος του συστήματος όταν η είσοδος του συστήματος είναι το σήμα xt si t β Επίσης να υπολογιστούν οι συντελεστές της σειράς ourier της εξόδου και να σχεδιαστεί το μέτρο τους. 4

Λύση α Η κρουστική απόκριση h t συστήματος, είναι η έξοδός του, όταν αυτό διεγείρεται από τη συνάρτηση t h t S δ t. Έτσι η κρουστική απόκριση του συστήματος είναι δ, δηλαδή, { } t at h t e u t ή h t a e u t όπου a και η απόκριση συχνότητας του ΓΧΑ συστήματος είναι a H ή H a j j Η απόκριση συχνότητας του συστήματος μπορεί να βρεθεί και με τη βοήθεια του θερήματος της συνέλιξης ς x t y t e δ t t u t j H H j β Επειδή η είσοδος του συστήματος είναι σήμα μιας συχνότητας η έξοδος βρίσκεται με τη βοήθεια της y t H Asi 0t ϕ arg H 0 Η συχνότητα του σήματος εισόδου είναι 0. Η απόκριση συχνότητας του συστήματος για 0 είναι H ή H j j 4 η οποία σε πολική μορφή γράφεται Έτσι η έξοδος του συστήματος είναι H e j π y t si t Η εύρεση της εξόδου του συστήματος με τη βοήθεια του μετασχηματισμού ourier και του θερήματος της συνέλιξης δεν ενδείκνυται. Η εύρεση της εξόδου με τη βοήθεια του μετασχηματισμού Laplace και του θερήματος της συνέλιξης είναι αρκετά επίπονη. γ Οι συντελεστές της εκθετικής σειράς ourier προσδιορίζονται όπς στο Παράδειγμα.5. Στο Σχήμα 4 έχει σχεδιαστεί το μέτρο τους. 5 Σχήμα 4 Το μέτρο τν συντελεστών ourier της εξόδου του συστήματος στο Θέμα.

6 ΘΕΜΑ 4. μονάδες Ένα γραμμικό χρονικά αναλλοίτο αιτιατό σύστημα έχει κρουστική απόκριση u h όπου u η συνάρτηση μοναδιαίου βήματος. Να βρεθεί η έξοδος του συστήματος όταν το σήμα εισόδου είναι x u. Η αρχική συνθήκη του συστήματος είναι y. Λύση Η συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος είναι ο μετασχηματισμός της κρουστικής απόκρισης του συστήματος, δηλαδή, H u h με πεδίο σύγκλισης > Επειδή το σύστημα έχει αρχικές συνθήκες, για να προσδιορίσουμε την έξοδό του, θα πρέπει αφού πρώτα προσδιοριστεί η εξίσση διαφορών που το χαρακτηρίζει να ενσματώσουμε την αρχική συνθήκη στην εξίσση, με τη βοήθεια του μονόπλευρου μετασχηματισμού, και έτσι να βρεθεί η έξοδος. Γνρίζουμε H και με αντίστροφο μετασχηματισμό ourier βρίσκεται η εξίσση διαφορών x y y Εφαρμόζουμε μονόπλευρο μετασχηματισμό και λαμβάνοντας υπ όψιν την αρχική συνθήκη έχουμε [ ] y ή τελικά και με αντίστροφο μετασχηματισμό υπολογίζεται η έξοδος του συστήματος u y Αν το σύστημα βρίσκεται αρχικά σε ηρεμία τότε η λύση θα είναι > H u h

x u > Ο μετασχηματισμός της εξόδου του συτήματος είναι H με πεδίο σύγκλισης την τομή τν αντιστοίχν, δηλαδή, >. Η έξοδός του τώρα είναι y u u που είναι διαφορετική από τη λύση με αρχική συνθήκη. ΘΕΜΑ 5.,5 μονάδα Δίνεται η διάταξη που περιγράφεται στο Σχήμα 4. xt y t r t H r t cos t cos t c c w w Σχήμα 4 Η διάταξη του Θέματος 5. Στην είσοδο της διάταξης εφαρμόζεται σήμα του οποίου το φάσμα είναι, W W 0, αλλιώς Να σχεδιάσετε τα φάσματα τν σημάτν y t, r t και r t. Δίνεται ότι W < W << c 7. Λύση Η λύση του Θέματος βασίζεται στην ιδιότητα ολίσθησης συχνότητας του μετασχηματισμού ourier αν x t, τότε για κάθε πραγματικό αριθμό 0 ισχύει j t e 0 x t 0 φάσμα περιορισμένου εύρους ζώνης με εύρος ζώνης W. Όπς στο Παράδειγμα.0 προσδιορίζουμε το φάσμα του σήματος t. Στο Σχήμα 5α είναι το φάσμα του σήματος εισόδου x t, που είναι ένα y, το οποίο έχει σχεδιαστεί στο Σχήμα 5β. Το φάσμα αυτό αποτελείται από δύο τμήματα το ένα βρίσκεται στην περιοχή c W ές c W και το άλλο στην περιοχή c W ές c W. Όταν το σήμα y t πολαπλασιαστεί με cos t τότε κάθε μία από τις δύο παραπάν τμήματα ολισθαίνουν στην συχνότητα και έτσι το φάσμα του σήματος r t, R αποτελείται από τέσσερα τμήματα. Ένα βρίσκεται στην περιοχή c W ές c W, ένα άλλο βρίσκεται στην περιοχή c W ές c W, και τα δύο τελευταία στην περιοχή c ές c τα οποία προστίθενται και δίνουν το τριγνικό τμήμα στο μηδέν με πλάτος /. Στο Σχήμα 5γ έχει σχεδιαστεί το φάσμα R. c

Τέλος όταν το σήμα r t διέλθει μέσα από το ιδανικό φίλτρο βασικής ζώνης αποκόπτονται τα δύο τμήματα που βρίσκονται στις συχνότητες ± c, ενώ το τμήμα που βρίσκεται στη βασική ζώνη διέρχεται με διπλάσιο πλάτος. Το φάσμα του σήματος r t, R έχει σχεδιαστεί στο Σχήμα 5δ. Παρατηρούμε ότι είναι το ίδιο με το φάσμα του σήματος εισόδου της διάταξης. Στο θέμα αυτό περιγράφεται η διαδικασία της διαμόρφσης και της αποδιαμόρφσης. { x tcos } t W 0 W a c c W c cw 0 β { y t cos } R ct c W c c W 4 c W c c W 0 W γ R W 4 c W c c W W 0 δ W Σχήμα 5 Τα φάσματα τν σημάτν x t y t, r και r. t t 8