Mudanças entre as edições de "PSD-EngTel (página)"

De MediaWiki do Campus São José
Ir para navegação Ir para pesquisar
Linha 159: Linha 159:
 
;Aula 4 (22 Ago):
 
;Aula 4 (22 Ago):
 
*Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab:
 
*Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab:
 +
:* Exercício - Sinal DTMF com ruído
 +
::* Usando o Matlab, gerar o sinal [https://pt.wikipedia.org/wiki/DTMF DTMF] correspondente ao número N e adicionar um ruido ao sinal.
 +
::* Filtrar o sinal resultante mantendo apenas a frequência da linha (ou coluna)
 +
::* Mostrar os sinais no domínio do tempo e da frequência. 
 +
::: x1,X1 - soma das duas senoides.
 +
::: x2,X1 - soma de x1 com o ruído branco (gaussiano)
 +
::: y,Y - sinal filtrado.
 +
::* Utilizar uma frequência de amostragem de 8000Hz de fazer a duração do sinal igual a 200 ms.
 +
::* Para adicionar o ruído utilize a função y = [http://www.mathworks.com/help/comm/ref/awgn.html awgn](x,snr), ou  y = x + nivel*[http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/randn.html randn](n).
 +
::* Para a filtragem utilize?
 +
:::* faça a filtragem no domínio do tempo, usando a função [http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/filter.html filter] posicionando o polo sobre a frequência que deseja passar, e coloque um zero sobre a frequência que deseja rejeitar.
 +
:::* faça a filtragem no domínio da frequência, convertendo o sinal x1 para DF usando X1 = fft(x1), Y = X1.*H, y = ifft(Y), onde H é um vetor de zeros e uns que indica as frequências que devem passar e quais devem ser rejeitadas.
  
 
==Avaliações==
 
==Avaliações==

Edição das 16h33min de 22 de agosto de 2016

MURAL DE AVISOS E OPORTUNIDADES DA ÁREA DE TELECOMUNICAÇÕES


Registro on-line das aulas

Unidade 1

Aula 1 (11 Ago)
  • Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab:
  • Resposta de sistemas LTI (Experimento 1.1)
  • Relembrar o conceito de equação de diferenças de um sistema LTI discreto e resposta ao impulso.
  • Resposta ao delta de Kronecker do sistema LTI discreto
onde , e logo 
%  Exemplos e Experimentos baseados no livro:
% DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235.
%% Experimento 1.1
alpha = 1.15; N = 256;
x = [1 zeros(1,N)];
y = filter(1,[1 -1/alpha],x);
stem(y);
  • Amostragem de Sinais (Experimento 1.2)
  • Relembrar teorema da amostragem. Efeito da amostragem abaixo da frequência de Nyquist. Aliasing.
  • Notar que as amostras de um sinal (3 Hz) e um sinal (7 Hz) são idênticas quando amostrado com um sinal de 10 Hz.
%  Exemplos e Experimentos baseados no livro:
% DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235.
%% Experimento 1.2
fs = 10; % frequencia (Hz) de amostragem dos sinais
Ts = 1/fs; fase = 0;
time = 0:Ts:(1-Ts);
f1 = 3; % frequencia (Hz) do sinal s_1
f2 = 7; % frequencia (Hz) do sinal s_2
s_1 = cos(2*pi*f1*time+fase);
s_2 = cos(2*pi*f2*time+fase);
fsa = 1000; % frequência auxiliar de amostragem usada apenas para representação dos sinais originais
Tsa = 1/fsa;
time_aux = 0:Tsa:(1-Tsa);
figure(1);
stem(time,s_1,'ob');
hold on;
plot(time_aux, cos(2*pi*f1*time_aux+fase),'--k');
stem(time,s_2,'+r');
plot(time_aux, cos(2*pi*f2*time_aux+fase),'--m');
hold off;
legend('s_1 discreto','s_1 contínuo','s_2 discreto','s_2 contínuo')
Aula 2 (15 Ago)
  • Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab:
Variação do Experimento 2.2 
%  Exemplos e Experimentos baseados no livro:
% DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235.
%% Experimento 2.2
% Resposta em frequencia usando a função freqz
N = 1;
num = [1 0 0 0];
den = poly([0.8 0.2])
%den = [1 0.6 -0.16];
% modo 1
%[H,w]=freqz(num,den,[0:pi/100:N*pi-pi/100]);
%plot(w/pi, abs(H));
% modo 2
%[H,w]=freqz(num,den);
%plot(w/pi, abs(H));
% modo 3
%[H,w]=freqz(num, den, 'whole');
%plot(w/pi, abs(H));
% modo 4
freqz(num, den, 'whole');
figure(2);
zplane(num,den);

%% Resposta em frequencia substituindo z -> e^(jw)
syms z
Hf(z) = symfun(z^2/(z-0.2)/(z+0.8),z);
pretty(Hf)
latex(Hf)
N = 1;
w = [0:pi/100:N*pi-pi/100];
plot(w/pi,abs(Hf(exp(1i*w))))
%title(['$' latex(Hf) '$'],'interpreter','latex')
text(0.2,2,['H(z) = ' '$$' latex(Hf) '$$'],'interpreter','latex')
xlabel(['w/' '$$' '\pi' '$$'],'interpreter','latex')
  1. Verifique a diferença entre os tipos de plots comentados no código.
  2. substitua o denominador de H(z) por dois polos em [-0.8 -0.8].
  3. verifique o que ocorre se forem utilizados polos complexos conjugados [0.3-0.4i 0.3+0.4i 0.1]
  4. verifique o que ocorre se forem utilizados polos complexos não conjugados [0.3-0.4i 0.3+0.8i]
  5. verifique o que ocorre se os polos estiverem fora do circulo unitário [1.2 -0.2]. Interprete este resultado
Aula 3 (18 Ago)
  • Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab:
  • Análise de Sinais (Experimento 3.2) - Análise de um sistema h[n] correspondente a um filtro passa-faixa, utilizando um sinal de entrada x[n] senoidal (ou um sinal r[n] de ruído branco). Análise da entrada x[n] e saída y[n] usando a fft.
Variação do Experimento 3.2 
  %% Variação do Experimento 3.2 do livro:
  % DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235.
  %
  % Análise de sinais no domínio da frequência 
  % File Exp3_2.m 

  fs = 200;   % frequência de amostragem
  f_sinal = 10;  A_sinal = 1;   % freqüência e amplitude do sinal 
  T = 1;      % Duração do sinal
  k_noise = 0;    % Intensidade do ruído  
 
  time = 0 : 1/fs : (T-1/fs);
  L = length(time);
  freq = time * fs/T;
 
  sinal = A_sinal*sin(2*pi*f_sinal.*time);
  noise = k_noise*randn(1,fs*T);
  x = sinal + noise;
  X = abs(fft(x))/L;
 
  figure(1);
  subplot(211);plot(time,x);
  subplot(212);plot(freq,X);
  1. Acrescente a Figura 1 um plot com a magnitude em dB do sinal no domínio da frequência - 20*log10(X)
  2. Insira nos gráficos títulos para cada subplot, labels para os eixos X e Y, e posicione o texto "F Hz" para indicar o pico nos gráficos 2 e 3, conforme mostrado na figura abaixo.
DTxDF sinal noise.png

Figura 1 - Análise no domínio da frequência do sinal

  1. Varie o valor de k entre 0 e 2 (com passo de 0.1) e analise o sinal no domínio do tempo e no domínio da frequência.
  2. Utilize k = 0.3 e varia a frequência do sinal entre 0 até 200 Hz (com passo de 10 Hz). Interprete os resultados obtidos.
Aula 4 (22 Ago)
  • Revisão de Sinais e Sistemas no tempo discreto em Matlab:
  • Exercício - Sinal DTMF com ruído
  • Usando o Matlab, gerar o sinal DTMF correspondente ao número N e adicionar um ruido ao sinal.
  • Filtrar o sinal resultante mantendo apenas a frequência da linha (ou coluna)
  • Mostrar os sinais no domínio do tempo e da frequência.
x1,X1 - soma das duas senoides.
x2,X1 - soma de x1 com o ruído branco (gaussiano)
y,Y - sinal filtrado.
  • Utilizar uma frequência de amostragem de 8000Hz de fazer a duração do sinal igual a 200 ms.
  • Para adicionar o ruído utilize a função y = awgn(x,snr), ou y = x + nivel*randn(n).
  • Para a filtragem utilize?
  • faça a filtragem no domínio do tempo, usando a função filter posicionando o polo sobre a frequência que deseja passar, e coloque um zero sobre a frequência que deseja rejeitar.
  • faça a filtragem no domínio da frequência, convertendo o sinal x1 para DF usando X1 = fft(x1), Y = X1.*H, y = ifft(Y), onde H é um vetor de zeros e uns que indica as frequências que devem passar e quais devem ser rejeitadas.

Avaliações

  • Entrega dos diversos trabalhos ao longo do semestre.
  • Projeto Final. O projeto é avaliado nos quesitos: 1) Implementação do Sistema, 2) Documentação, 3) Avaliação Global do aluno no projeto.

Atividades extra

Neste tópico serão listadas as atividades extras que os alunos da disciplina deverão realizar ao longo do curso.

PARA ENTREGAR

AE1 - Variação do Experimento 1.2 (prazo XX/Ago/2016)

No Experimento 1.2 varie o valor da frequência de amostragem de 6 até 20 Hz e observe:

  1. Em qual frequência deixa de ocorrer recobrimento do sinal 2.
  2. O que ocorre quando a frequência é 6, 7, 14 Hz? Explique
  3. Qual deveria ser a frequência do sinal f_2 para que as amostras tomadas sejam coincidentes como o sinal f_1 para uma frequência de amostragem f_s? Reescreva a equação e verifique no Matlab.

JÁ ENCERRADAS

ESTUDOS SEM ENTREGA DE DOCUMENTAÇÃO

Recursos necessários

  • O Software Matlab está disponível na maioria dos laboratórios do IFSC-campus São José em instalação local tanto em Windows como Linux. Adicionalmente de qualquer maquina do IFSC, pode-se fazer Acesso ao IFSC-CLOUD.
  • Adicionalmente de qualquer maquina do IFSC, pode-se fazer usar o IFSC-CLOUD para ter acesso a estes softwares.

Links auxiliares

Alguns artigos para leitura

Artigos bases de alguns dos filtros digitais:

Relatórios simples:

Referências Bibliográficas

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 DINIZ, P. S. R., DA SILVA, E. A. B., e LIMA NETTO, S. Processamento Digital de Sinais: Projeto e Análise de Sistemas. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. 976 p. ISBN 978-8582601235


Curso de Engenharia de Telecomunicações

Disponível em “https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=PSD-EngTel_(página)&oldid=114680”