SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

Samankaltaiset tiedostot
SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

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

Tuntematon järjestelmä. Adaptiivinen suodatin

Remez-menetelmä FIR-suodinten suunnittelussa

Digitaalinen signaalinkäsittely Desibeliasteikko, suotimen suunnittelu

T Digitaalinen signaalinkäsittely ja suodatus

SGN-1251 Signaalinkäsittelyn sovellukset Välikoe Heikki Huttunen

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I. Verkkojen taajuusriippuvuus: suo(dat)timet

T SKJ - TERMEJÄ

Alipäästösuotimen muuntaminen muiksi perussuotimiksi

Suodattimet. Suodatintyypit: Bessel Chebyshev Elliptinen Butterworth. Suodattimet samalla asteluvulla (amplitudivaste)

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

1 Tarkastellaan digitaalista suodatinta, jolle suurin sallittu päästökaistavärähtely on 0.05 db ja estokaistalla vaimennus on 44 db.

Spektri- ja signaalianalysaattorit

Katsaus suodatukseen

Kompleksiluvut signaalin taajuusjakauman arvioinnissa

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

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

1 Olkoon suodattimen vaatimusmäärittely seuraava:

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

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

Numeeriset menetelmät

Kompleksianalyysi, viikko 7

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

4. Fourier-analyysin sovelletuksia. Funktion (signaalin) f(t) näytteistäminen tapahtuu kertomalla funktio näytteenottosignaalilla

L/M = 16.9/9.1 = 169/91 = 13/7.

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

Esipuhe. Tampereella, 9. toukokuuta 2003, Heikki Huttunen

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 2

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

1 Äänisignaalin tallentaminen ja analysointi... 2 Q Q Q Q Häiriönpoisto... 5 Q Q Q2.3...

Diskreetin LTI-systeemin stabiilisuus

Alias-ilmiö eli taajuuden laskostuminen

MATEMATIIKAN JAOS Kompleksianalyysi

Signaalien datamuunnokset. Digitaalitekniikan edut

Signaalien datamuunnokset

Mitä on signaalien digitaalinen käsittely

Ongelma 1: Onko datassa tai informaatiossa päällekkäisyyttä?

Osatentti

Laskuharjoitus 2 ( ): Tehtävien vastauksia

Signaalit ja järjestelmät aika- ja taajuusalueissa

B. 2 E. en tiedä C ovat luonnollisia lukuja?

ELEC-C Sovellettu digitaalinen signaalinkäsittely. Äänisignaalien näytteenotto ja kvantisointi Dither Oskillaattorit Digitaalinen suodatus

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

2. Funktiot. Keijo Ruotsalainen. Mathematics Division

3 Ikkunointi. Kuvio 1: Signaalin ikkunointi.

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Signaalinkäsittelyn sovellukset

4. Taajuusalueen suodatus 4.1. Taustaa Perusteita

Tenttiin valmentavia harjoituksia

4. Taajuusalueen suodatus 4.1. Taustaa

Digitaalinen signaalinkäsittely Johdanto, näytteistys

Signaalinkäsittelyn menetelmät

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

1. Määritä pienin näytelauseen ehdon mukainen näytetaajuus taajuus seuraaville signaaleille:

1 Määrittele lyhyesti seuraavat käsitteet. a) Kvantisointivirhe. b) Näytetaajuuden interpolointi. c) Adaptiivinen suodatus.

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

Kotitehtävät 1-6: Vastauksia

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIa, syksy 2018 Harjoitus 3 Ratkaisuehdotuksia.

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Tekniikka ja liikenne (5) Tietoliikennetekniikan laboratorio

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

Harjoitustyö 1. Signaaliprosessorit Sivu 1 / 11 Vähämartti Pasi & Pihlainen Tommi. Kaistanestosuodin, estä 2 khz. Amplitudi. 2 khz.

Kompleksianalyysi, viikko 6

KON-C3004 Kone- ja rakennustekniikan laboratoriotyöt Tiedonkeruu ja analysointi Panu Kiviluoma

järjestelmät Luento 8

Y Yhtälöparista ratkaistiin vuorotellen siirtofunktiot laittamalla muut tulot nollaan. = K K K M. s 2 3s 2 KK P

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS127. Jatkuva-aikaiset IC-suodattimet ja PLL-rakenteet

SEBASTIAN RINTALA SIGNAALIN DOMINOIVAN TAAJUUDEN ARVIOINTI

SGN Bachelor's Laboratory Course in Signal Processing ELT Tietoliikenne-elektroniikan työkurssi. Äänitaajuusjakosuodintyö ( )

Luento 8. tietoverkkotekniikan laitos

Tietoliikennesignaalit & spektri

Suodinpankit ja muunnokset*

Mat / Mat Matematiikan peruskurssi C3-I / KP3-I Harjoitus 5 / vko 42, loppuviikko, syksy 2008

Funktiot. funktioita f : A R. Yleensä funktion määrittelyjoukko M f = A on jokin väli, muttei aina.

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Osa IX. Z muunnos. Johdanto Diskreetit funktiot

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn perusteet

5.3 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 3: Jatkuvuus

Derivaatan sovellukset (ääriarvotehtävät ym.)

T Signaalinkäsittelyjärjestelmät Kevät 2005 Pakolliset ja lisäpistelaskarit

Päähaku, matemaattisten tieteiden kandiohjelma Valintakoe klo

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 1

e ax, kun x > 0 f(x) = 0, kun x < 0, 0, kun x > 0 e ax, kun x < 0 e (a iω)x dx = a+iω = 1 a 2 +ω 2. e ax, x > 0 e ax, x < 0,

Matematiikan tukikurssi

Transkriptio:

SG-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti 21.3.2006 Kirjoita nimesi ja opiskelijanumerosi jokaiseen paperiin. Vastauspaperit tullaan irrottamaan toisistaan. Jos tila ei riitä, jatka kääntöpuolelle ja sen jälkeen erilliselle konseptille, jota voit pyytää valvojalta. Laskinta saa käyttää, mutta muistin tulee olla tyhjä. Rastita vielä alle mistä löytyy merkintä pakollisista harjoituksista. Osallistuin harjoituksiin lv. 05-06 periodeilla 1-2 periodeilla 3-4. Osallistuin harjoituksiin vuonna: syksyllä kesällä Palautin harjoitustehtäväpaketin vuonna: En ole vielä suorittanut pakollisia harjoituksia ja otan yhteyttä luennoitsijaan. 1. Ovatko seuraavat väittämät tosia vai epätosia? (Perusteluja ei tarvita. Oikea vastaus: 1 p, väärä: 1 2 p, ei vastausta 0 p.) (a) Suotimen stabiilius tarkistetaan selvittämällä ovatko sen siirtofunktion nollat yksikköympyrän sisäpuolella. (b) Signaalin x(n)y(n) DFT on X(n)Y(n). (c) Kaksiulotteinen diskreetti Fourier-muunnos voidaan laskea yksiulotteisten diskreettien Fourier-muunnosten avulla. (d) Vaihevasteen lineaarisuus takaa, että signaalin kaikki taajuudet viivästyvät yhtä monta sekuntia. (e) Laskostuminen estetään A/D-muunnoksessa asettamalla näytteenottotaajuus vähintään samaksi kuin analogisen signaalin suurin taajuus. (f) Binäärisissä fax-dokumenteissa mustaa pistettä esitetään nollalla ja valkoista ykkösellä. Täysin mustan fax-kuvan entropia on suurempi kuin sellaisen, jossa mustia ja valkoisia pisteitä on yhtä monta. Suodintyyppi Impulssivaste kun n 0 n = 0 Alipäästö 2f c sinc(n 2πf c ) 2f c Ylipäästö 2f c sinc(n 2πf c ) 1 2f c Kaistanpäästö 2f 2 sinc(n 2πf 2 ) 2f 1 sinc(n 2πf 1 ) 2(f 2 f 1 ) Kaistanesto 2f 1 sinc(n 2πf 1 ) 2f 2 sinc(n 2πf 2 ) 1 2(f 2 f 1 ) Ikkuna- Siirtymäkaistan Päästökaistan Estokaistan Ikkunan lauseke funktion leveys värähtely minimi- w(n),kun nimi (normalisoitu) (db) vaimennus (db) n ( 1)/2 Suorakulmainen 0.9/ 0.7416 21 1 Bartlett 3.05/ 0.4752 25 1 2 n 1 Hanning 3.1/ 0.0546 44 0.5 + 0.5 cos 2πn Hamming 3.3/ 0.0194 53 0.54 + 0.46cos 2πn Blackman 5.5/ 0.0017 74 0.42 + 0.5cos 2πn + 0.08cos 4πn

2. (a) Analoginen signaali koostuu yksittäisestä siniaallosta, jonka taajuus on 2200 Hz. Signaalista otetaan näytteitä 2.5 10 4 sekunnin välein. Tapahtuuko laskostumista? Jos vastauksesi on myönteinen, miksi taajuudeksi mainittu sinitaajuus tulkitaan, ts. mille taajuudelle se laskostuu? (1p) (b) Laske jaksollisen lukujonon x(n) =( 2, 4, 5, 1) diskreettifourier-muunnos. (2p) (c) Eräs lääketieteen sovellus mittaa potilaan aivosähkökäyrää, johon on sekoittunut sähköverkosta tulevaa häiriötä 50 Hertzin taajuudella. Sovellutuksen kannalta olennainen informaatio sijaitsee taajuusalueella 0 22 Hz. Järjestelmän näytteenottotaajuus on 150 Hz. Millaiset päästö- ja estokaistat tarvitaan, jotta verkkohurina poistuu ja varsinainen signaali säilyy? Mikä on pienin mahdollinen kertoimien määrä, kun suodinsuunnittelu tapahtuu ikkunamenetelmällä Blackman-ikkunaa käyttäen. (3p)

3. Kausaalisen aikainvariantin järjestelmän siirtofunktio on missä vakio a R ja a 0. H(z) = 1 (az) 1 1 az 1, (a) Määritä herätteen x(n) ja vasteen y(n) välinen yhtälö. (b) Millä vakion a arvoilla järjestelmä on stabiili? (c) Piirrä napa-nollakuvio tapauksessa a = 1 2.

4. Suunnittele ikkunamenetelmällä alipäästösuodin (selvitä käsin impulssivasteen lauseke), jonka vaatimukset ovat seuraavat: Estokaista Päästökaista Päästökaistan maksimivärähtely Estokaistan minimivaimennus äytteenottotaajuus [12 khz,16khz] [0 khz,9.9khz] 0.06 db 34 db 32 khz Käytä oheisia taulukoita hyväksesi.

5. (a) Eräs symbolilähde tuottaa viittä eri symbolia todennäköisyyksillä p 0 = 0.47, p 1 = 0.18, p 2 = 0.15, p 3 = 0.12, jap 4 = 0.08. Generoi Huffman-puu ja Huffman-koodi. Paljonko on keskimääräinen koodisanan pituus ja paljonko on lähteen entropia? (2p) (b) Erään kausaalisen LTI-järjestelmän amplitudivaste on kuvan 1 mukainen. Selvennykseksi kuvaan mainittakoon, että lim f 0.25 10 H(ei2πf ) = lim f 0.4 10 H(ei2πf ) =. i. Piirrä arvio järjestelmän napa-nollakuviosta sen perusteella, mitä amplitudivasteesta voidaan päätellä. Järjestelmän impulssivaste oletetaan reaaliseksi, jolloin reaaliakselin ylä- ja alapuoli ovat toistensa peilikuvia. (2p) ii. Mitä voidaan sanoa impulssivasteen pituudesta? Perustelu. (1p) iii. Onko järjestelmä stabiili? Perustelu. (1p) Amplitudivaste (db) 60 40 20 0 20 40 60 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 ormalisoitu taajuus Kuva 1: Järjestelmän amplitudivaste