TKK Tietoliikennelaboratorio Seppo Saastamoinen Sivu 1/5 Konvoluution laskeminen vaihe vaiheelta

Samankaltaiset tiedostot
Konvoluution laskeminen vaihe vaiheelta Sivu 1/5

( ) ( ) x t. 2. Esitä kuvassa annetun signaalin x(t) yhtälö aikaalueessa. Laske signaalin Fourier-muunnos ja hahmottele amplitudispektri.

( ) ( ) 2. Esitä oheisen RC-ylipäästösuotimesta, RC-alipäästösuotimesta ja erotuspiiristä koostuvan lineaarisen järjestelmän:

Huomaa, että aika tulee ilmoittaa SI-yksikössä, eli sekunteina (1 h = 3600 s).

W dt dt t J.

Luento 4. Fourier-muunnos

x v1 y v2, missä x ja y ovat kokonaislukuja.

Luento 2. Järjestelmät aika-alueessa Konvoluutio-integraali. tietoverkkotekniikan laitos

a) Ortogonaalinen, koska kantafunktioiden energia 1

Luento 11. Stationaariset prosessit

Mittaustekniikan perusteet, piirianalyysin kertausta

Diskreetillä puolella impulssi oli yksinkertainen lukujono:

S Signaalit ja järjestelmät Tentti

12. ARKISIA SOVELLUKSIA

Tasaantumisilmiöt eli transientit

Luento 9. Epälineaarisuus

Luento 11. tietoverkkotekniikan laitos

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 4, ratkaisuehdotukset

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Systeemimallit: sisältö

f x dx y dy t dt f x y t dx dy dt O , (4b) . (4c) f f x = ja x (4d)

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 18: Yhden vapausasteen pakkovärähtely, transienttikuormituksia

Tietoliikennesignaalit

Luento 11. Stationaariset prosessit

2. Taloudessa käytettyjä yksinkertaisia ennustemalleja. ja tarkasteltavaa muuttujan arvoa hetkellä t kirjaimella y t

Silloin voidaan suoraan kirjoittaa spektrin yhtälö käyttämällä hyväksi suorakulmaisen pulssin Fouriermuunnosta sekä viiveen vaikutusta: ( ) (

PK-YRITYKSEN ARVONMÄÄRITYS. KTT, DI TOIVO KOSKI elearning Community Ltd

( ) 5 t. ( ) 20 dt ( ) ( ) ( ) ( + ) ( ) ( ) ( + ) / ( ) du ( t ) dt

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Luento 3. Fourier-sarja

b) Ei ole. Todistus samaan tyyliin kuin edellinen. Olkoon C > 0 ja valitaan x = 2C sekä y = 0. Tällöin pätee f(x) f(y)

Juuri 13 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Kertaus. K1. A: III, B: I, C: II ja IV.

Dynaaminen optimointi ja ehdollisten vaateiden menetelmä

A-osio. Ei laskinta! Valitse seuraavista kolmesta tehtävästä vain kaksi joihin vastaat!

XII RADIOAKTIIVISUUSMITTAUSTEN TILASTOMATEMATIIKKAA

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 2. Tietoliikennetekniikka I A Kari Kärkkäinen Osa 3

KULMAMODULOITUJEN SIGNAALIEN ILMAISU DISKRIMINAATTORILLA

KOMISSION VALMISTELUASIAKIRJA

Rakennusosien rakennusfysikaalinen toiminta Ralf Lindberg Professori, Tampereen teknillinen yliopisto

Mallivastaukset KA5-kurssin laskareihin, kevät 2009

Toistoleuanvedon kilpailusäännöt

338 LASKELMIA YRITYS- JA PÄÄOMAVERO- UUDISTUKSESTA

ẍ(t) q(t)x(t) = f(t) 0 1 z(t) +.

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 3, harjoitustenpitäjille tarkoitetut ratkaisuehdotukset

F E . 1. a!? # % b $ c + ± = e < > [ \ ] ^ g λ Ø ø φ " 1 / 2 h Á á É. j À à È è Ì ì Ò k ò ù Ä ä Ë ë Ï. o à ã Ñ ñ Õ õ F` = 6mm = 9/12mm = 19mm

Monisilmukkainen vaihtovirtapiiri

2. Matemaattinen malli ja funktio 179. a) f (-2) = -2 (-2) = = -6 b) f (-2) = 2 (-2) 2 - (-2) = (-8) + 7 = = 23

KANTOAALTOMODULOIDUN KAISTANPÄÄSTÖSIGNAALIN (BANDPASS) JA KANTATAAJUISEN (BASEBAND) SIGNAALIN AMPLITUDISPEKTRIT

9. Epäoleelliset integraalit; integraalin derivointi parametrin suhteen. (x + y)e x y dxdy. e (ax+by)2 da. xy 2 r 4 da; r = x 2 + y 2. b) A.

Sopimuksenteon dynamiikka: johdanto ja haitallinen valikoituminen

joka on separoituva yhtälö, jolla ei ole reaalisia triviaaliratkaisuja. Ratkaistaan: z z(x) dx =

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 6, harjoitustenpitäjille tarkoitetut ratkaisuehdotukset

YKSISIVUKAISTAMODULAATIO (SSB)

3 SIGNAALIN SUODATUS 3.1 SYSTEEMIN VASTE AIKATASOSSA

Systeemimallit: sisältö

Luento 9. Epälineaarisuus

ETERAN TyEL:n MUKAISEN VAKUUTUKSEN ERITYISPERUSTEET

origo III neljännes D

OSINKOJEN JA PÄÄOMAVOITTOJEN VEROTUKSEN VAIKUTUKSET OSAKKEEN ARVOON

JLP:n käyttämättömät mahdollisuudet. Juha Lappi

PARTIKKELIN KINETIIKKA

Luento 3. Fourier-sarja

Tiedonhakumenetelmät Tiedonhakumenetelmät Helsingin yliopisto / TKTL. H.Laine 1. Todennäköisyyspohjainen rankkaus

5. Vakiokertoiminen lineaarinen normaaliryhmä

KÄYTTÖOPAS. Ilma vesilämpöpumppujärjestelmän sisäyksikkö ja lisävarusteet RECAIR OY EKHBRD011ADV1 EKHBRD014ADV1 EKHBRD016ADV1

( ) N z ( RADIOAKTIIVISUUS TILASTOLLISENA ILMIÖNÄ. B.1 Radioaktiivisten ytimien hajoamislaki. P( z) =

Tehtävä I. Vaihtoehtotehtävät.

Rahoitusriskit ja johdannaiset Matti Estola. luento 13 Black-Scholes malli optioiden hinnoille

Mallivastaukset KA5-kurssin laskareihin, kevät 2009

Ene , Kuivatus- ja haihdutusprosessit teollisuudessa, Laskuharjoitus 5, syksy 2015

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 14: Yhden vapausasteen vaimeneva pakkovärähtely, harmoninen kuormitusheräte

Hevoosella vaan- käyttäjäkysely

SATE2140 Dynaaminen kenttäteoria syksy /7 Laskuharjoitus 4 / Sähkömagneettiset aaltojen polarisoituminen

KOHINA KULMAMODULAATIOISSA

KÄYTTÖOPAS. -järjestelmän sisäyksikkö HXHD125A8V1B

BETONI-TERÄS LIITTORAKENTEIDEN SUUNNITTELU EUROKOODIEN MUKAAN (TTY 2009) Betonipäivät 2010

SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

2. Systeemi- ja signaalimallit

10 VALON INTERFERENSSI

Kuntaeläkkeiden rahoitus ja kunnalliset palvelut

Ratkaisu. Virittäviä puita on kahdeksan erilaista, kun solmut pidetään nimettyinä. Esitetään aluksi verkko kaaviona:

S Signaalit ja järjestelmät

Notor Upotettava. 6

LVM/LMA/jp Valtioneuvoston asetus. ajoneuvojen käytöstä tiellä annetun asetuksen muuttamisesta. Annettu Helsingissä päivänä kuuta 20

Tässä harjoituksessa käsitellään Laplace-muunnosta ja sen hyödyntämistä differentiaaliyhtälöiden ratkaisemisessa.

KYNNYSILMIÖ JA SILTÄ VÄLTTYMINEN KYNNYKSEN SIIRTOA (LAAJENNUSTA) HYVÄKSI KÄYTTÄEN

KOMISSION KERTOMUS. Suomi. Perussopimuksen 126 artiklan 3 kohdan nojalla laadittu kertomus

OH CHOOH (2) 5. H2O. OH säiliö. reaktori 2 erotus HCOOCH 3 11.

Rahoitusriskit ja johdannaiset Matti Estola. luento 12 Stokastisista prosesseista

LVM/LMA/jp Valtioneuvoston asetus. ajoneuvojen käytöstä tiellä annetun asetuksen muuttamisesta. Annettu Helsingissä päivänä kuuta 20

RIL Suomen Rakennusinsinöörien Liitto RIL ry

z = Amplitudi = itseisarvo ja vaihe = argumentti (arg). arg Piirretään vielä amplitudi- ja vaihespektri:

Piennopeuslaite FMP. Lapinleimu

ZELIO Time Sarja RE7 Elektroniset aikareleet

Painevalukappaleen valettavuus

Luento 7 Järjestelmien ylläpito

ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 3: Dynaamisen vasteen määrittäminen, Laplace-muunnos, siirtofunktio

Mittaus- ja säätölaitteet IRIS, IRIS-S ja IRIS-M

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 17: Yhden vapausasteen pakkovärähtely, impulssikuormitus ja Duhamelin integraali

EDE Introduction to Finite Element Method

Transkriptio:

KK ieoliikennelaboraorio 7.2.27 Seppo Saasamoinen Sivu /5 Konvoluuion laskeminen vaihe vaiheela Konvoluuion avulla saadaan laskeua aika-alueessa järjeselmän lähösignaali, kun ulosignaali ja järjeselmän impulssivase h() unneaan. Impulssivase h() on järjeselmän siirofunkion H(f) kääneismuunnos. ukiaan esimerkin avulla suorakaidepulssin muuumisa, kun pulssi ajeaan RCalipääsösuodaimeen. x() d = /2 R x() C y() Kaavoja: h() H(f) = d () rec x = d :n verran viiväsey suorakaidepulssi, jonka ampliudi on ja keso. Lausuaan rec - d (kaua). Sulkujen sisässä ei siis ole jakomerkki. Viive d miaaan pulssin keskikohdasa. F / h () = e u () H( f ) = = RC + j2π f h() = impulssivase, = RC = aikavakio, H(f) = siirofunkio, f = aajuus., kun > u() = yksikköaskel(funkio) eli u() =, kun < Piirreään h() ja x() aika-aseikolle: h() / x() d = /2

KK ieoliikennelaboraorio 7.2.27 Seppo Saasamoinen Sivu 2/5 Molemma konvoloiava ova kausaalisia. Muuoin saaaisi esiin ulla ilanne, jossa lähdösä saaaisiin signaalia ulos ennen kuin uloon on kykey miään signaalia. Siksi impulssivaseen kaavassa on yksikköaskel u(), joka määrielee signaalin odeksi aika-arvolla >. x():n yksikkö on voli, mua h() on laaduon. Näin ollen konvoluuion loppuuloksen yksikkö on voli. Konvoluuiossa ehdään aikainegraali. Sen vuoksi kaavoissa korvaaan muuuja ilapäisellä muuujalla (esim. u, v, jne.). luksi siis signaali ova näin: h() / x() d = /2 h e u = / d ( ) = ( ) x( ) rec ämän jälkeen oinen signaali käänneään -alueessa nurinpäin. Saranakohana on y-akseli :n arvolla. Yleensä kannaaa valia ns. helpompi apaus. ässä se lienee suorakaidepulssi. x(-) + d x( ) = rec d ika-arvon (-arvon) -kohaan kirjoieaan (siis ulee) muuuja. ämä pise määriää ( piirää ) loppuuloksessa lähösignaalin y() arvon. Kun suorakaidepulssia liu ueaan vasemmala oikealle, kulkee ensimmäisenä. Konvoluuion loppuulos ulee sien vasaavaan kohaan y():n kuvassa. Kaavassa muuujan paikalle kirjoieaan siis. Siis signaalin, joa ei käänneä, kaavaan :n paikalle ulee ja käänneyn signaalin :n paikalle ulee.

KK ieoliikennelaboraorio 7.2.27 Seppo Saasamoinen Sivu 3/5 Piirreään käänämäön ja käänney signaali -aseikolle: d h() / - Käänneyn pulssin vasempaan reunaan ulee siis merkinä. Konvoluuion kaava on () () ( ) ( ) ( ) ( ) x h = x h d = x h d = d ( )/ + d / rec e d = rec e d Konvoluuion loppuuloksen kannala on siis sama, kumpi pulsseisa käänneään. Inegraalin akana on kahden pulssin kerolasku. Eli ensin kerroaan ja sien inegroidaan. Esimerkkimme apauksessa ulee esiin kolme ilannea eli a) pulssi eivä ole päällekkäin, b) pulssi ova osiain päällekkäin ja c) pulssi ova kokonaan päällekkäin. a) Pulssi eivä ole päällekkäin. () h() = x d ämä johuu siiä, eä kerolasku ehdään joka ajanheki. Kun siirryään -akselilla vasemmala oikealle, on kerolaskun ulos joka paikassa nolla. -

KK ieoliikennelaboraorio 7.2.27 Seppo Saasamoinen Sivu 4/5 b) Pulssi ova osiain päällekkäin. / x h e d () () = = e = / ( ) e = e - Pulssi ova siis päällekkäin -alueessa välillä. ämä päällekkäisyys määrää inegroiniraja. / Konvoluuioinegraalin akana on siis kerolasku, jonka ulos on ässä yllä. Konvoluuion loppuulos on väliuloksena synyneen kuvion pina-ala (osoieu nuolella). Pina-ala eli loppuulos piiryy aika-aseikolla :n osoiamaan kohaan. Siä mukaa, kun käänney suorakaidepulssi liukuu oikealle, kasvaa pina-ala. Sillä seliyy loppuuloksen (pulssin) nouseva osuus. c) Pulssi ova kokonaan päällekkäin. / x h e d () () = = e e = / ( ) e = e e -

KK ieoliikennelaboraorio 7.2.27 Seppo Saasamoinen Sivu 5/5 Kun aika-arvo on yliäny -kohdan, pienenee konvoluuion ulos. Sillä seliyy lähöpulssin laskeva osuus. Loppuuloksena on seuraavan kalainen ulos. y() e iiviselmä konvoluuion laskemisesa: ) ukiaan kumpi pulsseisa on helpompi käänää y-akselin ympäri. Siis ukiaan, kumman kaavaa on helpompi käsiellä muuujalla. 2) seeaan konvoloinnin ajaksi käänämäömän pulssin :n paikalle muuuja ja käänneyn pulssin muuujan paikalle. 3) Huomaaan, eä konvoloinnin aikana muuuja ulee käänneyn pulssin oikeaan reunaan. Vasempaan reunaan ulee. 4) ukiaan päällekkäisyyksien eri apaukse. Eli havaiaan ilanee, joissa pulssi eivä ole päällekkäin, osiain päällekkäin (voi olla useia eri ilaneia!) ja kokonaan päällekkäin (näiäkin ilaneia voi olla mona). Ja lopuksi ulee vielä mahdollisesi ilanne, jossa pulssi eivä ole päällekkäin. 5) Kun vaihee on selviey, selviävä samalla inegroiniraja. Eli ilanee, joissa joain inegroiavaa on. Inegroidaan vain alueilla, joissa pulssi ova päällekkäin. 6) Sien yöseään inegraalin akana oleva kerolasku ja inegroidaan se. Sen jälkeen sijoieaan raja, ja loppuulos on selviey. Näiä inegroineja voi jouua ekemään useia erilaisisa päällekkäisyysilaneisa johuen. 7) Jos loppuulos jouduaan esiämään graafisesi, kasoaan jokaisen päällekkäisyysilaneen loppuulos (siis arvo voleina ai symbolisena), ja kirjoieaan se konvoluuiossa siiryvän piseen kohdalle y()-aseikolle. Näin saadaan käsin hahmoelua lähösignaalin muoo.