SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

Samankaltaiset tiedostot
SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

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, Tentti

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.

Digitaalinen signaalinkäsittely Desibeliasteikko, suotimen suunnittelu

Remez-menetelmä FIR-suodinten suunnittelussa

SGN-1251 Signaalinkäsittelyn sovellukset Välikoe Heikki Huttunen

T Digitaalinen signaalinkäsittely ja suodatus

Tuntematon järjestelmä. Adaptiivinen suodatin

Alipäästösuotimen muuntaminen muiksi perussuotimiksi

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

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

T SKJ - TERMEJÄ

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

Kompleksiluvut signaalin taajuusjakauman arvioinnissa

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

1 Olkoon suodattimen vaatimusmäärittely seuraava:

Katsaus suodatukseen

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

Kompleksianalyysi, viikko 7

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

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

Esipuhe. Tampereella, 9. toukokuuta 2003, Heikki Huttunen

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 2

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

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

Spektri- ja signaalianalysaattorit

T Signaalinkäsittelyjärjestelmät Kevät 2005 Pakolliset ja lisäpistelaskarit

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Alias-ilmiö eli taajuuden laskostuminen

Signaalinkäsittelyn sovellukset

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

MATEMATIIKAN JAOS Kompleksianalyysi

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,

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

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

Laskuharjoitus 2 ( ): Tehtävien vastauksia

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

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

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

S Piirianalyysi 1 2. välikoe

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

Osatentti

Signaalinkäsittelyn menetelmät

Matematiikan peruskurssi 2

Numeeriset menetelmät

Tekijä Pitkä matematiikka

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Matematiikan tukikurssi

Luento 7. LTI-järjestelmät

b) Määritä myös seuraavat joukot ja anna kussakin tapauksessa lyhyt sanallinen perustelu.

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

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn perusteet

Kirjoitetaan FIR-suotimen differenssiyhtälö (= suodatuksen määrittelevä kaava):

Signaalit ja järjestelmät aika- ja taajuusalueissa

S /142 Piirianalyysi 2 2. Välikoe

A B = 100, A = B = 0. D = 1.2. Ce (1.2 D. C (t D) 0, t < 0. t D. )} = Ae πjf D F{Π( t D )} = ADe πjf D sinc(df)

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

Yksinkertaisin järjestelmä

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

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

Talousmatematiikan perusteet, ORMS1030

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2018 Insinöörivalinnan matematiikan koe, , Ratkaisut (Sarja A)

Tekijä MAA2 Polynomifunktiot ja -yhtälöt = Vastaus a)

Tietoliikennesignaalit & spektri

Suodatus ja näytteistys, kertaus

Kotitehtävät 1-6: Vastauksia

1 Johdanto. 2 Kriittinen näytteistys 2:lla alikaistalla. 1.1 Suodatinpankit audiokoodauksessa. Johdanto

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

Juuri 2 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

sin x cos x cos x = sin x arvoilla x ] π

Suodinpankit ja muunnokset*

Differentiaaliyhtälöt I, kevät 2017 Harjoitus 3

Tehtäväsarja I Seuraavissa tehtävissä harjoitellaan erilaisia todistustekniikoita. Luentokalvoista 11, sekä voi olla apua.

3 Ikkunointi. Kuvio 1: Signaalin ikkunointi.

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

1. a) Piiri sisältää vain resistiivisiä komponentteja, joten jännitteenjaon tulos on riippumaton taajuudesta.

Algebra. 1. Ovatko alla olevat väittämät tosia? Perustele tai anna vastaesimerkki. 2. Laske. a) Luku 2 on luonnollinen luku.

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

Mb8 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) sivu 1/3

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

805324A (805679S) Aikasarja-analyysi Harjoitus 5 (2016)

Matematiikan tukikurssi

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Tentti ja välikokeiden uusinta

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Osatentti

Sekalaiset tehtävät, 11. syyskuuta 2005, sivu 1 / 13. Tehtäviä

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 1

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

Transkriptio:

SGN-00 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe 9.3.009 Sivuilla - on. Älä vastaa siihen, jos et ollut ensimmäisessä välikokeessa. Tentin kysymykset ovat sivuilla 3-4. Vastaa vain jompaan kumpaan kokeeseen, ei molempiin eikä sekaisin. Vastaa konseptille, ja kirjoita ensimmäiselle sivulle ylös isolla sana tai. Kirjoita myös nimesi ja opiskelijanumerosi. Laskinta saa käyttää, mutta muistin tulee olla tyhjä. Jos olet suorittanut pakolliset harjoitukset aikaisemmin kuin tänä vuonna, merkitse paperin alkuun milloin.. Ovatko seuraavat väitteet tosia vai epätosia? Ei perusteluja, pelkkä tosi / epätosi. Oikea vastaus p, väärä vastaus - p, ei vastausta 0p. (a) Suotimen stabiilius tarkistetaan selvittämällä ovatko sen siirtofunktion nollien itseisarvot pienempiä kuin yksi. (b) Kaksiulotteinen diskreetti Fourier-muunnos voidaan laskea yksiulotteisten diskreettien Fourier-muunnosten avulla. (c) FIR-suotimen siirtofunktio voidaan päätellä sen impulssivasteesta. (d) Vaihevasteen lineaarisuus takaa, että signaalin kaikki taajuudet viivästyvät yhtä monta sekuntia. (e) 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. (f) Ideaalisen alipäästösuotimen impulssivaste h(n) kerrotaan saman mittaisilla Blackman- ja Hamming-ikkunoilla. Hamming-ikkunan tuloksen siirtymäkaista on leveämpi.. (a) Erään suotimen napanollakuvio on kuvassa, ja tiedetään että sen siirtofunktiolle on voimassa: H(e i 0 ) = H(e i π ) =. Piirrä suotimen amplitudivasteen kuvaaja niin tarkasti kuin se näillä tiedoilla onnistuu. (p) (b) Onko kuvan suodin stabiili? Millä perusteella? (p) (c) Tarkastellaan reaalista vektoria x = (x 0, x, x, x 3, x 4, x 5, x 6, x 7 ) T. Laske sen diskreetti Fourier-muunnos, kun vektorin (x 0, x, x 4, x 6 ) T DFT on ( 5, 3, 9, 3) T ja vektorin (x, x 3, x 5, x 7 ) T DFT on (0,, 4, ) T. (p) 3. Suunnittele ikkunamenetelmällä ylipäästösuodin (selvitä käsin impulssivasteen lauseke), jonka vaatimukset ovat seuraavat: Estokaista Päästökaista Päästökaistan maksimivärähtely Estokaistan minimivaimennus Näytteenottotaajuus [0 khz, 3.8 khz] [5. khz, 6 khz] 0. db 55 db 3 khz Käytä oheisia taulukoita hyväksesi.

4. Oletetaan, että kausaalisen LTI-järjestelmän heräte x(n) ja vaste y(n) toteuttavat seuraavan differenssiyhtälön: y(n) = y(n ) y(n ) + x(n) x(n ) + x(n ). (a) Määritä järjestelmän siirtofunktio H(z). (b) Piirrä napa-nollakuvio. (c) Onko järjestelmä stabiili? Miksi / miksi ei? 5. (a) Tarkastellaan alla olevan kuvan mukaista järjestelmää. Järjestelmä koostuu kolmesta suotimesta, joiden siirtofunktiot ovat H (z) = + 3z, H (z) = z ja H 3 (z) = + z z. Mikä on kokonaisuuden siirtofunktio? (3p) H (z) H (z) x(n) y(n) H 3(z) (b) Eräs symbolilähde tuottaa kuutta eri symbolia todennäköisyyksillä p 0 = 0.47, p = 0.8, p = 0.5, p 3 = 0.0, p 4 = 0.08 ja p 5 = 0.0. Paljonko on lähteen entropia? (3p) 0.8 0.6 0.4 Imaginary Part 0. 0 0. 0.4 0.6 0.8 0.5 0 0.5 Real Part Kuva : Tehtävän napanollakuvio. Logaritmin saa laskettua kaavalla log (x) = ln x ln. Vaihtoehtoisesti funktion ln tilalla voi olla mikä tahansa logaritmi.

SGN-00 Signaalinkäsittelyn menetelmät Tentti 9.3.009 Tästä alkaa. Välikokeen kysymykset ovat nipun alussa.. Ovatko seuraavat väitteet tosia vai epätosia? Ei perusteluja, pelkkä tosi / epätosi. Oikea vastaus p, väärä vastaus - p, ei vastausta 0p. (a) Signaalin x(n)y(n) DFT on X(n)Y(n). (b) Suotimen stabiilius tarkistetaan selvittämällä ovatko sen siirtofunktion napojen itseisarvot pienempiä kuin yksi. (c) Järjestelmä, jonka impulssivaste on h(n) = δ(n + 3) +.δ(n 5) + 0.7δ(n 6) on stabiili. (d) Kaksiulotteinen diskreetti Fourier-muunnos voidaan laskea yksiulotteisten diskreettien Fourier-muunnosten avulla. (e) Laskostuminen estetään A/D-muunnoksessa asettamalla näytteenottotaajuus vähintään samaksi kuin analogisen signaalin suurin taajuus. (f) FIR-suotimen impulssivasteessa on äärettömän paljon nollasta eroavia kertoimia.. (a) Laske vektorin x(n) = (, 0, 4, 5) T diskreetti Fourier-muunnos. (p) (b) Mikä on Fourier-muunnoksen matriisi tapauksessa N = 6? Anna tarkat arvot: ei desimaalilukuja eikä laskemattomia cos-, sin tai exp-funktioita. Käytä apunasi liitteenä olevaa muistikolmiota. (p) (c) LTI-järjestelmän herätteen x(n) ja vasteen y(n) välillä on voimassa yhtälö Määritä järjestelmän impulssivaste. (p) y(n) = 0.75y(n ) + 0.5x(n). 3. Suunnittele ikkunamenetelmällä ylipäästösuodin (selvitä käsin impulssivasteen lauseke), jonka vaatimukset ovat seuraavat: Estokaista Päästökaista Päästökaistan maksimivärähtely Estokaistan minimivaimennus Näytteenottotaajuus [0 khz, 3.8 khz] [5. khz, 6 khz] 0. db 55 db 3 khz Käytä oheisia taulukoita hyväksesi.

4. Oletetaan, että kausaalisen LTI-järjestelmän heräte x(n) ja vaste y(n) toteuttavat seuraavan differenssiyhtälön: y(n) = y(n ) y(n ) + x(n) x(n ) + x(n ). (a) Määritä järjestelmän siirtofunktio H(z). (b) Piirrä napa-nollakuvio. (c) Onko järjestelmä stabiili? Miksi / miksi ei? 5. (a) Tarkastellaan alla olevan kuvan mukaista järjestelmää. Järjestelmä koostuu kahdesta suotimesta. Suotimen H (z) impulssivaste on ja suotimen H (z) taajuusvaste on H (e iω ) = h (n) = δ(n ), { kun 0 ω < π 4 0 kun π 4 ω π. Mikä on katkoviivan sisällä olevan kokonaisuuden i. impulssivaste, ii. taajuusvaste? x ( n) y ( n) H ( z ) H ( z) (b) Tuhannen näytteen mittainen signaali sisältää kuutta eri lukuarvoa väliltä 0... alla olevan taulukon mukaisesti. 3 4 5 Arvo 0 6 6 6 6 6 Lukumäärä 6 90 300 406 36 6 Generoi Huffman-puu ja Huffman-koodi tälle signaalille. Montako bittiä kyseisen näytteen tallentamiseen tarvitaan kyseisellä Huffman-koodilla? (3p)

Suodintyyppi Impulssivaste kun n 0 n = 0 Alipäästö f c sinc(n πf c ) f c Ylipäästö f c sinc(n πf c ) f c Kaistanpäästö f sinc(n πf ) f sinc(n πf ) (f f ) Kaistanesto f sinc(n πf ) f sinc(n πf ) (f f ) Ikkuna- Siirtymäkaistan Päästökaistan Estokaistan Ikkunan lauseke funktion leveys värähtely minimi- w(n), kun nimi (normalisoitu) (db) vaimennus (db) n (N )/ Suorakulmainen 0.9/N 0.746 Bartlett 3.05/N 0.475 5 n N ( ) Hanning 3./N 0.0546 44 0.5 + 0.5 cos πn ( N ) Hamming 3.3/N 0.094 53 0.54 + 0.46 cos πn ( N Blackman 5.5/N 0.007 74 0.4 + 0.5 cos πn N ) + 0.08 cos ( ) 4πn N 30 o 3 60 o