Güç Spektral Yoğunluk (PSD) Fonksiyonu

Benzer belgeler
Rastgele Süreçler. Rastgele süreç konsepti (Ensemble) Örnek Fonksiyonlar. deney. Zaman (sürekli veya kesikli) Ensemble.

RASGELE SÜREÇLER İ.Ü. ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ İLETİŞİM LABORATUVARI ARALIK, 2007

RF MİKROELEKTRONİK GÜRÜLTÜ

Kümülatif Dağılım Fonksiyonu (Sürekli)

KABLOSUZ İLETİŞİM

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İLETİŞİM LABORATUARI SAYISAL FİLTRELER

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Deney 5 : Ayrık Filtre Tasarımı. Prof. Dr. Aydın Akan Bahattin Karakaya Umut Gündoğdu Yeşim Hekim Tanç

Stokastik Süreçler. Bir stokastik süreç ya da rastgele süreç şöyle tanımlanabilir.

Sayısal Modülasyon Deneyi

NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ZAMAN VE FREKANS DOMENLERİNDE ÖRNEKLEME

DENEY 3: DTMF İŞARETLERİN ÜRETİLMESİ VE ALGILANMASI

İletişim Ağları Communication Networks

Sakarya Üniversitesi Bilgisayar ve Bilişim Bilimleri Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

İşaret ve Sistemler. Ders 3: Periyodik İşaretlerin Frekans Spektrumu

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

Data Communications. Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. 3. Veri ve Sinyaller

Direnç(330Ω), bobin(1mh), sığa(100nf), fonksiyon generatör, multimetre, breadboard, osiloskop. Teorik Bilgi

Sayısal Filtre Tasarımı

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

ANALOG İLETİŞİM SİSTEMLERİNDE İLETİM KAYIPLARI

C L A S S N O T E S SİNYALLER. Sinyaller & Sistemler Sinyaller Dr.Aşkın Demirkol

BÖLÜM 1 TEMEL KAVRAMLAR

ANALOG FİLTRELEME DENEYİ

DENEY 5: FREKANS CEVABI VE BODE GRAFİĞİ

Bölüm 2. İşaretler ve Doğrusal Sistemler

İşaret ve Sistemler. Ders 1: Giriş

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı I İŞLEMSEL YÜKSELTECİN TEMEL ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

veri dosyadan okutulacak (1) - sinama verisi (2)-son(3) >

İzolasyon Yalıtım Direnç Ölçer Marka/Model METREL/ 3201

DENEY 8: SAYISAL MODÜLASYON VE DEMODÜLASYON

Şeklinde ifade edilir. Çift yan bant modülasyonlu işaret ise aşağıdaki biçimdedir. ile çarpılırsa frekans alanında bu sinyal w o kadar kayar.

Analog Alçak Geçiren Filtre Karakteristikleri

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Veri İletimi. Toto, artık Kansas da olmadığımız yönünde bir hissim var. Judy Garland (The Wizard of Oz)

İŞARET ve SİSTEMLER (SIGNALS and SYSTEMS) Dr. Akif AKGÜL oda no: 303 (T4 / EEM)

EEM 202 DENEY 9 Ad&Soyad: No: RC DEVRELERİ-II DEĞİŞKEN BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ (FİLTRELER)

Ayrık-Zaman Sistemler

Yayılı Spektrum Haberleşmesinde Kullanılan Farklı Yayma Dizilerinin Boğucu Sinyallerin Çıkarılması Üzerine Etkilerinin İncelenmesi

Sürekli Dalga (cw) ve frekans modülasyonlu sürekli dalga (FM-CW) radarları

Bölüm 10 İşlemsel Yükselteç Karakteristikleri

B ol um 5 ANALOG IS ARETLER IN SPEKTRUM ANAL IZ I

SİMÜLASYON ÇEŞİTLERİ HAZIRLAYAN: ÖZLEM AYDIN

3 KESİKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI

SİNYALLER VE SİSTEMLERİN MATLAB YARDIMIYLA BENZETİMİ

ALTERNATİF AKIMIN DENKLEMİ

KABLOSUZ İLETİŞİM

Bölüm V Darbe Kod Modülasyonu

ANALOG HABERLEŞME (GM)

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

DENEY 3: DFT-Discrete Fourier Transform. 2 cos Ω d. 2 sin Ω d FOURIER SERİSİ

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

Sayısal İşaret İşleme Dersi Laboratuvarı

Elektriksel-Fiziksel Özellikler... 2 Kullanım... 3 Uygulama Örnekleri... 7

Sistem Dinamiği. Bölüm 9- Frekans Domeninde Sistem Analizi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

ELK 318 İLETİŞİM KURAMI-II

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İMGE İŞLEME Ders-9. İmge Sıkıştırma. Dersin web sayfası: (Yrd. Doç. Dr. M.

Bant Sınırlı TBGG Kanallarda Sayısal İletim

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri

Salim OĞUR. SPP Takımı Adına. SPP de RF Mühendisliği: Güç Kaynağı, İletim Hattı ve Dolaştırıcı

BÖLÜM I GİRİŞ (1.1) y(t) veya y(x) T veya λ. a t veya x. Şekil 1.1 Dalga. a genlik, T peryod (veya λ dalga boyu)

SÜREKLİ OLASILIK DAĞILIŞLARI

10. Sunum: Laplace Dönüşümünün Devre Analizine Uygulanması

Sayısal Kontrol - HAVA HARP OKULU Bölüm 2 Sürekli Zaman Sistemlerin Ayrık Benzetimi

GEBZE TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Deney 3 5 Üç-Fazlı Tam Dalga Tam-Kontrollü Doğrultucu

KABLOSUZ İLETİŞİM

MATLAB DA SAYISAL ANALİZ DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

DENEY 6: SERİ/PARALEL RC DEVRELERİN AC ANALİZİ

DENEY 1: Matlab de Temel Haberleşme Sistemleri Uygulamaları

ANALOG HABERLEŞME A GRUBU İSİM: NUMARA

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

ENDÜSTRİYEL ELEKTRONİK İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLERİN LİNEER UYGULAMALARI HAKAN KUNTMAN EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI

Teknik Katalog [Avometre]

İşaret ve Sistemler. Ders 2: Spektral Analize Giriş

HAFTA 11: ÖRNEKLEME TEOREMİ SAMPLING THEOREM. İçindekiler

ANALOG MODÜLASYON BENZETİMİ

Teknik Katalog [Ses Ölçüm Cihazı]

Potansiyel Engeli: Tünelleme

Teknik Katalog [Işık Ölçer]

Şekil 5.1 Opamp Blok Şeması ve Eşdeğer Devresi

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/26) Akreditasyon Kapsamı

BEŞİNCİ HAFTA UYGULAMA YAZILIMLARI VE ÖRNEKLER

Teknoloji Fakültesi El. El. Ölçme Laboratuvarı Deney Föyleri

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Ohm-Kirchoff Kanunları ve AC Bobin-Direnç-Kondansatör

İÇİNDEKİLER. BÖLÜM 1 Değişkenler ve Grafikler 1. BÖLÜM 2 Frekans Dağılımları 37

Kodumuzu yazmaya zaman eksenini, açısal frekans ekseni ve örnekte verilen M değerlerini bir vektör içinde tanımlayarak başlayalım.

birim daire üzerindeki z = e jω değerlerinde hesaplanması yöntemiyle bulunabiliri. Ancak, sayısal işaret işlemenin pratik uygulaması, sonsuz bir x(n)

DENEY NO:2 BJT Yükselticinin Darbe Cevabı lineer kuvvetlendirme Yükselme Süresi Gecikme Çınlama Darbe üst eğilmesi

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/9) Akreditasyon Kapsamı

İşaretler ve Süzgeçleme

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/10) Akreditasyon Kapsamı

KORONA KAYIPLARI Korona Nedir?

Transkript:

1 Güç Spektral Yoğunluk (PSD) Fonksiyonu Otokorelasyon fonksiyonunun Fourier dönüşümü j f ( ) FR ((τ) ) = R ( (τ ) ) e j π f τ S f R R e d dτ S ( f ) = F j ( f )e j π f ( ) ( ) f τ R S f e df R (τ ) = S Özellikler: R (0) = E[ (t )] = S ( f ) df S ( f ) gerçek ve çift simetriktir : S ( f ) = S ( f ) S ( f ) 0

Örnek: Genel bir ilintisiz rastgele süreç için (τ ) = C (τ ) + m = N N0 0 δ R( ) R( ) m ( ) m N N S f m m f R (τ) N o / δ(τ) m (τ ) + m 0 0 ( ) F ( ) ( ) τ S (f) m δ(f) N o / S (f) beyaz gürültü (m = 0) N o / f f

3 Example: (t ) = A cos (π f 0 t + φ ) + W(t ) W(t) beyaz, N 0 /; φ birbiçim [ π, π]; W, φ bağımsız A cos π f τ N + 0 0 f 0 δ (τ ) 0 A R (τ ( ) = cos ( ) S (( f ) = F F R ((τ ) = R ( (τ ) ) e j j fπ f τ S f R R e d dτ N 0 F δ (τ ) = A δ ( f f ) + A = A N A A N F[cos π f τ ] + 44 4 4 0 0 Fcos f0 F ( ) ( f f0) 0 ( f f0) 0 δ ( f + f ) + N 0 N ο / A 4 S (f) A 4 f 0 0 f 0 f

4 Kros-Güç Spektral Yoğunluk Fonksiyonu S Y ( f ) = F F R Y (τ ) S ( f ) R ( ) Y Y Örnek: (t ) = A cos (π f 0 t + φ ) + W (t ), Y (t ) = A cos (π f 0 t ) W(t) beyaz, N 0 /; φ birbiçim [ π, π]; W, φ bağımsız A (τ = π 0 τ RY ( ) cos f0 A S Y (f) A A A S (ω = F (τ = F[cos π τ Y ( ) FRY ( ) F f0 ] 4 4 A A = δ ( f f + δ + 0) ( f f0) 4 f 0 0 f 0 f

5 Benzetim Örneği: (t ) = 4 cos (10π t + 0.59) + W (t ) Gürültü W(t) beyaz, m = 0, N 0 / = 0.5 watt/hz Faz φ = 0.59 radyan (tek gerçekleme) Varsayım: φ birbiçim [ π, π]; W, φ bağımsız SNR db = 10 log 10 (Sinyal Gücü Gürültü Gücü ) Dalgaşekli süresi: 0 t < sn T S = 0.01 sn örnekleme peryoduyla 00 örnek üretin: Örnekleme frekansı: f S = 100 Hz Gürültü Gücü = 0.5 watt/hz 100 Hz =5 watt 4 4 SNR SNR= 10 db db 10log 10 10 = 4.95 5 db 5

6 Benzetim Örneği (devam) Korelasyonlar ve güç spektrumu: MATLAB xcorr komutu 399 örnek üretir Ortadaki 00 değerin fft sini alırsak: 00 fft katsayısı (0 to 100 Hz i kapsayan) bin genişliği 100/00 = 0.5 Hz ilk 60 fft katsayısını çizdirin Faz birbiçim benzetimlerinizi : [ π, π] arasındaki farklı değerler için koşturun. Sonuçların ortalamasını alın.

Otokorelasyon ve Spektral Yoğunluk Fonksiyonu: 7

Kros-Korelasyon and Kros -Spektrum: 8

9 Termal Gürültü İdeal olmayan iletim ortamındaki serbest elektronların ısıdan kaynaklı harektelerinin rastgeleliğinden ortaya çıkar. Serbest elektron hareketi dalgalanan voltajı arttırır. Toplam gürültü voltajı çok büyük sayıda çok kısa süreli voltaj darbelerinin (bağımsız olarak üretilmiş) toplamı şeklinde verilir. Merkezi limit teoreminden, toplam gürültü voltajı beyaz Gausyen süreç olur.

10 Termal gürültü ideal bir direnç ve bir gürültü kaynağının kombinasyonu şeklinde temsil edilebilir: R v n Eşdeğer gürültü üretecinin güç spektral yoğunluğu şu şekilde tanımlanır S W ( f ) = kt kt N = 0 0 SW ( f) watt/hz watts/hz burada T Kelvin cinsinden ortamın sıcaklığı ve k = 1.37 10 3 Joule/ Kelvin Boltzmann sabiti.

11 Örnek: 5 C de 1 MΩ luk direnç üzerindeki termal gürültü kaynaklı güç spektrum yoğunluğu şu şekilde hesaplanır: T = 5 + 73.16 = 98.16 ( Kelvin) 3 S W ( f ) = = = 10 3 kt N 98.16 0 1.38 98.16 =.0573 10 1 S ( ).0573 1 watt/hz watts/hz W f Eğer sistemin bant genişliği 10 MHz ise dirençten kaynaklanan toplam gürültü gücü.0573 10-14 watt tır.

1 Nicemleme Gürültüsü Nicemleme gürültüsü sürekli bir genlik kesikli hale getirildiğinde oluşur. Nicemleme yuvarlama veya kesme (truncation) ile elde edilir. Nicemleme adım büyüklüğü: = A/N 4 3 1 x - A -1 - + A -3-4 x c

13 N = b nicemleme seviyelerinin sayısı olsun; b bit sayısıdır. Nicemleme hatası: e = x c x, ± / = ± A/N aralığında. Yuvarlamadan dolayı, e birbiçim dağılmıştır: [ /, /] 1 f E (e) = 1 fe () e 1 e e nin ortalaması sıfırdır; varyans: /1 =4A /1N. - A 4 3 / Sinusoidal giriş varsayımıyla, SNR şöyle hesaplanır: x -1 - / + A -3-4 Signal Power A db = 10 Noise Power = log Sinyal gücü A SNR 10 1 N db 10log10 10log10 gürültü gücü 4 A 1N = 10 (1.5 b b 10 log ) = 1.7609+ 6.006b bdb 10 x c

14 Lineer Sistemlerin Rastgele Sinyallere Tepkesi w.s.s. LTI System (t) h(t) Y(t) Sistem çıkışının ortalaması: Y ((t t) = h (u( ) ) (t( u ) du ) = h (t( )* ) ((t h u t u du h t t) E Y ((t t) = E h( u) ( t u) du h( u) E ( t u) du h (u ) (t u ) du = h (u ) E (t u ) du ( ) ( ) h u m du m h u du = h (u ) m du = m x h (u ) du m m h( u) du Y m Y = m x h (u ) du

15 Kros-korelasyon fonksiyonu: RY ( ) E Y ( t) ( t ) E h( u) ( t u) du ( t ) R Y (τ ) = E Y (t ) (t τ ) = E ( h (u ) (t u ) du ) (t τ ) = h (u ) E (t u ) (t τ ) du = h (u ) R (τ u ) du ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) R Y (τ ) = h (τ )* R (τ ) R ( ) h( ) R ( ) Y h u E t u t du h u R u du

16 Çıkışın otokorelasyon Fonksiyonu: R Y (τ ) = E Y (t )Y (t τ ) = E ( Y h (u ) (t u ) du ) Y (t τ ) R ( ) E Y ( t) Y ( t ) E h( u) ( t u) du Y ( t ) = h (u ) (t )Y (t τ ) du = (u ) R Y (τ u ) du h( u) E ( t u) Y( t ) du h( u) RY ( u) du then: R Y (τ ) = h (τ )* R Y buradan: RY ( ) h( ) RY ( ) = h (τ )* h( ) R ( ) h( ) h( ) R ( ) Y h( ) h( ) R ( ) R ( ) h( ) h( ) R ( ) Y

17 Frekans Bölgesi Analizi R (τ ) S ( f ) R Y (τ ) S Y ( f ) R Y (τ ) S Y ( f ) R Y (τ ) S Y ( f ) h (τ ) H ( f ) h ( τ ) H * ( f ) Kros-spektral yoğunluk fonksiyonu: R Y (τ ) = h (τ )* R (τ ) S Y ( f ) = H ( f ) S ( f ) Çıkış güç spektral yoğunluk fonksiyonu R (τ ) = h (τ )* h ( τ )* R (τ ) S ( f ) = H ( f ) S ( f ) R ( ) h( ) h( ) R ( ) S ( f ) H( f ) S ( f ) Y Y

18 Uygulama: Sistem Tanıma (Identification) Sistemin dürtü tepkisi h(t) bilinmiyor. Beyaz (t) LTI, nedensel h(t) Y(t) Sistem girişi beyaz gürültü olsun R (τ ) = δ (τ ); S ( f ) = 1 Sistem tepkesi girişle çıkışın kros korelasyonun hesaplanmasıyla tanımlanır. Zaman (gecikme) bölgesi: R Y ( τ ) = h (τ )* R (τ ) = h (τ )*δ (τ ) = h (τ ) R ( ) h( ) R ( ) h( ) ( ) h( ) Y Frekans bölgesi: S Y ( f ) = H ( f ) S ( f ) = H ( f ) 1 = H ( f ) S ( f ) H( f ) S ( f ) H( f ) 1 H( f ) Y

19 Benzetim Örneği: beyaz LTI, nedensel (t) h(t) Y(t)