Моделирование систем и процессов на основе свертки двух функций

Содержание

Слайд 2

Если система состоит из нескольких звеньев, то совокупная импульсная характеристика состоит

Если система состоит из нескольких звеньев, то совокупная импульсная характеристика состоит

из свертки импульсных характеристик всех звеньев этой системы.
Слайд 3

Пример процесса передачи оптического сигнала Электронный блок Штриховая мира Объектив ПЗС-фотоприемник

Пример процесса передачи оптического сигнала

Электронный блок

Штриховая мира

Объектив

ПЗС-фотоприемник

1. Оптический сигнал

2. Колебания штриховой

миры (импульсная характеристика движения)

3. Функция рассеяния точки (импульсная характеристика объектива)

4. Импульсная характеристика ФЧЭ ПЗС-фотоприемника

5. Электронный блок обработки

Слайд 4

совокупная импульсная характеристика состоит из свертки импульсных характеристик всех звеньев системы.

совокупная импульсная характеристика состоит из свертки импульсных характеристик всех звеньев системы.


Входной - оптический сигнал

Математическое представление передачи оптического сигнала

Слайд 5

Переход из временной в частотную область

Переход из временной в частотную область

Слайд 6

Анализ системы и сигналов в частотной области ℑ{f(x)вх} Фурье-преобразование от входного

Анализ системы и сигналов в частотной области

ℑ{f(x)вх}

Фурье-преобразование от входного сигнала называют

амплитудным спектром входного сигнала:

F(ν)вх=

Фурье-преобразование от выходного сигнала называют амплитудным спектром выходного сигнала:

F(ν)вых=

ℑ{f(x)вых}

Фурье-преобразование от импульсной характеристики системы называют передаточной функцией:

H(ν)вых=

(31)

(32)

(33)

ℑ{h(x)}

Слайд 7

Согласно теореме Бореля свертка двух функций преобразуется в произведение двух функций Фурье-преобразование (34)

Согласно теореме Бореля свертка двух функций преобразуется в произведение двух функций

Фурье-преобразование

(34)

Слайд 8

Фурье-преобразование сигналов Прямое преобразование Фурье для одномерного случая: Обратное преобразование Фурье для одномерного случая:

Фурье-преобразование сигналов

Прямое преобразование Фурье для одномерного случая:

Обратное преобразование Фурье для одномерного

случая:
Слайд 9

Вычисление амплитудного спектра от гармонической функции Формула Эйлера для гармонической функции:

Вычисление амплитудного спектра от гармонической функции

Формула Эйлера для гармонической функции:

Слайд 10

Решение Таким образом, преобразование Фурье от гармонической функции представляет сумму двух δ-функций: (35)

Решение

Таким образом, преобразование Фурье от гармонической функции представляет сумму двух δ-функций:

(35)

Слайд 11

Таблица фурье-преобразований некоторых функций Функция Фурье - преобразование (36)

Таблица фурье-преобразований некоторых функций

Функция

Фурье - преобразование

(36)

Слайд 12

Функция Фурье - преобразование Амплитудный спектр может быть представлен в виде

Функция

Фурье - преобразование

Амплитудный спектр может быть представлен в виде одной
δ-функции, но

с амплитудой = 1

(37)

Слайд 13

Фурье - преобразование Функция (38)

Фурье - преобразование

Функция

(38)

Слайд 14

Анализ систем Имеем входной сигнал: Импульсная характеристика: Выходной сигнал определяется как: Соответственно в частотной области:

Анализ систем

Имеем входной сигнал:

Импульсная характеристика:

Выходной сигнал определяется как:


Соответственно в частотной области:

Слайд 15

Примеры решения задач 1. Имеем входной гармонический сигнал с частотой ν0

Примеры решения задач

1. Имеем входной гармонический сигнал с частотой ν0

и амплитудой = 1. Импульсная характеристика системы имеет вид дельта-функции. Определить амплитудный спектр выходного сигнала.

На выходе системы получим аналогичный гармонический сигнал (вид) с единичной амплитудой и неизменной частотой (параметры):

Слайд 16

2. Имеем входной гармонический сигнал с частотой ν0 и амплитудой =

2. Имеем входной гармонический сигнал с частотой ν0 и амплитудой =

1. Импульсная характеристика системы имеет вид функции прямоугольного импульса с шириной а=Т0. Будет ли система пропускать входной сигнал? Если «да», то
определить амплитудный спектр выходного сигнала и сделать вывод