Cap 5 Oppenheim

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    1/14

     

    DEBER N°01

     TEMA: EJERCICIOS CAPITULO 5 LIBRO DE SEÑALES Y SISTEMAS DE OPPENHEIM

    5.1 Use la ecuación de análisis (5.9) de la transformada de Fourier

    para calcular las transformadas de:

    a) ( 12 )n−1

    u [n−1]

    e

    e

     x [n ] (¿¿− jwn)

    (¿¿  jw )= ∑n=−∞

    ¿

     X ¿

    e¿

     jw¿¿¿

     X ¿

     

    e

    e

    1−1

    2(¿¿− jw)

    (¿¿− jw)¿

    ¿

    b) ( 12 )|n−1|

    e¿ jw¿¿¿e¿

     X  ¿

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    2/14

     

    e¿

     jw¿¿¿e¿

    − jw¿¿¿¿

     X ¿

    5.2 Use la ecuación de análisis (5.9) de la transformada de Fourier

    para calcular las transformadas de:

    a)   δ [ n−1 ]+δ [ n+1 ]

     x ( e jw )=¿   (e− jw )+(e jw )

     x ( e jw)=¿   2(e− jw )+(e jw )

    2

     x ( e jw )=2cosw

    b)   δ [ n+2 ]−δ [n−2]

     x ( e jw

    )=¿ 

    (e j2w

    )− (e− j2w

    )cos2w− jsen2w x ( e jw )=cos2w+ jsen2w−¿

    )

     x ( e jw)=2 jsen2w5.3 Determine la transformada de Fourier para −π ≤ ω

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    3/14

     

    a−1=−(   12 j )e− j  π 

    4

     X  (e jω )=2 π a1δ (ω− π 3 )+2π a−1δ (ω+ π 3 )

     X  (e jω )=( π  j ){e j

     π 

    4 δ (ω− π 3 )−e− j π 

    4 δ (ω+ π 3 )}

    b)   2+cos( π 6 n+π 

    8 ) N =12

     x [ n ]=2+(1

    2 )e

     j( π 6 n+ π 

    8 )+(

    1

    2 )e

    − j(π 6 n+ π 

    8)

    a0=2

    a1=( 12 )e

     j π 

    8

    a−1=( 12 )e− j π 

    8

     X  (e jω )=2 π a0δ (ω )+2π a

    1δ (ω−2π 12 )+2π a−1δ (ω+

    2π 

    12 ) X  (e jω )=4 πδ (ω)+π {

    e j π 

    8 δ 

    (ω−π 6 )+

    e− j π 

    8 δ 

    (ω+ π 6 )}

    5." Use la ecuación de s#ntesis (5.$) de la transformada de Fourier

    para calcular las transformadas in%ersas de Fourier de:

    a)   X 1 (e jω )=∑

    k =∞

    [2πδ (ω−2 πk )+πδ (ω−π 2−2kπ )+πδ (ω+ π 2−2πk )]

     x [ n ]=   1

    2π 

    ∫−π 

    π 

     X 1 (e jω ) e jωn dω

     x [ n ]=   12π ∫−π 

    π 

    (2πδ (ω−2πk )+πδ (ω−π 2−2πk )+πδ (ω+ π 2−2πk ))e jωn dω x [ n ]=   1

    2π ∫−π 

    π 

    (2πδ (ω )+πδ (ω−π 2 )+πδ (ω+ π 2 ))e jωn dω

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    4/14

     

     x [ n ]=e j0+ 12

    e j(−π 2 )n+ 1

    2e

     j ( π 2 )n

     x [ n ]=1+cos π 2

    n

    b)   X 2 (e jω )={   2 j ,0

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    5/14

     

    b)   x2 [ n ]= x ' [ n ]+ x [n]

    2

     x ' (−n )= X  (e jw ) X  (e jw )+ X ' (e jw )

     x (e jw )=12¿

    c)   x3 [ n ]=(n−1)2 x [n ]

     x3 [ n ]¿n2 x [ n ]−2nx [ n ]+1

    5.- ,ara cada una de las siuientes transformadas de Fourier use

    las propiedades de la transformada de Fourier (tabla 5.1) para

    determinar si la se!al correspondiente en el dominio del tiempo es:

    (i) real imainaria o ni lo uno ni lo otro/ (ii) par impar o ninuna de

    las dos. 0aa esto sin e%aluar la in%ersa de las trasformadas dadas.

    a)   X 1 (e jω )=e− jω∑

    k =1

    10

    (senkω )  

    Ia!"#a$"%& #"#!'#%(

    b)   X 2 (e jω )= jsen(ω)cos  (5ω)

    Ra*& "+a$(

    c)   X 1 (e jω )= A (ω )+e jB(ω)  ,%#,

     A (ω)=

    {

    1,0≤|ω|≤ π 8

    0, π 

    8

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    6/14

     

    impulso h2 [ n ]   . a interconeión en paralelo 'ue resulta tiene larespuesta en frecuencia

     H ( e jω)=   −12+5e− jω

    12−7e− jω+e− j2ω

    Determine h2 [ n ] .

    h [ n ]=h1 [ n ]+h

    2 [ n ]

     H ( e jw)= H 1 ( e jw )+ H 2 (e

     jw )

     H 1(e jw)=   1

    1−0.5 (e− jw )

     H 2 (e jw

    )=  −12+5− jw

    12−7 (e− jw )+e−2 jw−  1

    1−0.5e− jw =  −2

    1−0.25e− jw

    h2 [ n ]=−2(14 )

    n

    u [n]

    5.214alcule la transformada de Fourier de las siuientes se!ales:

    a)   x [ n ]=u [n−2 ]−u[n−6]

     x [n ]=δ [n−2 ]+δ [n−3 ]+δ  [n−4 ]+δ [n−5 ]

     X  (e jw )=e−2 jw+e−3 jw+e−4  jw+e−5  jw

    b)   x [ n ]=( 12 )−n

    u [−n−1 ]

     X (e jw )= ∑n=−∞

    −1

    ( 12 )−n

    e− jw

     X  (e jw )=∑n=1

    ( 12 e jw)n

     X (e jw

    )=e

     jw

    2

    1

    (1−1

    2e

     jw )

    c)   x [ n ]=( 13 )|n|

    u [−n−2 ]

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    7/14

     

    e

     X (¿¿ jw)=∑n=−∞

    −2

    (1

    3

    )

    −n

    e

    − jwn

    ¿e

     X (¿¿ jw)=∑n=2

    ( 13 e jw)n

    ¿e

     X (¿¿ jw)=e

     j2w

    9

    1

    (1−1

    3e

     jw)

    ¿

    d)   x [ n ]=2n sen( π 4 n)u[−n ]

     X  (e jw )= ∑n=−∞

    0

    2n

    sen(πn /4)e− jwn

     X  (e jw )=−∑n=0

    2−n

    sen (πn/4)e jwn

     X  (e jw )=−12 j∑n=0

    [(12 )n

    e jπn/ 4

    e jw−( 12 )

    n

    e− jπn/4

    e jwn]

     X  (e jw )=−12 j

     [  1

    1−( 12 )e jπ /4 e jw−

      1

    1−(12 )e− jπ / 4 e jw]

    e)   x [ n ]=( 12 )|n|

    cos( π 8 (n−1)) X (e jw )= ∑

    n=−∞

    (12 )

    |n|cos(

     π 8(n−1))e

    − jw

     X  (e jw )=12[

      e− jπ /8

    1−( 12 )e jπ /8 e jw+

      e jπ /8

    1−( 12 )e− jπ /8e− jw]

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    8/14

     

    +14[

      e jπ /4

    e jw

    1−(1

    2 )e

     jπ /8

    e

     jw

    +  e

     jπ /8e

     jw

    1−(1

    2 )e

    − jπ /8

    e

     jw

    ]

    f)   x [ n ]={   n ,−3≤ n ≤30,conotro vaor x [n ]=−3δ  [n+3 ]−2δ [n+2 ]−δ [n+1 ]+δ [n−1 ]+2δ [n−3 ]+δ 3[n−3]

     X  (e jw )=−3e3 jw−2e2 jw−e jw+e− jw+2e−2 jw+3e−3 jw

    )   x [ n ]=sen

    (π 

    2

    n

    )+cos (n )

     x [ n ]=   12 j

     [e jπn/2−e− jπn /2 ]+12[e jn+e− jn]

     X  (e jw )= π  j [δ (w− π 2 )−δ (w+ π 2 )]+π [δ (w−1 )+δ (w+1)]

    0≤∨w∨¿ π 

    )   x [ n ]=sen (5 π 3 n)+cos( 7π 3 n)

     x [ n ]=sen (5 πn3 )+cos( 7πn3 ) x [ n ]=−sen( πn3 )+cos( πn3 ) x [ n ]=−1

    2  j [e jπn/3−e− jπn/3 ]+ 1

    2[ e jπn/3+e− jπn/3 ]

     X  (e jw )=−π  j [δ (w−π 3 )−δ (w+ π 3 )]+π [δ (w− π 3 )−δ (w+π 3 )]

    0≤∨w∨¿ π 

    i)   x [ n ]= x [ n−6 ] , y x [ n ]=u [ n ]−u [n−5 ] !ara0≤ n ≤5

     N =6

    ak =1

    6∑n=0

    5

     x [n]e− j (2π "  6 )kn

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    9/14

     

    ak =1

    6∑n=0

    5

    e− j (2π "  6 ) kn

    ak =1

    6 [   1−e− j5kπ "  3

    1−e− j (2π "  6 ) k ] X  (e jw )=∑

    =−∞

    2π ( 16 )[  1−e− j5 kπ /3

    1−e− j (2π /6) k ]δ (ω−2π 6 −2 π)

     6)   x [ n ]=(n−1)( 13 )|n|

    ( 13 )|n|

    #( $%& )  4

    5−3cosw

    n( 13 )|n|

    #( $%& )− j  12 senw

    (5−3cosw )2

     x [ n ]=n( 13 )|n|

    −( 13 )|n|

    # ( $%& )  4

    5−3cosw− j

      12 senw

    (5−3cosw )2

    7)   x [ n ]=( sen (πn/5)πn   )cos  ( 7 π 2 )n

     x1 [n ]=sen (πn/5)

    πn   # ( $%& ) X 1 (e jw

    )=

    {  1,|w|

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    10/14

     

    5.22 8 continuación se muestran las transformadas de Fourier de las

    se!ales discretas. Determine la se!al correspondiente a cada

    transformada.a)

     X  (e jω )={1,  π 

    4≤|ω|≤ 3π 

    4

    0,  3 π 

    4≤|ω|≤ π ,0≤|ω|≤ π 

    4

     x [ n ]=   12π ∫−π 

    π 

     X  (e jω ) e jωn dω

     x [ n ]=   12π  ∫−3π 4

    −π 4

    e jωn

    dω+  1

    2π ∫

    π 

    4

    3π 4

    e jωn

     x [ n ]=(   12π )(   1 jn)e jωn| −π 4

    −3π 4

    +(   12π  )(  1 jn )e jωn|3 π 

    4

    π 

    4

     x [ n ]=   1πn [sen(3 πn4  )−sen( πn4 )]

    b)   X  (e jω )=1+3e− jω+2e− j 2ω−4 e− j3ω+e− j10ω

     x [ n ]=δ [ n ]+3δ [ n−1 ]+2δ [ n−2 ]−4 δ [ n−3 ]+δ [ n−10 ]

    c)  X  (

    e jω

    )=e− jω2  !ara

    −π ≤ ω ≤ π 

     x [ n ]=   12π ∫−π 

    π 

     X  (e jω ) e jωn dω

     x [ n ]=   12π ∫−π 

    π 

    e

    − jω2 e

     jωndω

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    11/14

     

     x [ n ]=(   12π )(   22 jn− j )e(2n−1 )

    2 jω|  π −π 

     x [ n ]=  (−1 )n+1

    π (n−12 )d)   X  (e jω )=cos2 ω+sen23ω

     X  (e jω )=1+cos (2ω )2

    +1−cos (6ω )

    2

     X  (e jω )=12+1

    4e

     j2ω+1

    4e− j2ω+

    1

    2−

    1

    4e6 jω−

    1

    4e−6 jω

     X  (e jω )=1+14

    e j2ω+

    1

    4e− j2ω−

    1

    4e6 jω−

    1

    4e−6 jω

     x [ n ]=δ [ n ]+14

    δ [ n−2 ]+14

    δ  [n+2 ]−14

    δ [ n−6 ]−14

    δ  [n+6 ]

    e)   X  (e jω )= ∑k =−∞

    (−1 )k δ (ω−π 2 k )

     x [ n ]=∑k =0

    3

    (−1 )k e jk  (π /2 )n

     x [ n ]=1−e j

     πn

    2 +e jπn−e j 3 πn

    2

    f)   X  (e jω )=e− jω−

    1

    5

    1−1

    5e− jω

     X  (e jω )=   e− jω

    1−1

    5e− jω

    −15

    1−1

    5e− jω

     X  (e jω )=e− jω∑n=0

    ( 15 )n

    e− jωn−( 15 )∑n=0

    ( 15 )n

    e− jωn

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    12/14

     

     X  (e jω )=5∑n=1

    ( 15 )n

    e− jωn−( 15 )∑n=0

    ( 15 )n

    e− jωn

     x [ n ]=( 15 )n−1

    u [n−1 ]−( 15 )n+1

    u [ n ]

    )   X  (e jω )=1−

    1

    3e− jω

    1−1

    4e− jω−

    1

    8e−2 jω

     X  (e jω )=

    2

    9

    1−1

    1 e− jω

    +

    7

    9

    1+1

    4 e− jω

     x [ n ]=29 ( 12 )

    n

    u [ n ]+ 79 (−14 )

    n

    u [ n ]

    )   X  (e jω )=1−( 13 )

    6

    e− j6ω

    1−1

    3e− jω

     X  (e jω )=1+ 13 e− jω+  1

    32 e− j2ω+  1

    33 e− j3ω+  1

    34 e− j4 ω+  1

    35 e− j5ω

     x [ n ]=δ [ n ]+13

    δ [ n−1 ]+ 19

    δ [ n−2 ]+   127

    δ [ n−3 ]+   181

    δ [ n−4 ]+   1243

    δ [ n−5 ]

    5.3". 4onsidere un sistema 'ue consiste en la cascada de dos

    sistemas con respuesta en frecuencia

     H 1(e jw)=   2−e

    − jw

    1+1

    2

    e− jw

     

     H 2 (e

     jw)=   1

    1−1

    2e− jw+

    1

    4e− j2w

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    13/14

     

    a) E#c'#-$ *a c'ac".# , ,"/$#c"a ' ,c$"b a* "-a c%+*-%(

     H ( e jw )=

    2−e− jw

    1+1

    2e− jw

    ∗1

    1−1

    2e− jw+

    1

    4e− j 2w

     H (e jw)=  (2−e− jw )

    (1+ 12 e− jw)(1−1

    2e− jw+

    1

    4e− j2w)

     H ( e jw )=  (2−e− jw )

    1+1

    8e−3 jw

     H  ( ' )=(2−e− jw )

    1+1

    8 '−3

    (  (  )

     X  (  )=

    (2−e− jw)

    1+ 18

     −3

    (  (  )+1

    8(  (  ) −3=2 X  (  )− X  (  ) −1

     y [n ]+ 18

     y [ n−3 ]=2 x [ n ]− x [ n−1 ]

    b) D-$"# *a $+'-a a* "+'*% ,* "-a c%+*-%(

     H (e jw )=  (2−e− jw )

    (1+ 12 e− jw)(1−12 e− jw+ 14 e− j2w)

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA

  • 8/16/2019 Cap 5 Oppenheim

    14/14

     

     H  ( ' )=  (2− '−1 )

    (1+

    1

    2  '−1

    )(1−

    1

    2  '−1

    + 1

    4  '−2

    ) H  (  )=

      A

    (1+ 12 −1)+

      B

    1+1

    4(1+ j√ 3) 

    −1+

      ) 

    1+1

    4(1− j√ 3) 

    −1

     A=4

    3

    B=1+ j √ 3

    3

    ) =1− j√ 3

    3

     H  (  )=

    4

    3

    (1+ 12 −1)+

    1+ j√ 33

    1+1

    4(1+ j√ 3) 

    −1+

    1− j √ 33

    1+1

    4(1− j√ 3) 

    −1

    h [ n ]=43 ( 12 )

    n

    u [ n ]+1+ j√ 33   [ 14 (1+ j√ 3 )]

    n

    u [ n ]+1− j √ 33   [14 (1− j √ 3 )]

    n

    u [n]

    DANIEL CASTILLOQUINTO ELECTRÓNICA