İşaret ve Sistemler. Ders 1: Giriş

Transkript

1 İşaret ve Sistemler Ders 1: Giriş

2 Ders 1 Genel Bakış Haberleşme sistemlerinde temel kavramlar İşaretin tanımı ve çeşitleri Spektral Analiz Fazörlerin frekans düzleminde gösterilmesi. Periyodik işaretlerin frekans düzleminde gösterilmesi.(fourier Serisi açılımı) Periyodik olmayan işaretlerin frekans düzleminde gösterilmesi (Fourier Dönüşümü), spektrumu Fourier dönüşümünün özellikleri Konvolüsyon (Katlama) Periyodik işaretlerin spektrumu. İşaret ve Sistemler 2

3 Ders 1 Genel Bakış İşaretin Güç ve Enerji Spektral yoğunluğunun bulunması. Periyodik işaretlerin Güç spektral yoğunluğu Periyodik olmayan işaretlerin Enerji spektral yoğunluğu. Sistem Sistemin Impuls cevabı (impulse response) Sistemin transfer fonksiyonu Lineer sistemin sinüzoidal cevabı Lineer sistemlerde distorsiyon İşaret ve Sistemler 3

4 Ders 1 Genel Bakış Temel ve ideal Filtrelerin impuls cevabı ve transfer fonksiyonları. Alçak geçiren filtre (Low pass Filters=LPF) Band geçiren filtre (Band pass Filters=BPF) Yüksek geçiren filtre (High pass Filters=HPF) Ayrık zaman sistemleri z transfer dönüşümü Ayrık fourier dönüşümü İşaret ve Sistemler 4

5 İşaret nedir? Genellikle fiziksel bir sistemin davranışına ya da durumuna ilişkin bilgi taşıyan her şey işaret olarak tanımlanır. İşaret bir, iki veya N bağımsız değişkenin fonksiyonu olabilir. Konuşma, sıcaklık bir değişkenin (zamanın) fonksiyonudur. İşaret ve Sistemler 5

6 İşaretin Türleri İşaretleri zamana göre iki grupta toplamak mümkündür. İşaret ve Sistemler 6

7 İşaretin Türleri İşaretleri genliklerine göre de iki gruba ayırmak mümkündür. İşaret ve Sistemler 7

8 Tanım Analog İşaretler: Hem zamana hem de genliğe göre sürekli olan işaretlere denir. Yani, sürekli zamanlı işaret sürekli bir aralık içinde herhangi bir değeri alabilir. Sayısal İşaretler: Hem zamana hem de genliğe göre belli değerleri alan işaretlere denir. Başka bir ifadeyle, ayrık zamanlı işaretin genliği de ayrık ise bu işaret sayısal bir işarettir. Pratikte bu ayrık değerler (simgeler, çizgiler) noktalardan veya eşdeğer olarak 0 ve 1 lerden oluşmuştur. İşaret ve Sistemler 8

9 Tanım Deterministik işaret: Bir işaret genellikle zamanın bir fonksiyonu olarak tanımlanır. Bu fonksiyon ya analitik yada bir diferansiyel denklemin çözümüdür. Böyle işaretler deterministik işaret olarak adlandırılır. Örneğin v(t)=a.sin(wt+θ) işareti deterministik bir işarettir. Bu tür işaretlerin herhangi bir anda alacağı değer önceden belirlidir. Bu işaretler gerçek işaretlerin gösterilmesinde yetersiz kalabilir. Bu nedenle gerçek işaretlerin gösterilmesinde genellikle rasgele işaretler kullanılır. İşaret ve Sistemler 9

10 Tanım Rasgele işaretler: Herhangi bir t anında, işaretin genlik değerlerinin belirli iki değer arasında kalma olasılığı biliniyorsa, bu işaretlere rasgele işaretler denir. İşaret ve Sistemler 10

11 Deterministik işaretlerin incelenmesi İşaret ve Sistemler 11

12 Deterministik işaretlerin incelenmesi İşaret ve Sistemler 12

13 Deterministik işaretlerin incelenmesi İşaret ve Sistemler 13

14 Deterministik işaretlerin incelenmesi İşaret ve Sistemler 14

15 Deterministik işaretlerin incelenmesi İşaret ve Sistemler 15

16 Deterministik işaretlerin incelenmesi İşaret ve Sistemler 16

17 Deterministik işaretlerin incelenmesi İşaret ve Sistemler 17

18 Örnek 1 İşaret ve Sistemler 18

19 Deterministik işaretlerin incelenmesi Sinüs ifadesi k bir tamsayı sabit olmak üzere k değerlerinde sıfırdır. İşaret ve Sistemler 19

20 Örnek 2 İşaret ve Sistemler 20

21 Örnek 2 veya işaretten Ancak ilk ifade matematiksel açıdan işlem kolaylığı sağlar. Bu nedenle işaretleri en basit şekilde ifade etmek her zaman kolaylık sağlayabilir. İşaret ve Sistemler 21

22 İşaret işlemleri Zamanda Kaydırma işlemi: İşaret ve Sistemler 22

23 İşaret işlemleri Zamanda Ölçekleme işlemi: İşaret ve Sistemler 23

24 Örnek 3 İşaret ve Sistemler 24

25 Örnek 3 İşaret ve Sistemler 25

26 İşaret işlemleri Zamanda Tersini alma işlemi: İşaret ve Sistemler 26

27 Örnek 4 İşaret ve Sistemler 27

28 Ders değerlendirmesi Kısa Sınavlar Her iki haftada bir ders başlangıcı veya ders sonunda kısa sınavlar yapılacaktır. Kısa sınavların kesinlikle mazereti olmayacaktır. Kısa sınavda bir önceki haftalarda anlatılan konulardan sorulacaktır. Ara ve Final Sınavları Sınavlar defter, kitap kapalı yapılacaktır. Sınavlarda en son işlenen konular sınava dahil olacaktır. İşaret ve Sistemler 28

29 Kaynaklar Signals and Systems, Alan V. Oppenhein, Alan S. Willsky, Ian T. Young - Prentice Hall Signal Processing Series (1983) Principles of Communication Systems, Taub- Schilling - Mc Graw-Hill Serisi (1980) Modern Electrical Communications, Analog, Digital and Optical Systems, Henry Stark, Franz B. Tuteur, John B. Anderson Prentice Hall International Analog Haberleşme + Sayısal Haberleşme + İşaret İşleme, Prof. Dr. Ahmet H.Kayran (İTÜ) Sinyaller ve Sistemler, Yrd.Doç.Dr. Orhan Gazi, Seçkin Yayıncılık İşaret ve Sistemler 29