4. desember Antall vedleggsider: 2

Like dokumenter
Ifeachor & Jervis (2002): Digital Signal Processing - A Practical Approach - 2. ed. Pearson Prentice Hall.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

UNIVERSITETET I OSLO

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

STE 6146 Digital signalbehandling. Løsningsforslag til eksamen avholdt

LØSNINGSFORSLAG TIL SIGNALBEHANDLING 1 JUNI 2010

EKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

303d Signalmodellering: Gated sinus a) Finn tidsfunksjonen y(t) b) Utfør en Laplace transformasjon og finn Y(s)

Fasit, Eksamen. INF3440/4440 Signalbehandling 9. desember c 0 + c 1z 1 + c 2z 2. G(z) = 1/d 0 + d 1z 1 + d 2z 2

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

UNIVERSITETET I OSLO

Kontrollspørsmål fra pensum

STE6146 Signalbehandling .RQWLQXHUOLJH ILOWUH

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

01 Laplace og Z-transformasjon av en forsinket firkant puls.

pdf

UNIVERSITETET I OSLO

IIR filterdesign Sverre Holm

Sampling ved Nyquist-raten

STE 6219 Digital signalbehandling Løsningsforslag

Muntlig eksamenstrening

UNIVERSITETET I OSLO


01-Passivt Chebychevfilter (H00-4)

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

STE 6219 Digital signalbehandling Løsning til kontinuasjonseksamen

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Repetisjon: LTI-systemer

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

UNIVERSITETET I OSLO

IIR filterdesign Sverre Holm

UNIVERSITETET I OSLO

Hjelpemidler: D Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Emnenavn: Datateknikk. Eksamenstid: 3 timer. Faglærere: Robert Roppestad. Hele oppgavesettet består av 8 oppgaver, samt 1 vedlegg.

Uke 12: FIR-filter design

Løsningsforslag til 2. del av Del - EKSAMEN

Analyseøving 8 - løsningsforslag

Repetisjon: Eksempel. Repetisjon: Aliasing. Oversikt, 26.februar Gitt. Alle signaler. Ettersom. vil alle kontinuerlig-tid signaler.

Del 1 En oversikt over C-programmering

Fasit til midtveiseksamen

Uke 12: FIR-filter design

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til EKSAMEN

Design og utforming av et anti-alias-filter

Transformanalyse. Jan Egil Kirkebø. Universitetet i Oslo 17./23. september 2019

består av 7 sider inklusiv denne forsiden og vedlegg. Kontroller at oppgaven er komplett før du begynner å besvare spørsmålene.

Tidsdomene analyse (kap 3 del 2)

Kapittel 1 En oversikt over C-språket

EKSAMEN. Operativsystemer. 1. Læreboken "A Practical Guide to Red Hat Linux" av Mark Sobell 2. Maks. tre A-4 ark med selvskrevne notater.

Eksamensoppgaven: Hele oppgavesettet består av 8 oppgaver. Hver oppgave har en %-angivelse som angir hvor mye den teller ved sensurering.

Datakonvertering. analog til digital og digital til analog

Den analoge verden blir digitalisert

Tittel: Design av FSK-demodulator. Forfattere: Torstein Mellingen Langan. Versjon: 1.0 Dato: Innledning 1

EKSAMEN (Del 2, våren 2015) Løsningsforslag

Høgskoleni østfold EKSAMEN. Oppgavesettet består av 8 sider inklusiv denne forsiden og vedlegg.

Hjelpemidler: D Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Gruppe: D1A Dato: Tid: Antall oppgavesider: 3 Antall vedleggsider : 0

Generell informasjon om faget er tilgjengelig fra It s learning.

Tidsdomene analyse (kap 3 del 1)

Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator Vi ser på likerettere og frekvensfilter

Tidsdomene analyse (kap 3 del 2)

Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator

Bruk av interrupt og Timer i Arduino-program.

EKSAMEN (Del 1, høsten 2015)

Løsningsforslag til 2. del av Del - EKSAMEN

Datakonvertering. analog til digital og digital til analog

6DPSOLQJ DY NRQWLQXHUOLJH VLJQDOHU

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

MAT-INF 2360: Obligatorisk oppgave 1

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer. Tidsrespons til reaktive kretser Integrasjon og derivasjon med RC-krester

Forelesning, 23.februar INF2400 Sampling II. Øyvind Ryan. Februar 2006

INF3470/4470 Digital signalbehandling. Repetisjon

LØSNINGSFORSLAG TIL KONTINUASJONSEKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

FIE Signalprosessering i instrumentering

Forelesning, 17.februar INF2400 Sampling II. Øyvind Ryan. Februar 2005

MIK 200 Anvendt signalbehandling, 2012.

Høgskoleni østfold EKSAMEN. Emnekode: Emne: ITD13012 Datateknikk (deleksamen 1, høstsemesteret) Dato: Eksamenstid: kl til kl.

EKSAMEN. Algoritmer og datastrukturer. Eksamensoppgaven: Oppgavesettet består av 11 sider inklusiv vedlegg og denne forsiden.

Analog til digital omformer

UNIVERSITETET I OSLO

NY EKSAMEN Emnekode: ITD13012

HØGSKOLEN - I - STAVANGER. Institutt for elektroteknikk og databehandling

FYS1210 Løsningsforslag. Eksamen V2015

Repetisjon. Jo Inge Buskenes. INF3470/4470, høst Institutt for informatikk, Universitetet i Oslo

Repetisjon. Jo Inge Buskenes. INF3470/4470, høst Institutt for informatikk, Universitetet i Oslo

Generell informasjon om faget er tilgjengelig fra It s learning.

Dagens temaer. Definisjon av z-transformasjonen. Tema. Time 5: z-transformasjon og frekvens transformasjon. Fra forrige gang

EKSAMENSOPPGAVE. INF-1100 Innføring i programmering og datamaskiners virkemåte. Ingen. Elektronisk (WiseFlow) Robert Pettersen

Del 4 Noen spesielle C-elementer

UTVIDET TEST AV PROGRAM

Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer. Tidsrespons til reaktive kretser Integrasjon og derivasjon med RC-krester

Transkript:

1RE31613 Signalbehandling EKSAMENSOPPGAVE Emne: IRE31613 Signalbehandling Lærer/telefon: Per Thomas Huth/90 95 56 59 41) Grupper: 12ELE-D, 12ELEY Antall oppgavesider: 5 Inklusiv forside. Dato: Tid: 4. desember 2014 09.00 13.00 Antall vedleggsider: 2 Sensurfrist: 9. Januar 2015 Hjelpemidler: Ifeachor & Jervis (2002): Digital Signal Processing - A Practical Approach - 2. ed. Pearson Prentice Hall. James H. McClellan et al (2003): Signal Processing First.. Pearson Prentice Hall. (Totalt eller kopi av utdrag) Artikler etc.: Overview of Information Theory (chapt. 16) UNIK-kompendium (302) Kalkulator, tegne og skrivesaker. KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG. Alle deloppgaver teller likt ved bedømming. Side 1

1RE31613Signalbehandling Oppgave 1 Figuren under viser prosessen hvor et analogt system digitaliseres for siden å bli behandlet digitalt. Input filter ADC withsample andhold x(n) Digitaly(n) processor DAC Outputy(t) filter Hvorfor blir det analoge signalet filtrert før punktprøving (Sampling) blir utført? Bruk et ideelt lavpassfilter med grensefrekvens 5kHz på inngangen. Tegn frekvensspekteret (frekvensresponsen) i området <-15kHz,+15kHz> for en punktprøvingsfrekvens på 12 khz. Tegn det samme for en punktprøvingsfrekvens på 8kHz. Hva skjer? Kommenter. Isteden for det idealiserte filteret benyttes et filter med Butterworth karakteristikk: A(f) = 2n 1 + (79 Her er n ordenen på filteret. Vi har et 4, ordens filter med en grensefrekvens, f på 10kHz. Punktprøvingsfrekvensen er i utgangspunktet satt til 40kHz. Finn Aliasing feilen ved grensefrekvensen. Fitm Aliasing feilen ved Foldingsfrekvensen. (Nyquist-frekvensen) Fimi minste punktprøvingsfrekvens som er nødvendig for at Signal til aliasing feilnivået skal være mindre enn 10 % ved grensefrekvensen. Hva blir foldingsfrekvensen og aliasing feilen ved foldingsfrekvensen nå? Vi tenker oss at den digitale prosessen som skal utføres er et LTI system på diskret form som vist figuren under. Følgende er gitt: h[n] = {0,2,2,0,..} og x[n] = {0,1,1,0,0..}. x[n] h[n] y[n] Finn y[n] ved hjelp av formelen som definerer foldning. Plott y[n]. Vis hvordan du kan løse samme foldning grafisk (Flip & Drag). Finn et generelt utrykk som løser utrykket.5[n-a],,s[n-b]. Svaret skal begrunnes eller utledes. Bruk i) til å beregne y[n] direkte når h[n] = ö[n-l] + S[n-2] + 6[n-3] og x[n] = 6[n-2] + 6[n-3]. Side 2

1RE31613 Signalbehandling Avdeling for Ingeniørfag Vi bytter ut prosessen med en LTI prosess som er vist under. System 1 har følgende output: w[n] = (x[n] + x[n-l] + x[n-2])/3. k) Hva slags krets (Funksjon) er dette? Hva blir Hi(z)? x[n] X(z) LTI System#1 1/1(z) w[n] W(z) LT1 System#2 H2(z) ypi (z) La H2(z) = Hi(z) 1) Firm y(n). Finn poler og nullpunkt i H(z), for totalsystemet, og plott dem. Er totalsystemet stabilt? et utrykk for H(e.16) ) Plott H() med tallverdi (magnitude) for området < 6,)< + TE Vi ser videre på følgende systemer: 4- )(n) Finn y(n) for systemet skissert over. Hva slags system er dette? 7:1 ci Finn y(n) for systemet skissert over. Hva slags system er dette? Lag en ny og tilsvarende skisse som beskriver totalsystemet foran [LTI filteret behandlet i oppgave k) til o)] og sett verdi på koeffisientene. Side 3

IRE31613 Signalbehandling Oppgave 2 a) Et digitalt filter har et Pole/Zero-plott som vist i figur 2A. Beskriv filteret ut fra denne lista: Er dette FIR eller IIR filter? Er filtertypen lavpass, høypass, båndpass eller båndstopp? Er filteret stabilt? Grunngi svarene. ( 0 ' Fk--:yr7f, b) Et annet digitalt filter har et Pole/Zero-plott som vist i figur 2B. Beskriv også dette filteret ut fra lista i forrige punkt. Grunngi svarene. 6 - : Side 4

Avdeling for Ingeniørfag IRE31613 Signalbehandling I vedlegg 1, finner du en komplett programliste for et filterdemoprogram som skal kunne kjøres på en mbed LPC1768 mikrokontrollermodul. Programmet importerer headerfiler for digitale filtre som er konstruert vha. MATLAB/FDATOOL, for å kunne realisere et spesifikt filter. Forklar hva du må forandre i programmet for å kunne kjøre filteret med en samplingshastighet på 16 khz. Anta at du måler med oscilloskop direkte (uten analogt rekonstruksjonsfilter) på den analoge utgangen, som representerer resultatet av filtreringen. Anta videre at inputsignalet er et 2 khz sinus-signal med en amplitude på 1 V og med en offset på 1.65 V. Skisser hvordan utsignalet vil se ut i forhold til innsignalet. Gå ut fra at den aktuelle frekvensen er i filterets passbånd. Hint! Sjekk forholdet mellom samplingsfrekvens og signalfrekvens før du tegner. Du ønsker med en skop-probe å måle hvor lang tid hele prosessen med DA-omforrning + AD-omforming + filterberegning tar for ett sample. Vis hva du må gjøre i programmet ditt for å få til dette. Anta at du ved målinger finner at AD-omforming i dette enkle oppsettet tar 40 mikrosekunder. Tilsvarende for DA-omformeren er 10 mikrosekunder. Beregningen av en gitt filteralgoritme tar 100 mikrosekunder. Hva blir i dette tilfellet høyeste teoretiske samplingshastighet, hvis man legger inn en sikkerhetsmargin på 10 %. Side 5

1RE31613 Signalbehandling Vedlegg 1 Programlisterfor filterdemo Fil: Filterdemo.cpp #include "mbed.h" #include "FIR.h" #include "lp_fir_cal_5_av_fs.h" AnalogOut ana_out(p18); // DAC AnalogIn ana_in(p16); // ADC Ticker io cntrl; volatile float osig 0.0; // Signal sent to DAC volatile float isig = 0.0; // Signal read from ADC FirConfig Cfg; void output(void); // Send signal DAC void inout(void); // Ticker funksjon void input(void); // Les fra ADC void compute(void); // Utfør DSP-algoritme int main() // Set up filter from FDATOOL-exported headerfile fir_init(bl, &B[0], &Cfg); io_cntrl.attach_us(&inout, 125); while(1) { /* Do Nothing */ void inout(void) output(); input(); compute(); void input(void) isig = ana_in - 0.5; void output(void) ana_out = osig ± 0.5; // scaling and offset void compute() osig = fir(isig, &Cfg); Side 6

Høgskoleni Østfold 1RE31613 Signalbehandling Fil: FIR.h #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct const float *h; // Peker til impulsrespons float *dly; // Peker til forsinkelseslinje int N; // Filterlengde } FirConfig; void fir init(short N, const float *h, FirConfig *Cfg); float fir(float inp, FirConfig *Cfg); Fil: FIR.cpp #include "FIR.h" void fir_init(short N, const float *h, FirConfig *Cfg) short i; Cfg->h = h; Cfg->N = N; Cfg->dly = static cast <float *> (malloc(n * sizeof(float))); if (Cfg->dly == NULL) { printf("fir Buffer allocation FAILED!\n"); exit(1); else { printf("fir Buffer allocation OK!\n"); printf("... Filling buffer with zeros\n"); for (i = 0; i < N; i++) { Cfg->dly[i] = 0.0; float fir(float inp, FirConfig *Cfg) //implements FIR - with newest sample in dly[0] float *dly = Cfg->dly; const float *h = Cfg->h; const int N = Cfg->N; short i; float yn = 0; dly[0] = inp; //newest sample x(n) @top of buffer for (i = N-1; i > 0; i--) //loop yn += dly[i] * h[i]; //y(n)=x[n-i]*h[i] dly[i] = dly[i-1]; //move data down to update delays yn += dly[0] * h[0]; //y(n)=x(n)*h(0) return yn; //return y(n) at time n Side 7