- •Контрольная работа по курсу цос Оглавление
- •Как из квантованного по времени в соответствии с теоремой Котельникова сигнала восстановить исходный непрерывный сигнал?
- •Как связан спектр непрерывного во времени сигнала со спектром соответствующего ему дискретного сигнала?
- •Как выбирают шаг квантования сигнала по времени, если из квантованного сигнала получают непрерывный сигнал с использованием аппроксимирующих многочленов?
- •Покажите математически (не графически) что X(n-k) есть зеркальное отображение функции X(n), сдвинутое от начала координат на величину k.
- •Имеется сумма двух гармонических функций, одна из которых имеет частоту втрое большую, чем у другой. Нарисуйте дискретное представление этого суммарного сигнала, вычислив период дискритизации.
- •При вычислении круговой свёртки меньшую по длине функцию дополняют нулями. Зачем?
- •Каково назначение оконных функций при вычислении спектров сигналов?
- •Укажите достоинства и недостатки двух оконных функций – прямоугольного окна и окна Хэмминга.
- •Из каких соображений выбирают длительность функции времени при оценке её спектра?
- •Каким компромиссом руководствуются при выборе типа окна в спектральном оценивании сигнала?.
- •Суть бпф?
- •Как изменится дискретный спектр сигнала при дополнении сигнала нулями дискретное преобразование Фурье?
- •При получении дискретного спектра сигнал часто добавляют нулями. В каких случаях и зачем?
- •Из дискретного спектра, используя обратное дпф, получают сигнал, дискретный по времени. Поясните, какой временной интервал он будет занимать?
- •Как от нормированного спектра перейти к естественному?
- •Какие применяют методы нормировки по частоте. Их суть.
- •С какой целью применяют преобразование схем цф
- •Покажите зависимость вида ачх цф от нулей и полюсов передаточной функции цф.
- •Почему экстремум частотной характеристики цифрового фильтра первого порядка имеется только на нулевой частоте?
- •В каких случаях используют s – преобразование, а в каких z – преобразование?
- •Однозначно ли связаны s и z плоскости?
- •Как по передаточной функции цф найти его импульсную переходную функцию?
- •Цф можно разделить на нцф и рцф или на бих и ких фильтры. В чём различие таких разделений?
- •Как найти выходной сигнал цф на заданный входной сигнал?
- •Цф можно разделить на нцф и рцф или на бих и ких фильтры. В чём различие таких разделений?
- •Укажите порядок действий для получения передаточной функции фильтра Баттерворта
- •Этот же вопрос но из старых ответов:
- •Получение принципиальной схемы нормированного фильтра нижних частот Баттерворта
- •Имеются фильтры Чебышева первого и второго рода одинаковых порядков. Поясните особенности их частотных характеристик
- •Как из нормированного аналогового нфч перейти к другим ненормированным избирательным фильтрам?
- •С какой целью проводят нормировку по сопротивлению избирательных аналоговых фильтров? в чем суть нормировки?
- •Суть преобразования частотной характеристики аналогового фильтра в цифровую методом инвариантной импульсной характеристики.
- •При билинейном преобразовании производится промежуточное преобразование частотной характеристики проектируемого цф в нормированный аналоговый фильтр. Зачем?
- •С какой целью при билинейном преобразовании синтезируемый фильтр представляют в виде последовательности соединенных биквадратных звеньев?
- •Фильтр, полученный в результате билинейного преобразования, имеет нормированную или естественную частотную характеристику? Поясните.
- •Поясните необходимость квантования коэффициентов цифровых фильтров и их влияние на ачх
- •Поясните необходимость масштабирования коэффициентов цф
- •Почему в цф может переполняться разрядная сетка при выполнении арифметических операций?
- •Суть определения коэффициента масштабирования в цф с использованием его импульсной характеристики.
- •Почему в цф возникает необходимость округления промежуточных результатов?
- •Покажите, что в устойчивом цф полюса должны располагаться внутри круга единичного радиуса
- •Суть синтеза фильтров с применением окон.
- •Как можно получить частотную характеристику фильтра с косинусоидальным сглаживанием
- •Чем будут различаться аппроксимирующие частотные характеристики фильтров, полученные по методу наименьших квадратов и методом оптимизации по Чебышеву?
- •Формулировка задачи линейного предсказания. Зачем выполняют устройства с предсказанием «назад»?
-
Из дискретного спектра, используя обратное дпф, получают сигнал, дискретный по времени. Поясните, какой временной интервал он будет занимать?
Рис.
8.1.1. Дискретный сигнал и модуль его
спектра.
Рис.
8.1.2. Модуль спектра. Рис. 8.1.3. Модуль
спектра.
Рис.
8.1.4. Обратное преобразование Фурье.
Преобразования (8.1.4-8.1.5) называют дискретными преобразованиями Фурье (ДПФ). Для ДПФ, в принципе, справедливы все свойства интегральных преобразований Фурье, однако при этом следует учитывать периодичность дискретных функций и спектров. Произведению спектров двух дискретных функций (при выполнении каких-либо операций при обработке сигналов в частотном представлении, как, например, фильтрации сигналов непосредственно в частотной форме) будет соответствовать свертка периодизированных функций во временном представлении (и наоборот). Такая свертка называется циклической (см. раздел 8.4) и ее результаты на концевых участках информационных интервалов могут существенно отличаться от свертки финитных дискретных функций (линейной свертки).
-
Как от нормированного спектра перейти к естественному?
Теоре́ма Коте́льникова (в англоязычной литературе — теорема Найквиста — Шеннона, или теорема отсчётов) связывает аналоговые и дискретные сигналы и гласит, что, если аналоговый сигнал имеет конечный (ограниченный по ширине) спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим отсчётам, взятым с частотой, большей или равной удвоенной верхней частоте :
Такая трактовка рассматривает идеальный случай, когда сигнал начался бесконечно давно и никогда не закончится, а также не имеет во временно́й характеристике точек разрыва. Если сигнал имеет разрывы любого рода в функции зависимости его от времени, то его спектральная мощность нигде не обращается в нуль. Именно это подразумевает понятие «спектр, ограниченный сверху конечной частотой ».
Разумеется, реальные сигналы (например, звук на цифровом носителе) не обладают такими свойствами, так как они конечны по времени и обычно имеют разрывы во временно́й характеристике. Соответственно, ширина их спектра бесконечна. В таком случае полное восстановление сигнала невозможно, и, из теоремы Котельникова, вытекают два следствия:
-
Любой аналоговый сигнал может быть восстановлен с какой угодно точностью по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой , где — максимальная частота, которой ограничен спектр реального сигнала;
-
Если максимальная частота в сигнале превышает половину частоты дискретизации, то способа восстановить сигнал из дискретного в аналоговый без искажений не существует.
Говоря шире, теорема Котельникова утверждает, что непрерывный сигнал можно представить в виде интерполяционного ряда:
где — функция sinc. Интервал дискретизации удовлетворяет ограничениям Мгновенные значения данного ряда есть дискретные отсчёты сигнала .