BÖLÜM XIII. FOURİER SERİLERİ VE FOURİER TRANSFORMU Periyodik fonksiyon

Benzer belgeler
Bölüm I Sinyaller ve Sistemler

İÇİNDEKİLER. Ön Söz Polinomlar II. ve III. Dereceden Denklemler Parabol II. Dereceden Eşitsizlikler...

5 İKİNCİ MERTEBEDEN LİNEER DİF. DENKLEMLERİN SERİ ÇÖZÜMLERİ

DENEY 4 Birinci Dereceden Sistem

BÖLÜM 3 YER ÖLÇÜLERİ. Doç.Dr. Suat ŞAHİNLER

GaAs-TABANLI FİBER GLAS VE LAZERLERDE KILAVUZLANMIŞ ELEKTROMANYETİK ALAN MODLARININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

LİNEER OLMAYAN DENKLEMLERİN SAYISAL ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ-2

2.2. Fonksiyon Serileri

SİSTEMLERİN ZAMAN CEVABI

BÖLÜM VIII SERİ VE PARALEL REZONANS

Temel Elektrik Mühendisliği-I

REAKTÖRLER V Q. t o ...(1.1)

AYRIK DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ İLE GÜRÜLTÜ SÜZME

EME 3117 SİSTEM SIMÜLASYONU. Girdi Analizi Prosedürü. Dağılıma Uyum Testleri. Dağılıma Uyumun Kontrol Edilmesi. Girdi Analizi-II Ders 9

(3) Eğer f karmaşık değerli bir fonksiyon ise gerçel kısmı Ref Lebesgue. Ref f. (4) Genel karmaşık değerli bir fonksiyon için. (6.

1. Tabanı 2a büyük eksenli, 2b küçük eksenli elips ile sınırlanan ve büyük eksene dik her kesiti kare olan cismin 16ab 2 hacmini bulunuz.

3. Ders Parametre Tahmini Tahmin Edicilerde Aranan Özellikler

Tek Bir Sistem için Çıktı Analizi

Tümevarım_toplam_Çarpım_Dizi_Seri. n c = nc i= 1 n ca i. k 1. i= r n. Σ sembolü ile bilinmesi gerekli bazı formüller : 1) k =

Mekanik Titreşimler ve Kontrolü. Makine Mühendisliği Bölümü

Toplam İkinci harmonik. Temel Üçüncü harmonik. Şekil 1. Temel, ikinci ve üçüncü harmoniğin toplamı

MEKANİK TESİSATTA EKONOMİK ANALİZ

Kontrol Sistemleri Tasarımı

GaAs-TABANLI FİBER GLAS VE LAZERLERDE KILAVUZLANMIŞ ELEKTROMANYETİK ALAN MODLARININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Kuyruk Teorisi Ders Notları: Bazı Kuyruk Modelleri

BİR ÇUBUĞUN MODAL ANALİZİ. A.Saide Sarıgül

TOPOLOJİK TEMEL KAVRAMLAR

ÖZEL DARÜŞŞAFAKA LİSESİ SALİH ZEKİ V. MATEMATİK ARAŞTIRMA PROJELERİ YARIŞMASI

ÇÖZÜM.1. S.1. Uyarılmış bir hidrojen atomunda Balmer serisinin H β çizgisi gözlenmiştir. Buna göre,bunun dışında hangi serilerin çizgileri gözlenir?

MAK312 ÖLÇME ve DEĞERLENDİRME OTOMATİK KONTROL LABORATUARI 1. Elektriksel Ölçümler ve İşlemsel Kuvvetlendiriciler


SAÜ.MÜH.FAK. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖLÜMÜ GÜÇ ELEKTRONİĞİ DEVRELERİ VİZE SINAV SORULARI ve çözümleri

BÖLÜM IV SİNÜZOİDAL KARARLI-DURUM (STEADY-STATE) ANALİZİ

İleri Diferansiyel Denklemler

FREKANS CEVABI YÖNTEMLERİ FREKANS ALANI CEVABI VEYA SİNUSOİDAL GİRİŞ CEVABI

DENEY 7: GAZLARIN ISI SIĞASI. Amaç: Havanın molar ısı sığasının sabit basınçta (Cp)ve sabit hacimde (Cv)belirlenmesi.

Diziler ve Seriler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Prof.Dr. Vakıf CAFEROV

Sistem Modellerinin Zaman Cevabı ve Performans Kriterleri

Örnek 2.1 YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI III. Markov Süreçleri Ders 7. Koşulsuz Durum Olasılıkları. Örnek 2.1

Mekanik Titreşimler ve Kontrolü. Makine Mühendisliği Bölümü

İstatistik ve Olasılık

İşaret ve Sistemler. Ders 3: Periyodik İşaretlerin Frekans Spektrumu

Su Yapıları II Hidroelektrik Enerji Üretimi

BÖLÜM 8 ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLER (JFET) Konular:

Ki- kare Bağımsızlık Testi

İstatistik ve Olasılık

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

Enflasyon nedir? Eşdeğer hesaplamalarında enflasyon etkisini nasıl hesaba katarız? Mühendislik Ekonomisi. (Chapter 11) Enflasyon Nedir?

SAYISAL ÇÖZÜMLEME. Sayısal Çözümleme

Hava. çıkışı. Fan. Şekil 1 6/7 Motor şasi ve fan gurubunun yalıtımı

Şekil 2. Sabit hızla dönen diskteki noktanın anlık yüksekliğini veren grafik.

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

1. GRUPLAR. 2) Aşağıdaki kümelerin verilen işlem altında bir grup olup olmadığını belirleyiniz.

DENEYĐN AMACI: Bu deneyin amacı MOS elemanların temel özelliklerini, n ve p kanallı elemanların temel uygulamalarını öğretmektir.

Süzgeç. Şekil 4.1 Süzgeçlemedeki temel fikir

ALTERNATİF SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

ALTERNATİF SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

DENEY 1: ÖRNEKLEME KURAMI

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM FİNAL PROJE ÖDEVİ

Örnek; dört baralı bir sistem göz önüne alınarak,

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

Öğrenci Numarası İmzası: Not Adı ve Soyadı

İstanbul Göztepe Bölgesinin Makine Öğrenmesi Yöntemi ile Rüzgâr Hızının Tahmin Edilmesi

0 1 2 n 1. Doğu Akdeniz Üniversitesi Matematik Bölümü Mate 322

Genel Kimya ve 4. Şubeler

Danfoss Eco Programlanabilir radyatör termostatı akıllı telefonlar için

HALL ETKİLİ AKIM TRANSFORMATÖRÜNÜN SPEKTRAL VE İSTATİSTİKSEL ANALİZİ

HARMONİK DİSTORSİYONUNUN ÖLÇÜM NOKTASI VE GÜÇ KOMPANZASYONU BAKIMINDAN İNCELENMESİ

BÖLÜM V SİNÜZOİDAL KARARLI DURUM GÜÇ HESAPLARI

T.C. BOZOK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MATEMATİK ANABİLİM DALI. Yüksek Lisans Tezi GENELLEŞTİRİLMİŞ NÖRLUND TOPLANABİLME METODU.

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

D( 4 6 % ) "5 2 ( 0* % 09 ) "5 2

İÇİNDEKİLER KISIM 1: BİRİNCİ MERTEBE ADİ DİFERENSİYEL DENKLEMLER

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNA ELEMANLARI LABORATUARI DENEY FÖYÜ

Değişkenler: Bir problemin modeli kurulduktan sonra değeri hesaplanacak olan bilinmeyen simgelerdir.

ÖĞRENCİNİN ADI SOYADI: NUMARASI: SINIFI: KONU: Trigonometrik Fonksiyonlar tanx. 1 cos x sinx ifadesi, aşağıdakilerden hangisine eşittir?

AKIŞKAN BORUSU ve VANTİLATÖR DENEYİ

Vektör bileşenleri için dikey eksende denge denklemi yazılırak, aşağıdaki eşitlik elde edilir. olarak elde edilir. 2

Sistemin derecesi, sistemin karakteristik denkleminin en sade halinde (çarpansız) paydadaki s nin en yüksek derecesidir.

İstatistik Ders Notları 2018 Cenap Erdemir BÖLÜM 5 ÖRNEKLME DAĞILIMLARI. 5.1 Giriş

ÖRNEKLEME VE ÖRNEKLEME DAĞILIŞLARI

I ) MATEMATİK TEMELLER

Gemilerin Dalgalar Arasındaki Hareketlerinin Dinamik Analizi İçin Sayısal Bir Yöntem Geliştirilmesi : Teorik ve Deneysel Bir Çalışma

Hızlı Kullanım Kılavuzu. 1. Sistem Gereksinimleri. 2. Kurulum ve Etkinleştirme. Kurulum. Etkinleştirme

Üçüncü Kitapta Neler Var?

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

18.06 Professor Strang FİNAL 16 Mayıs 2005

POLĐNOMLAR YILLAR ÖYS

4. Ders Fisher informasyonu s f rdan büyük ve sonlu, yani 0 < I() < 1; R f(x; )dx (kesikli da¼g l mlarda R yerine P.

SBS MATEMATİK DENEME SINAVI



BÖLÜM X DEVRE ANALİZİNDE LAPLACE DÖNÜŞÜMÜ

ISL 418 Finansal Vakalar Analizi

YENĐ BĐR ADAPTĐF FĐLTRELEME YÖNTEMĐ: HĐBRĐD GS-NLMS ALGORĐTMASI

GERC EL ANAL IZ H useyin IRMAK

EEM211 ELEKTRİK DEVRELERİ-I

TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUARI II

M Ü H E N D İ S L E R İ Ç İ N S AY I S A L YÖ N T E M L E R

Transkript:

Devre erisi Ders Ntu BÖLÜM XIII FOURİER SERİLERİ VE FOURİER RANSFORMU Periydik fksiy f( t) f( t ),,,... ve periyt. f ( t )- f( t - ) f( t + ) - f( t + )... Pratikte birçk elektriksel kayak periydik dalga frmları üretir. Öreği, siüzidal bir kayakla sürüle filtrelememiş dğrultucular (tam dalga veya yarı dalga) siüzidal lmaya ama periydik çıkış üretirler. Labratuarlarda sıkça kulladığımız silatörler, siyal jeeratörleri kare dalga, üçge dalga veya dikdörtge dalga periydik işaretler üretirler. Bir başka pratik örek, güç jeeratörleridir. Her e kadar siüzidal dalga üretmeleri içi tasarlasa da tam siüzidal işaret üretmezler. Ayrıca, siüzidal lmaya periydik fksiylar elektriksel lmaya sistemlerde de öemlidir. Mekaik titreşim, sıvı akışı, ısı akışı hepsi periydik fksiylarla ilişkilidir. Furier (768-83) bir periydik fksiyu trigmetrik seri temsilii ısı akışı içi kullamış ve böylece periydik uyartıma (elektrik devrelerii) kalıcı-durum (steady-state) cevabı bulmada bir başlagıç lmuştur. Periydik f () t fksiyu içi Furier serisi; f ( t) a + a cs( w t) + b si( w t),,,3... å ( ) larak ifade edilir. v Burada av, a ve b Furier katsayıları lup f () t kullaılarak hesaplaır. w p ise f () t periydik fksiyu temel (fudametal) frekasıdır. w ı katları w,3 w,4 w,... f () t i harmik frekaslarıdır. w ici harmik, 3w 3 ücü harmik, w ici harmik vs. Bir periydik fksiyu Furier serisie açılabilmesi içi (yai yakısak Furier serisi içi) Dirichlet kşullarıı sağlaması gerekir. i. f () t, tek-değerli (sigle-valued) lmalıdır. ii. f () t, bir periytta slu sayıda süreksizlik ktasıa sahip lmalıdır. iii. f () t, bir periytta slu sayıda maksima ve miima içermelidir.

Devre erisi Ders Ntu t + iv. f() t dt< lmalıdır (mutlak itegrali alıabilir). t Dirichlet kşulları yeter kşullardır, gerek kşullar değildir. Böylece, f () t bu özellikleri taşıyrsa Furier serisie açılabilir. f () t i gerek kşullar bilimemektedir. av, a ve b Furier katsayıları buludukta sra, periydik kayak; a v DC kayağı ve a ve b de luşa AC kayakları tplamı larak devreyi (lieer) sürer. Süperpzisy tekiği uygulaarak sırayla kararlı-durum (steady-state) cevabı buluabilir. Her bir kayağa karşılık gele cevaplar tplaarak suca gidilir. Her bir kayak dediğimiz Furier i temsili kayaklarıdır. Periydik ama siüzidal lmaya kayak, Furier serisi ile siüzidal hale getirilmiştir. Bu yüzde kararlı durum cevabı, fazör aalizi ile klaylıkla buluabilir. 3. Furier Sabitleri av t t + f() t dt t + ak f()cs( t kwt) dt t t + bk f()si( t kwt) dt t Çift-fksiy simetrisi (eve-fucti): f () t f( - t) av f() t dt 4 ak f()cs( t kwt) dt bk, " k. ek-fksiy simetrisi (dd-fucti) f () t -f( - t) ak a v, " k 4 bk f()si( t kwt) dt

Devre erisi Ders Ntu 3. Furier Serisii Ekspasiyel (Üstel) Frmu f() t å Ce - jw t t + - jwt C f() t e dt t j Nt: Euler deklemleride ( e q csq jsi q ) öceki frma geçilebilir. MSE: N f() t SN() t å Ce -N e () t f() t - S () t e N t + e t () tdt jw t f () t i kısmi tplamıı katsayıları Furier katsayıları ise MSE ÖZE: miimumudur. Furier serisi, bir sistem periydik bir siyalle uyarılırsa, sistemi steady-state cevabıı tahmi etmek içi kullaılır. Furier serisi, ssuz bir seridir ve ssuz sayıda harmik ilişkili siüs ve ksiüs tplamlarıda luşur. Furier serisi steady-state cevabı (periydik uyartıma karşılık) bulumasıda aalizi frekas dmeie taşımamıza müsaade eder. 3.3 Furier rasfrmu Furier trasfrmu periydik lmaya işaretleri frekas dmeide taımlamasıı sağlar. Furier trasfrmu, çift yalı Laplace trasfrmuu özel halidir. Burada kmpleks frekası reel kısmı sıfıra kurulur. Furier trasfrmu, Furier serisii sıırlı halidir. - t F( w) F{ f ( t)} f ( t) e dt - t f () t F( w) e dw p - Furier trasfrmu içi; i. f () t tam-davraa (well-behaved) fksiy lmalıdır. 3

Devre erisi Ders Ntu ii. - f() t dt < iii. f () t i süreksizlik sayısı slu lmalıdır. Pratikte, Furier trasfrmuu (strict sese de) lmadığı fksiyları mevcuttut. Bular; sabitler, Ku() t basamak fksiyu, siüzidal fksiylar ( cs( wt ) ) dır. Fakat bu tip fksyilar, devre aalizide öemli bir yere sahiptir. Bu yüzde bu fksiylara e yakı fksiy taımlaır ve F alıarak limitie bakılır. i. Bir Sabiti Furier rasfrmu (-, ): Bir sabite üstel bir fksiyla yaklaşılabilir. - t f() t Ae e, e > e, f ( t) A. Böylece mümkü lduğuca küçük bir ( e > ) ile f () t sabit A larak temsil edilir. et -t -et -t F( w) Ae e dt+ Ae e dt - A A ea Fw ( ) + e- e+ e + w ea dw dw 4eA pa e + w e + w - f () t i limitide f () t A ya yaklaşır. F( w ) ise, pad ( w) darbe fksiyua yaklaşır. F{ A} pad( w) 4

Devre erisi Ders Ntu ii. Limitte Furier rasfrmu: a) sg( t ) i Furier rasfrmu: + t - sg( t) u( t) -u(- t) ì +, t > ü sg( t) ï í ï ý ïî-, t < ïþ -e sg( ) lim[ t et t e u( t) -e u( - t)] e Nt: Limitte sg( t ) ye yaklaşa fksiy taımla F al. sg( t ) i Furier trasfrmu var çükü Furier itegrali yakısıyr. + e -et u() t -et e u( -t) t - f () t tek fksiy; F{ f( t)} - s+ e s+ e s s- - - + e - + e w + e e, f () t sig() t F{sg( t)} 5

Devre erisi Ders Ntu b) ut () i Furier rasfrmu: ut () + sgt () F{ A} pd( w) F{sg( t)} F{ ut ( )} F{ } + F{ sg( t)} F{()} ut pd( w) + c) F{ e t } pd( w- w ) F{cs( wt )} F{ e } + F{ e - } t t ( ) ( - ) + ( + ) [ pd w w pd w w ] [ pd( w w ) pd( w w )] - + + 3.4 Laplace rasfrmuda Furier rasfrmuu Bulmak F() s i bütü kutupları s-düzlemii sl tarafıda ise Furier itegrali yakısar. Eğer sağ tarafta veya ekseide kutup varsa f () t dt> lur. - + i) Eğer f() t, t ise; s ile F alıır. F{ f( t)} L{ f( t )} s + ii) Eğer f() t, t³ ise; s- ile F alıır. F{ f( t)} L{ f( - t )} s- iii) Eğer f () t çift fksiy ise; F{ f( t)} L{ f( t)} + L{ f( t)} s s- Eğer f () t çift fksiy ise; F{ f( t)} L{ f( t)} - L{ f( t)} s s- 6

Devre erisi Ders Ntu Örek: ig () t W ig () t 3W H i () t sg() t A ise; i () t? g æ ö 4 Ig ( w) F{ sg( t) } ç çè I H( w) I 4 + g æ4 öæ ö I( w) Ig( w) H( w) çè è ç 4+ 4 K K I( w) + (4 + ) 4+ 4 4 K, K - - 4 4 I ( w) - 4 + { } i t I w t e u t - -4t ( ) F ( ) 5sg( )- ( ) i () t 5 5sg( t) i 5sg( t) t -5 4t e - - Örek: Bir öceki örekte kayak i () t 5cs(3) t A lması durumuda i () t yi F kullaarak buluuz. [ d ] i ( w) 5 pd( w- 3) + ( w+ 3) g Hw ( ) 4 + g 7

d( w- 3) + d( w+ 3) I( w) 5p 4 + Devre erisi Ders Ntu 5 p é - d( w- 3) + d( w+ 3) ù t i() t F { I( w) } e dw p - ë ê 4+ û ú æ j3t - j3t e e ö 5 + ç è 4 + j 3 4 - j 3 æ j3t j36.87 -j3t j36.87 e e e e ö 5 + ç çè 5 5 [ t ] 5 cs(3-36.87 ) i ( t) cs(3t-36.87 ) Fazör aalizi ile de çözülerek suç dğrulaabilir. 3.5 Parseval eremi Parseval terem slu eerjisi la zama dmeie ilişki eerji ile fksiyu frekas dmeie ilişki Furier trasfrmu arasıdaki ilişkiyi belirler. Yai zama dmeideki slu eerji, frekas dmeideki karşılığı arasıdaki ilişkiyi taımlar. f () t i W luk bir direç üzeride geçe bir akım veya üzerie düşe bir gerilim larak düşüürsek; Bu f () t ye ilişki eerji; W () - W f t dt lur. Parseval eremi buu F ile; - - f () tdt Fw ( ) dw p ilişkiledirir. Yai her iki dmede de eerji (her iki itegral lmak şartı ile) hesaplaabilir. Örek: 4W luk bir direçte geçe akım -t i e u( t) A ise w 3 rad / s frekas badıa ilişki harcaa eerji raı ( 4W üzeride) edir? 4W da harcaa tplam eerji -4t W4 W 4 4e dt - -4t e 6 4 J -4 Parseval teremi ile dğrularsak; 8

Devre erisi Ders Ntu Fw ( ) + F( w) 4 + w W æ ö 4 4 6 4 ta - w W dw p 4+ w p çè 8 æpö ç 4 J p çè w 3 rad / s W 3 4 34dw 6 æ w ö 4 ta - W p 4+ w p ç 8 æpö 8 ç p çè3 ø 3 J 8 3 h 66.67 % 4 Kayak çè J. W. Nilss ad S. Riedel, Electric Circuits, Pears Pretice Hall. ø 9