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Update sig_sys_ex_12.tex
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fs446 committed Jul 16, 2024
1 parent 0288a70 commit 401fdb3
Showing 1 changed file with 12 additions and 11 deletions.
23 changes: 12 additions & 11 deletions tutorial_latex_deu/sig_sys_ex_12.tex
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -20,7 +20,7 @@ \section{UE 12: Beschreibung diskreter Systeme im Spektralbereich, Eigenschaften

Hier nun zwei abschließende Aufgaben, die wir im Detail nicht mehr analytisch
ausrechnen, sie sollten aber noch auf dem Papier
handhabbar sein (der Autor mutmaßt, weil er es selbst zu faul dafür war).
handhabbar sein (der Autor mutmaßt, weil er selbst zu faul dafür war).
Darum soll es uns hier nicht gehen, sondern vielmehr nochmal zwei wichtige
Aspekte zur Beschreibung von zeitdiskreten Systemen herauszuarbeiten.

Expand All @@ -39,7 +39,7 @@ \subsection{DFT Interpolation zur DTFT}
wir uns dies als ideale Abtastung des DTFT-Spektrums hin zum DFT-Spektrum erklären.
Die Aufgabe~\ref{sec:45C76AFB33} (7.2) behandelte die Rekonstruktion (also Interpolation)
von Fourierreihenkoeffizienten zur Fouriertransformation, wir machen das gleiche
jetzt für Spektren die $2\pi$-periodisch sind, also zu zeitdiskreten Signalen
jetzt für Spektren die $2\pi$-periodisch sind, die also zu zeitdiskreten Signalen / Folgen
gehören.
\end{Ziel}
\textbf{Aufgabe} {\tiny 6337B75DF2}: Stellen Sie für das FIR-Filter
Expand Down Expand Up @@ -96,7 +96,7 @@ \subsection{DFT Interpolation zur DTFT}
\end{Ansatz}
\begin{ExCalc}
Die hintere Summe über $k$ ist wieder die endliche, geometrische Reihe,
vgl. Glg.~\eqref{eq:ue10_sum_to_psinc}ff (10.68)ff
vgl. Glg.~\eqref{eq:ue10_sum_to_psinc}ff (10.71)ff
und \cite[(3-39)]{Lyons2011}.
Wir schreiben das noch einmal in aller Ausführlichkeit um, das ist gute Rechenübung,
weil ähnliche Umformungen in SigSys immer wieder benötigt werden.
Expand All @@ -114,7 +114,7 @@ \subsection{DFT Interpolation zur DTFT}
X(\Omega)=\sum_{\mu=0}^{N-1}\tilde{X}[\mu]\cdot\e^{-\im\frac{\left(\Omega-\frac{2\pi}{N}\mu\right)(N-1)}{2}}\cdot\frac{1}{N}\cdot\frac{\sin\left(N\frac{\Omega-\frac{2\pi}{N}\mu}{2}\right)}{\sin\left(\frac{\Omega-\frac{2\pi}{N}\mu}{2}\right)}.
\end{equation}
%
Wir begegnen hier wieder der periodischen (und bezgl. der Frequenz verschobenen) Sinc Funktion in Form
Wir begegnen hier wieder der periodischen (und in obiger Formel bzgl. der Frequenz verschobenen) Periodic Sinc Funktion in Form
%
\begin{align}
\text{psinc}_N(\Omega)=\begin{cases}\frac{1}{N}\cdot\frac{\sin\left(\frac{N}{2}\Omega\right)}{\sin\left(\frac{1}{2}\Omega\right)}&\text{für }\Omega\neq2\pi m\\
Expand Down Expand Up @@ -197,7 +197,7 @@ \subsection{DFT Interpolation zur DTFT}
damit wir den kompletten Nachhall als Antwort auf einen lauten Knall erfassen
können (diesen Impuls zur Anregung des Raums würden wir heutzutage aus technischen,
aber viel wichtiger: sozialverträglichen Gründen nicht mehr mit einer Handfeuerwaffe
erzeugen ;-) ).
erzeugen).
%
Wenn wir uns für die Systemeigenschaften, wie den Frequenzgang der gemessenen,
endlichen Impulsantwort der Länge $N$ interessieren, müssten wir erst die
Expand Down Expand Up @@ -307,7 +307,7 @@ \subsection{Zerlegung in Reihenschaltung aus Minimalphasensystem und Allpass}
wir Systeme dritter Ordnung, d.h. Systeme
mit 3 Polen und 3 Nullstellen. Die Vorgehensweise
ist analog zur zeitkontinuierlichen Welt. Spiegelung von Nullstellen in
der $s$-Ebene überträgt sich im $z$-Bereich auf
der $s$-Ebene überträgt sich nun hier im $z$-Bereich auf
Inversion des Betrags der Nullstelle unter Beibehaltung des
Winkels.
%
Expand All @@ -325,7 +325,7 @@ \subsection{Zerlegung in Reihenschaltung aus Minimalphasensystem und Allpass}
Gegeben sind ein sogenanntes Mixed-Phase System $H_\mathrm{mix}(z)$
(Nullstellen sowohl innerhalb als auch außerhalb des
Einheitskreises) und ein maximalphasiges System $H_\mathrm{max}(z)$
(alle Nullstellen außerhalb des Einheitskreises). Alle Pole liegen im inneren
(alle Nullstellen außerhalb des Einheitskreises). Alle Pole liegen im Inneren
des Einheitskreises, die Systeme sind damit stabil sind, wenn wir (wie hier immer)
Kausalität fordern.

Expand Down Expand Up @@ -381,7 +381,8 @@ \subsection{Zerlegung in Reihenschaltung aus Minimalphasensystem und Allpass}

\end{Werkzeug}
\begin{Ansatz}
Um aus gemischtphasigen Systemen ein minimalphasiges zu machen, müssen wir
Um aus gemischtphasigen, stabilen Systemen (d.h. alle Pole sind schon im Enheitskreis)
ein minimalphasiges zu machen, müssen wir
alle Nullstellen in den Einheitskreis bringen. Dies gelingt mit der Idee, dass
die neue Nullstelle bzgl. des Betragsfrequenzgangs
das gleiche machen muss wie die ursprüngliche.
Expand All @@ -404,7 +405,7 @@ \subsection{Zerlegung in Reihenschaltung aus Minimalphasensystem und Allpass}
%k = 2;
Den Verstärkungsfaktor finden wir aus der Forderung
$|H_\mathrm{max}(z)| = |H_\mathrm{mix}(z)| = |H_\mathrm{min}(z)|$, was
sich halbwegs elegant für $z=\e^{\im \Omega}$ bei $\Omega=0$ also Gleichanteil
sich hier halbwegs elegant für $z=\e^{\im \Omega}$ bei $\Omega=0$ also Gleichanteil
(DC, $\frac{15+6\sqrt(2)}{25} \approx 0.9394$) finden lässt.
%
\end{Ansatz}
Expand Down Expand Up @@ -717,8 +718,8 @@ \subsection{Zerlegung in Reihenschaltung aus Minimalphasensystem und Allpass}
In der rechten Spalte sind Impuls- und Sprungantwort über Samples (also unabhängig
von $f_s$) dargestellt. Ganz unten rechts das Pol / Nullstellendiagramm.
Der Konvergenzbereich (passend zu einem kausalen System)
ist hier als grüne Fläche angedeutet, also alles außerhalb
des weißenKreises mit Radius der betragsmäßig größten Polstelle.
ist hier wie immer in diesem Skript als grüne Fläche angedeutet, also alles außerhalb
des weißen Kreises mit Radius der betragsmäßig größten Polstelle.

Gemäß Bodediagramm-Darstellung können wir bei Reihenschaltung von Systemen
\begin{itemize}
Expand Down

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