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

Remez-menetelmä FIR-suodinten suunnittelussa

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

Tuntematon järjestelmä. Adaptiivinen suodatin

T Digitaalinen signaalinkäsittely ja suodatus

Digitaalinen signaalinkäsittely Desibeliasteikko, suotimen suunnittelu

SGN-1251 Signaalinkäsittelyn sovellukset Välikoe Heikki Huttunen

Alipäästösuotimen muuntaminen muiksi perussuotimiksi

T SKJ - TERMEJÄ

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

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

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

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

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

Kompleksianalyysi, viikko 7

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

1 Olkoon suodattimen vaatimusmäärittely seuraava:

Kompleksiluvut signaalin taajuusjakauman arvioinnissa

Esipuhe. Tampereella, 9. toukokuuta 2003, Heikki Huttunen

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 2

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

Spektri- ja signaalianalysaattorit

Katsaus suodatukseen

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

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

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

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

T Signaalinkäsittelyjärjestelmät Kevät 2005 Pakolliset ja lisäpistelaskarit

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

Signaalinkäsittelyn menetelmät

Signaalinkäsittelyn sovellukset

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

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn perusteet

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 1

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

Osatentti

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

Tietoliikennesignaalit & spektri

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

Sisältö. 1. Kompleksiluvut 2. Funktiot 3. Differentiaalilaskentaa 4. Sarjat 5. Integrointi 6. Möbius-muunnos 7. Diskreetti systeemi

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

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,

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)

Alias-ilmiö eli taajuuden laskostuminen

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

Jaksollisen signaalin spektri

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 1

Digitaalinen signaalinkäsittely Johdanto, näytteistys

Mitä on signaalien digitaalinen käsittely

FIR suodinpankit * 1 Johdanto

3 Ikkunointi. Kuvio 1: Signaalin ikkunointi.

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

Laskuharjoitus 2 ( ): Tehtävien vastauksia

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

Osa IX. Z muunnos. Johdanto Diskreetit funktiot

Suodinpankit ja muunnokset*

Luento 7. LTI-järjestelmät

Yksinkertaisin järjestelmä

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

Signaalien datamuunnokset. Digitaalitekniikan edut

Signaalien datamuunnokset

Luento 8. tietoverkkotekniikan laitos

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

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

SEBASTIAN RINTALA SIGNAALIN DOMINOIVAN TAAJUUDEN ARVIOINTI

Värähdysliikkeet. q + f (q, q, t) = 0. q + f (q, q) = F (t) missä nopeusriippuvuus kuvaa vaimenemista ja F (t) on ulkoinen pakkovoima.

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

Signaalien digitaalinen käsittely

TL5231, Signaaliteoria (S2004) Matlab-harjoituksia

Taajuus-, Fourier- ja spektraalianalyysi

Luento 14: Periodinen liike, osa 2. Vaimennettu värähtely Pakkovärähtely Resonanssi F t F r

6.2.3 Spektrikertymäfunktio

Signaalit ja järjestelmät aika- ja taajuusalueissa

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Numeeriset menetelmät

5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia

Mat Dynaaminen optimointi, mallivastaukset, kierros Vaimennetun heilurin tilanyhtälöt on esitetty luennolla: θ = g sin θ r θ

LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN

Matematiikan perusteet taloustieteilijöille II Harjoituksia kevät ja B = Olkoon A = a) A + B b) AB c) BA d) A 2 e) A T f) A T B g) 3A

Ratkaise tehtävä 1 ilman teknisiä apuvälineitä! 1. a) Yhdistä oikea funktio oikeaan kuvaajaan. (2p)

Ajatellaan jotakin datajoukkoa joka on talletettu datamatriisiin X: n vectors. TKK, Informaatiotekniikan laboratorio 1

Luento 13: Periodinen liike. Johdanto Harmoninen värähtely Esimerkkejä F t F r

ja B = 2 1 a) A + B, b) AB, c) BA, d) A 2, e) A T, f) A T B, g) 3A (e) A =

EMC Säteilevä häiriö

Sinin muotoinen signaali

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

ja B = 2 1 a) A + B, b) AB, c) BA, d) A 2, e) A T, f) A T B, g) 3A (e)

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3

Luento 7. Järjestelmien kokoaminen osista

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Transkriptio:

SG-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti 30.1.2006 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 syksyllä 2005. 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) FIR-alipäästösuodin toteutetaan laitteessa, jonka näytteenottotaajuus on 10 khz. Tällöin laite poistaa taajuuden 2 khz mutta ei taajuutta 1 khz. Kun laitteen näytteenottotaajuus nostetaan kaksinkertaiseksi suodinta muuttamatta, molemmat taajuudet säilyvät. (c) Epästabiilin LTI-järjestelmän impulssivasteessa on äärellinen määrä nollasta poikkeavia arvoja. (d) Skalaarilla kertominen ja signaalien yhteenlasku voidaan lineaarisen suotimen tapauksessa tehdä yhtä hyvin ennen suodatusta kuin sen jälkeenkin. (e) Vaihevasteen lineaarisuus takaa, että signaalin kaikki taajuudet viivästyvät yhtä monta sekuntia. (f) Signaalien x(n) ja y(n) tulon DFT on niiden diskreettien Fourier-muunnosten X(n) ja Y(n) tulo. 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 2500 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) =(1, 1, 5, 1) diskreettifourier-muunnos. (2p) (c) Puhesignaali tallennetaan digitaalisesti näytteenottotaajuudella 44.1 khz. Samassa tilassa on auki oleva televisio, josta on ääni pois päältä. Jälkeenpäin havaitaan, että televisiosta tuli mukaan häiriösignaali taajuudella 15625 Hz (televisio piirtää 625 juovaa 25 kertaa sekunnissa ja 625 25 = 15625). Myöhempää käyttöä varten riittää, että puhesignaalissa on jäljellä taajuudet 0 khz 10 khz. Millaiset päästö- ja estokaistat tarvitaan, jotta häiriö poistuu ja puhesignaali säilyy? Mikä on pienin mahdollinen kerrointen määrä, jolla annetut vaatimukset saadaan täytettyä, kun suodinsuunnittelu tapahtuu ikkunamenetelmällä Blackman-ikkunaa käyttäen? (3p)

3. LTI-järjestelmän siirtofunktio on: H(z) = z2 z + 1 2 z 2 + 2. (a) Määritä herätteen x(n) ja vasteen y(n) välinen differenssiyhtälö. Kysytty yhtälö on siis muotoa b 0 y(n)+b 1 y(n 1)+b 2 y(n 2) =a 0 x(n)+a 1 x(n 1)+a 2 x(n 2). (b) Piirrä napa-nollakuvio. (c) Onko järjestelmä stabiili? Miksi / miksi ei?

4. Suunnittele ikkunamenetelmällä alipäästösuodin (selvitä käsin impulssivasteen lauseke), jonka vaatimukset ovat seuraavat: Estokaista Päästökaista Päästökaistan maksimivärähtely Estokaistan minimivaimennus äytteenottotaajuus [12 khz,16khz] [0 khz,10khz] 0.06 db 48 db 32 khz Käytä etusivun taulukoita hyväksesi.

5. (a) Suotimen impulssivaste on h(n) = 1 2 δ(n) + 1 2δ(n 2). Laske sen vaihevaste ja ryhmäviive. (2 p) (b) Erään suotimen impulssivaste on h(n). Suotimen amplitudivaste H(e iω ) on kuvattu alla. Millaiseksi amplitudivaste muuttuu, kun impulssivaste onkin h 2 (n) = ( 1) n h(n) (eli joka toinen kerroin vaihtaa merkkiä)? 1 Perustele täsmällisesti. (4 p) 1.25 Amplitudivaste (abs.) 1 0.75 0.5 0.25 0 0 π/4 π/2 3π/4 π Kulmataajuus ω 1 Mahdollisesti avuksi olevia kaavoja: H(e iω )= n= h(n)e iω e iω = 1 h(n) R H(e iω ) = H(e iω ). e iω = cos(ω) +i sin(ω) 1 = e πi = e πi y(n) =h(n) x(n) Y(z) =H(z)X(z)