Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi



Samankaltaiset tiedostot
SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

Kompleksiluvut signaalin taajuusjakauman arvioinnissa

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

Mediaanisuodattimet. Tähän asti käsitellyt suodattimet ovat olleet lineaarisia. Niille on tyypillistä, että. niiden ominaisuudet tunnetaan hyvin

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

Digitaalinen signaalinkäsittely Kuvankäsittely

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

IIR-suodattimissa ongelmat korostuvat, koska takaisinkytkennästä seuraa virheiden kertautuminen ja joissakin tapauksissa myös vahvistuminen.

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

T SKJ - TERMEJÄ

Digitaalinen signaalinkäsittely Desibeliasteikko, suotimen suunnittelu

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Suodatus 2 (ver 1.0) Jyrki Laitinen

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

Mitä on konvoluutio? Tutustu kuvankäsittelyyn

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

Signaalien tilastollinen mallinnus T (5 op) Syksy 2006 Harjoitustyö

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 1

Kun järjestelmää kuvataan operaattorilla T, sisäänmenoa muuttujalla u ja ulostuloa muuttujalla y, voidaan kirjoittaa. y T u.

Trigonometriset funktiot

z 1+i (a) f (z) = 3z 4 5z 3 + 2z (b) f (z) = z 4z + 1 f (z) = 12z 3 15z 2 + 2

Alipäästösuotimen muuntaminen muiksi perussuotimiksi

5. Z-muunnos ja lineaariset diskreetit systeemit. z n = z

RYHMÄKERROIN ÄÄNILÄHDERYHMÄN SUUNTAAVUUDEN

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 1

Aki Taanila YHDEN SELITTÄJÄN REGRESSIO

Digitaalinen signaalinkäsittely Johdanto, näytteistys

Signaalinkäsittelyn menetelmät

Öljysäiliö maan alla

Lukujonot Z-muunnos Z-muunnoksen ominaisuuksia Z-käänteismuunnos Differenssiyhtälöt. Z-muunnos. 1. joulukuuta Z-muunnos

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI.

Signaalit ja järjestelmät aika- ja taajuusalueissa

Suora 1/5 Sisältö ESITIEDOT: vektori, koordinaatistot, piste

Diskreetti Fourier-muunnos ja sen hyödyntäminen signaalien spektrien muodostamisessa. Pentti Romppainen

Dynaamisten systeemien identifiointi 1/2

1. Piirrä kompleksitasoon seuraavat matemaattiset objektit/alueet.

Sinimuotoinen vaihtosähkö ja siihen liittyviä käsitteitä ja suureita. Sinimuotoisten suureiden esittäminen osoittimilla

1.4 Funktion jatkuvuus

Zeon PDF Driver Trial

Laskuharjoitus 2 ( ): Tehtävien vastauksia

Missä mennään. systeemi. identifiointi. mallikandidaatti. validointi. malli. (fysikaalinen) mallintaminen. mallin mallin käyttötarkoitus, reunaehdot

Jaksollisen signaalin spektri

Kompleksiluvut., 15. kesäkuuta /57

Lukujonot Z-muunnos Z-muunnoksen ominaisuuksia Z-käänteismuunnos Differenssiyhtälöt. Z-muunnos. 5. joulukuuta Z-muunnos

Ensimmäisen ja toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöistä

LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN

Mitä on signaalien digitaalinen käsittely

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

805324A (805679S) Aikasarja-analyysi Harjoitus 6 (2016)

plot(f(x), x=-5..5, y= )

Säätötekniikan matematiikan verkkokurssi, Matlab tehtäviä ja vastauksia

Matriisilaskenta Laskuharjoitus 1 - Ratkaisut / vko 37

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan. cos sin.

Luento 7. LTI-järjestelmät

S Signaalit ja järjestelmät

Ohjelmistoradio tehtävät 4. P1: Ekvalisointi ja demodulaatio. OFDM-symbolien generoiminen

Radioamatöörikurssi 2013

TEKNILLINEN KORKEAKOULU Systeemianalyysin laboratorio. Mat Systeemien Identifiointi. 4. harjoitus

Ympyrä 1/6 Sisältö ESITIEDOT: käyrä, kulma, piste, suora

Osa IX. Z muunnos. Johdanto Diskreetit funktiot

Sinin muotoinen signaali

Kevään 2011 pitkän matematiikan ylioppilastehtävien ratkaisut Mathematicalla Simo K. Kivelä /

Radioamatöörikurssi 2015

13. Taylorin polynomi; funktioiden approksimoinnista. Muodosta viidennen asteen Taylorin polynomi kehityskeskuksena origo funktiolle

Kompleksianalyysi, viikko 7

DEE Sähkötekniikan perusteet

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Malliratkaisut 5 / vko 48

Dynamiikan hallinta Lähde: Zölzer. Digital audio signal processing. Wiley & Sons, Zölzer (ed.) DAFX Digital Audio Effects. Wiley & Sons, 2002.

(a) Kyllä. Jokainen lähtöjoukon alkio kuvautuu täsmälleen yhteen maalijoukon alkioon.

Numeeriset menetelmät

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

Tuntematon järjestelmä. Adaptiivinen suodatin

Vastekorjaus (ekvalisointi) Lähteet: Zölzer. Digital audio signal processing. Wiley & Sons. Zölzer (ed.) DAFX Digital Audio Effects. Wiley & Sons.

9. Vektorit. 9.1 Skalaarit ja vektorit. 9.2 Vektorit tasossa

b) Määritä/Laske (ei tarvitse tehdä määritelmän kautta). (2p)

Ei-inertiaaliset koordinaatistot

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

Matematiikan tukikurssi

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

SaSun VK1-tenttikysymyksiä 2019 Enso Ikonen, Älykkäät koneet ja järjestelmät (IMS),

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

MAA Jussi Tyni Lue ohjeet huolellisesti! Tee pisteytysruudukko konseptin yläkertaan. Muista kirjoittaa nimesi. Kysymyspaperin saa pitää.

1. a) Laske lukujen 1, 1 ja keskiarvo. arvo. b) Laske lausekkeen. c) Laske integraalin ( x xdx ) arvo. MATEMATIIKAN MALLIKOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

y (0) = 0 y h (x) = C 1 e 2x +C 2 e x e10x e 3 e8x dx + e x 1 3 e9x dx = e 2x 1 3 e8x 1 8 = 1 24 e10x 1 27 e10x = e 10x e10x

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Suodatus 1 (ver 1.0) Jyrki Laitinen

läheisyydessä. Piirrä funktio f ja nämä approksimaatiot samaan kuvaan. Näyttääkö järkeenkäyvältä?

Signaalien digitaalinen käsittely

Transkriptio:

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi Työ D102: Sinimuotoisen signaalin suodattaminen 0.4 op. Julius Luukko Lappeenrannan teknillinen yliopisto Sähkötekniikan osasto/säätötekniikan laboratorio

Sisältö 1 Johdanto 1 2 Työn sisältö 1 3 Työn tausta 1 3.1 FIR-suodattimet............................ 1 3.2 FIR-suodatinten taajuusvaste.................... 2 4 Harjoitustyön osat 3 4.1 Lämmittelyosa............................. 3 4.2 Harjoitusosa.............................. 4 4.2.1 Ensimmäinen differenssi -suodatin............. 5 4.2.2 Suodattimen lineaarisuus.................. 6 4.2.3 Suodattimen aikainvarianssi................ 6 4.2.4 Kahden järjestelmän kaskadi................ 6 Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 i

1 Johdanto Työssä tarkastellaan LTI-järjestelmien ominaisuuksia ja FIR-suodatinten toimintaa. Työssä tarvittavat teoreettiset perusteet löytyvät oppikirjan [1] luvuista 2-4. Työn laajuus on 0.4 opintopistettä. Tämä työohje löytyy html-muodossa osoitteesta http://www.ee.lut.fi/courses/sa2730600/d102/index.html sekä pdf-muodossa osoitteesta http://www.ee.lut.fi/courses/sa2730600/ D102/D102.pdf. 2 Työn sisältö Työ jakaantuu kahteen osaan, lämmittelyyn ja harjoitusosaan. Lämmittelyosan tarkoituksena on kerrata Matlabin perusominaisuuksia. Harjoitusosassa tarkastellaan signaalien esittämistä Matlabilla. Lämmittelyosa suoritetaan hyväksymismenettelyllä ja harjoitusosasta palautetaan raportti, joka arvostellaan. Lämmittelyosan suorittamisen varmistamiseksi ohjaaja täyttää tämän ohjeen liitteenä olevan varmistuslomakkeen. Varmistuslomake liitetään harjoitusosan raporttiin. 3 Työn tausta 3.1 FIR-suodattimet FIR-suodatin on diskreettiaikainen järjestelmä, joka voidaan kuvata differenssiyhtälöllä M 1 y(n) = b k x(n k) (3.1) k=0 Yhtälö 3.1 kertoo, miten lasketaan ulostulon y n:s arvo y(n) tietystä joukosta sisäänmenon arvoja. Suodattimen kertoimet {b k } ovat vakioita, jotka määräävät suodattimen toiminnan. Tarkastellaan esimerkiksi järjestelmää, jonka ulostulo on y(n) = 1 3 x(n) + 1 3 x(n 1) + 1 x(n 2) 3 = 1 (3.2) 3 [x(n) + x(n 1) + x(n 2)] Yhtälön mukaan ulostulon n:s arvo on keskiarvo sisäänmenon n:nnestä arvosta x(n) ja kahta sitä edeltävästä arvosta x(n 1) ja x(n 2). Tässä esimerkissä siis kertoimet b k ovat b 0 = 1/3, b 1 = 1/3 ja b 2 = 1/3. Matlabissa on sisäänrakennettu funktio (ei siis osa Signal Processing Toolboxia) filter, jolla voidaan laskea suodattimen ulostulo. filter toimii myös IIR- Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 1

tyyppisille suodattimille, ts. järjestelmille, jotka voidaan kuvata differenssiyhtälöllä N 1 M 1 a k y(n k) = b k x(n k). (3.3) k=0 Funktiota filter käytetään seuraavasti y = filter(b,a,x); k=0 missä b on kertoimet {b k } ja a kertoimet {a k } sisältävä rivivektori. FIR-suodatin on erikoistapaus yleisestä differenssiyhtälöstä siten, että kertoimet {a k } = 1. Matlabilla FIR-suodattimen ulostulo lasketaan siksi seuraavasti y = filter(b,1,x); FIR-suodattimen ulostulo voidaan laskea myös kahden sekvenssin konvoluution laskevalla funktiolla conv. Tähän palataan lämmittelyosassa. 3.2 FIR-suodatinten taajuusvaste Suodattimen ulostulo eli vaste kompleksisella eksponenttifunktioherätteellä e jωn riippuu taajuudesta ω. Usein suodattimen ominaisuuksia kuvataan juuri siten, miten se vaikuttaa eri taajuuksisiin signaaleihin. Tätä kuvataan taajuusvasteella. Otetaan esimerkiksi 2:n pisteen liukuvankeskiarvon suodatin, jonka differenssiyhtälö on y(n) = 1 2 x(n) + 1 x(n 1). (3.4) 2 Suodattimen taajuusvaste saadaan selville, kun suodattimeen syötetään kompleksinen eksponenttifunktio yleisessä muodossa ja laskemalla ulostulo x(n) = Ae jωn+φ (3.5) y(n) = 1 2 Aejωn+φ + 1 2 Aejω(n 1)+φ = = Ae jωn+φ 1 2 ( 1 + e jω) (3.6) Ulostulon havaitaan muodostuvan kahdesta termistä, alkuperäisestä sisäänmenosta x(n) = Ae jωn+φ sekä termistä, joka on kulmataajuden ω funktio. Tämä toinen termi on suodattimen taajuusvaste ja sitä merkitään H(ω). Tässä esimerkin tapauksessa siis H(ω) = 1 2 ( 1 + e jω) (3.7) Kun taajuusvastefunktio on määritetty kulmataajuuden ω funktiona, suodattimen vaikutus minkä tahansa taajuiseen signaaliin voidaan määrittää laskemalla H(ω):n arvo vastaavalla taajuudella. Tulos on kompleksiluku, jonka kulma kompleksitasossa ilmaisee, kuinka suuren vaihesiirron suodatin aiheuttaa kyseisen taajuiselle signaalille. Kompleksiluvun pituus (amplitudi) ilmaisee suodattimen aiheuttaman vahvistuksen kyseisen taajuiselle signaalille. Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 2

Yleisessä tapauksessa taajuusvasteen määritelmä saaadaan tarkastelemalla yleistä LTI-järjestelmää y(n) = k= h(k)x(n k), (3.8) missä {h(k)} on järjestelmän yksikköimpulssivaste. Syötetään järjestelmään heräte x(n) = Ae jωn+φ ja lasketaan ulostulo y(n) = [ ] h(k) e jω(n k) + φ k= ] (3.9) h(k)e jωk e jωn+φ = A [ k= Taas havaitaan, että vaste muodostuu alkuperäisestä herätteestä sekä termistä, joka on järjestelmän taajuusvastefunktio H(ω) = h(k)e jωk. (3.10) k= Kausaalisen FIR-suodattimen tapauksessa yhtälö supistuu muotoon H(ω) = M 1 h(k)e jωk. (3.11) k=0 Matlabin Signal Processing Toolboxissa on funktio freqz, joka piirtää LTI-järjestelmän taajuusvasteen suoraan kertoimien {a k }, {b k } perusteella. Piirretään esimerkkinä edellä olleen 2:n pisteen liukuvan keskiarvon suodattimen taajuusvaste kulmataajuusvälillä π ω π: b = [1/2 1/2]; w = -pi:(pi/100):pi; H = freqz(b,1,w); plot(w, abs(h)) FIR-suodattimilla freqz:n toinen parametri on aina 1 vastaavalla tavalla kuin filter-funktion kanssa. 4 Harjoitustyön osat 4.1 Lämmittelyosa Tässä osassa kerrataan taajuusvasteen käsitettä sekä taajuusvasteen piirtämistä Matlabilla. Edellä on esimerkkeinä käytetty liukuvan keskiarvon suodattimia, jotka siis laskevat ulostulon arvoksi sisäänmenon nykyisen arvon ja tietyn määrän edellisiä arvoja keskiarvon. Tällaisen suodattimen kertoimet {b k } ovat aina yhtä Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 3

suuria. Yleisessä muodossa tällaisen suodattimen differenssiyhtälö on muotoa y(n) = 1 L L 1 x(n k). (4.1) k=0 1. Osoita, että kolmen pisteen liukuvan keskiarvon suodattimen taajuusvaste on H(ω) = 2 cos ω + 1 e jω (4.2) 3 2. Laske yhtälön 4.2 arvo suoraan Matlabilla. Käytä taajuutena vektoria, joka sisältää 401 pistettä väliltä π... π. (a) Piirrä taajuusvasteen kuvaaja käyttämällä funktiota plot. Erota amplitudi ja vaihe funktioilla abs ja angle. (b) Piirrä taajuusvaste funktiolla freqz kirjoittamalla suoraan freqz(b,1). (c) Miten voit itse piirtää funktiolla plot samanlaisen kuvaajan kuin saat funktiolla freqz, mutta suomenkielisillä teksteillä? 3. Mikä on suodattimen vaimennus taajuudella π/3. Katso ensin kuvaajasta ja laske sitten sekä suoraan yhtälöä 4.2 käyttäen että Matlabin funktiolla freqz. 4. Osoita, että FIR-suodattimen ulostulo voidaan laskea konvoluutiolla y(n) = h(n) x(n) (4.3) Miksi IIR-suodattimen ulostuloa ei käytännössä voi laskea konvoluutiolla? 5. Luo kosinisignaalin sisältävä vektori seuraavasti n = 0:99; x = cos( 0.08*pi*n); b = 1/3*ones(1,3); Suodata x vektoriin yf funktiolla filter ja vektoriin yc funktiolla conv. Ovatko yf ja yc yhtä pitkiä. Jos eivät, niin miksi eivät? 4.2 Harjoitusosa Harjoitusosassa tutustutaan siihen, miten suodattimet vaikuttavat sinimuotoisiin (tai kosini-) sisäänmenoihin. Tavoitteena on ymmärtää seuraavat asiat: 1. Yhtälön 3.1 muotoiset suodattimet voivat muuttaa sinisignaalin amplitudia ja vaihetta, mutta eivät taajuutta. 2. Suodatin käsittelee siniaaltojen summan kutakin komponenttia toisista komponenteista riippumatta. 3. Suodattimet voivat kokonaan poistaa tietyn taajuisia siniaaltoja. Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 4

4.2.1 Ensimmäinen differenssi -suodatin Seuraavassa tarkastellaan diskreettiaikaisia sinisignaaleita, jotka ovat muotoa x(n) = A cos (ωn + φ), n = 0, 1,..., L 1 (4.4) Signaalin diskreetti kulmataajuus ω on aina välillä 0 ω π. Jos signaali saadaan aikaan näytteistämällä jatkuva-aikaista signaalia, on diskreettiaikaisen ja jatkuva-aikaisen signaalin taajuuksien välillä yhteys ω = 2πF F s (4.5) missä F on jatkuva-aikaisen signaalin taajuus ja F s näytteenottotaajuus. Luo 50 näytettä pitkä kosiniaalto yhtälön 4.4 mukaisesti arvoilla A = 7, φ = π/3 ja ω = 0.125π. Talleta signaali vektoriin x, jotta sitä voidaan käyttää jatkossa. Käytä funktiota conv seuraavalla differenssiyhtälöllä ilmaistun suodattimen toteuttamiseen y(n) = 5x(n) 5x(n 1). (4.6) Tällainen suodatin on nimeltään ensimmäinen differenssi, mutta tässä vahvistuksella 5. 1. Suodata x vektoriin y. Mikä on suodatetun sekvenssin pituus? Miksi? 2. Piirrä ensimmäiset 50 näytettä molemmista signaaleista samaan kuvaan komennon subplot avulla. Käytä varsinaiseen piirtämiseen funktiota stem funktion plot sijasta. Piirrä sekvenssit siten, että x-akselilla on arvot 0 x 49. 3. Piirrä toiseen kuvaan samalla tavalla signaalien kuvaajat funktiolla plot. 4. Havainnoi kuvista, että jos ensimmäinen näyte jätetään huomiotta, suodatettu sekvenssi y näyttäisi olevan skaalattu ja vaihesiirretty versio suodattimen sisäänmenosekvenssistä x. Selitä, miksi ensimmäinen näyte poikkeaa. 5. Selvitä kuvan ja Matlabin funktion max avulla, mikä on sekvenssien x ja y amplitudi ja diskreetti taajuus. 6. Selvitä sekvenssien välinen vaihe-ero. Onko vaihe-ero negatiivinen vai positiivinen? Vihje: Etsi kaksi toisiaan vastaavaa näytettä ja laske niiden vaiheero ensin näytteissä. Laske sitten sama kulmana asteina tai radiaaneina. 7. Luonnehdi suodattimen toimintaa taajuudella ω = 0.125π laskemalla ulostulon suhteellinen amplitudi (ulostulon amplitudin suhde sisäänmenon amplitudiin) ja kertomalla sen aiheuttama vaihe-ero ko. taajuudella (selvitettiin jo edellä). 8. Johda suodattimen vahvistuksen ja vaihe-eron lausekkeet teoreettisesti. Laske vahvistuksen ja vaihe-eron arvot taajuudella ω = 0.125π ja vertaa niitä edellä selvittämiisi tuloksiin. Jos tulokset poikkeavat, selitä miksi. Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 5

4.2.2 Suodattimen lineaarisuus 1. Kerro edellä luomasi vektori x kahdella ja talleta tulos vektoriin xa, siis xa=2*x. Suodata signaali vektoriin ya samalla suodattimella kuin edellä. 2. Luo uusi sisäänmenosignaali, joka vastaa diskreettiaikaista signaalia x b (n) = 8 cos (0.25πn) (4.7) Talleta tulos vektoriin xb. Suodata signaali convilla vektoriin yb. Toista edellisen kohdan numerot 5 ja 6 xb:lle ja yb:lle. 3. Muodosta vielä yksi sisäänmenosignaali xc, joka on xa:n ja xb:n summa. Suodata signaali convilla vektoriin yc. Vertaa yc:tä summaan ya+yb. Havaitsetko mitään eroa? Selitä mahdollisesti havaitsemasi ero. Voitko olettaa suodattimen olevan lineaarinen havaintojesi perusteella? 4.2.3 Suodattimen aikainvarianssi Viivästä signaali x kolmella näytteellä eli luo vektori xs, joka vastaa signaalia x s (n) = 7 cos (0.125π(n 3) + π/3). (4.8) Suodata signaali vektoriin ys. Vertaa ys:ää ja y:tä. Kuinka monta näytettä y:tä on viivästettävä, jotta y ja ys ovat yhtenevät? (jätä ensimmäinen ja viimeinen näyte huomiotta) Onko suodatin tällä perusteella aikainvariantti? 4.2.4 Kahden järjestelmän kaskadi Monimutkaisempia järjestelmiä kootaan usein yksinkertaisista osista. Otetaan esimerkiksi järjestelmä, jossa epälineaarinen järjestelmä (toiseen potenssiin korotus) on kytketty kaskadiin FIR-suodattimen kanssa. x(n) w(n) = (x(n)) 2 y(n) ( ) 2 FIR Kuva 1: Järjestelmä, jossa epälineaarinen järjestelmä on kaskadissa FIR-suodattimen kanssa. 1. Järjestelmää kuvaa kaksi yhtälöä: w(n) = [x(n)] 2 (4.9) y(n) = w(n) w(n 1) (4.10) Toteuta tämä järjestelmä Matlabilla. Käytä sisäänmenona vektoria x. 2. Piirrä vektorit x, w ja y samaan kuvaan (subplot). Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 6

3. Mitä taajuuksia signaalit sisältävät? Tee päätelmiä järjestelmän eri osien lineaarisuudesta. Onko koko järjestelmä lineaarinen vai epälineaarinen? 4. Selitä lineaarisuusominaisuuden perusteella, mitä tapahtuu signaalille w FIR-suodattimessa. Vihje: Tarkastele, miten eri taajuuskomponentit menevät suodattimen läpi. 5. Korvaa FIR-suodatin toisen kertaluvun FIR-suodattimella, jonka differenssiyhtälö on y 2 (n) = w(n) 2 cos(0.25π)w(n 1) + w(n 2) (4.11) Muodosta x:n neliö ja suodata. Mitä taajuuksia y2 sisältää? Selitä, miksi suodatin suodattaa taajuuden ω = 0.25π kokonaan pois. Vihje: Johda FIRsuodattimen ulostulon lauseke, kun sisäänmeno on e j0.25πn yhtälöiden 3.5 ja 3.6 tapaan. Viitteet [1] J. G. Proakis and D. G. Manolakis, Digital Signal Processing Principles, Algorithms, and Applications. Prentice-Hall, Inc., 3 ed., 1996. Tämä versio: 5. toukokuuta 2006 kello 9:01 7

Työ D102: Sinimuotoisen signaalin suodattaminen Ohjaajan varmistus lämmittelyosan suorittamisesta Liitä tämä sivu harjoitusosan raporttiin Ryhmän jäsenet: Ohjaaja täyttää seuraavat kohdat: 1. 2. (a) (b) (c) 3. 4. 5. Päiväys: Ohjaaja: