- •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»?
-
Покажите зависимость вида ачх цф от нулей и полюсов передаточной функции цф.
Располагая координатами нулей и полюсов синтезируемого фильтра, можно записать передаточную функцию:
, (2.1)
где – количество нулей, – количество полюсов синтезируемого фильтра, - нормировочный коэффициент. Диаграмма нулей и полюсов определяет передаточную функцию с точностью до постоянного множителя, но на форму АЧХ это не оказывает влияния. АЧХ удобно представлять в нормированном виде. С этой целью коэффициент выбирается таким, чтобы .
-
Почему экстремум частотной характеристики цифрового фильтра первого порядка имеется только на нулевой частоте?
Частотная характеристика цифрового фильтра H(w)соответствует передаточной функции фильтра H(z) при , где T - интервал дискретизации, w = 2*3.14...*f - круговая частота. Поскольку экспоненциальная функция мнимого аргумента является периодической функцией частоты с периодом W = 2*3.14.../T, то частотная характеристика цифрового фильтра H(w) также является периодической функцией частоты с периодом W.
Рассмотрим частотную хар-ку:
На нулевой частоте косинус принимает максимальное значение (=1) тогда передаточная функция примет экстремальное значение
-
В каких случаях используют s – преобразование, а в каких z – преобразование?
Основная область использования дискретного преобразования Фурье (ДПФ, s-преобразования) – спектральный анализ физических данных. При этом интерес обычно представляют только амплитуды отдельных гармоник, а не их фазы, и спектр отображается в виде графика зависимости амплитуды (модуля спектра) от частоты. Часто шкала амплитуд градуируется в децибелах. Децибелы - логарифмы отношения амплитудных значений.
Перед вычислением спектра из сигнала, как правило, вырезается отрезок сигнала. Число последовательных отсчетов отрезка для использования БПФ должно быть степенью двойки, если в программном обеспечении вычислительной системы не оговорена ее способность выполнять БПФ по произвольным числовым рядам. В противном случае числовой ряд дополняется нулями до необходимого размера, что не изменяет формы спектра и сказывается только на увеличении частотного разрешения по спектру.
Z-преобразования. Cпособом анализа дискретных цифровых последовательностей является z-преобразование (z-transform).
Произвольной непрерывной функции s(t), равномерно дискретизированной и отображенной отсчетами , равно как и непосредственно дискретной функции, можно поставить в соответствие степенной полином по z, последовательными коэффициентами которого являются значения sk:
sk = s(kt) TZ[s(kt)] =sk zk = S(z). (8.3.1)
где z = +j = rexp(-j) - произвольная комплексная переменная. Полином S(z) называют z-образом или z-изображением функции s(kt) Преобразование имеет смысл для области тех значений z, в которой ряд S(z) сходится, т.е. сумма ряда представляет собой аналитическую функцию переменной z, не имеющую полюсов и особых точек.
Пример: sk = {1, 2, 0, -1, -2, -1, 0, 0}.
S(z) = 1z0+2z1+0z2-1z3-2z4-1z5+0z6+0z7 = 1+2z-z3-2z4-z5.
По заданному или полученному в результате анализа какой-либо системы z-полиному однозначно восстанавливается соответствующая этому полиному функция путем идентификации коэффициентов степеней при zk с k-отсчетами функции.
Пример: S(z) = 1+3z2+8z3-4z6-2z7 = 1z0+0z1+3z2+8z3+0z4+0z5-0z6-2z7.
sk = {1, 0, 3, 8, 0, 0, -4, -2}.
Смысл величины z в z-полиноме заключается в том, что она является оператором единичной задержки по координатам функции. Умножение z-образа сигнала s(k) на величину zn означает задержку сигнала на n интервалов: znS(z) s(k-n).
По итогам вышесказанного, можно сделать вывод, что ДПФ наиболее часто употребляемое, но в случае сходимости ряда S(z) имеет смысл использовать Z-преобразование.