ﺑﻪ ﻧﺎم ﺧﺪا درس ارﺗﺒﺎﻃﺎت داده ﺗﻤﺮﻳﻦ اول ﻣﺮوري ﺑﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎ و ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎ ﻫﺪف از اﻳﻦ ﺗﻤﺮﻳﻦ آﺷﻨﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﻣﺒﺎﻧﻲ ﺳﻴﮕﻨﺎل و ﻣﺮور ﺑﺮﺧﻲ ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ ﻛﻠﻴﺪي آن ﻛﻪ در درس ارﺗﺒﺎﻃﺎت داده ﻣﻮﺛﺮﻧﺪ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ،اﻳﻦ ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺷﺎﻣﻞ درس ﻧﻴﺰ ﻫﺴﺖ .در ﺑﺨﺶ اول ﺑﻪ ﻃﻮر ﺧﻼﺻﻪ ﺑﻪ ﻣﺮور ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ ﻣﻲﭘﺮدازﻳﻢ .ﺗﻮﺻﻴﻪ ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﺑﺮاي ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ ﻣﺮﺟﻊ درس ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎ و ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎ ] [1ﻣﺮاﺟﻌﻪ ﻛﻨﻴﺪ .در ﺑﺨﺶ دوم ﭼﻨﺪ ﻣﺜﺎل ﺣﻞ ﺷﺪه و در ﺑﺨﺶ ﺳﻮم ﭼﻨﺪ ﺳﻮال ﺳﺎده ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺗﻤﺮﻳﻦ آﻣﺪه ﻛﻪ ﻻزم اﺳﺖ ﺷﻤﺎ آﻧﻬﺎ را ﺣﻞ ﻛﻨﻴﺪ. ﺷﻤﺎ ﺑﺎﻳﺴﺘﻲ ﭘﺎﺳﺦ ﺗﻤﺮﻳﻦﻫﺎ را روز ﭘﻨﺞ ﺷﻨﺒﻪ اول آﺑﺎن 93ﺗﺤﻮﻳﻞ دﻫﻴﺪ .ﺿﻤﻨﺎً در ﻫﻤﺎن ﺗﺎرﻳﺦ ،در ﻛﻼس آزﻣﻮﻧﻲ از ﻣﺤﺘﻮﻳﺎت اﻳﻦ ﺟﺰوه ﺑﺮﮔﺰار ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. ﺑﺨﺶ اول :ﻣﻔﺎﻫﻴﻢ -1 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﭼﻴﺴﺖ؟ ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل در واﻗﻊ ﺗﺎﺑﻌﻲ از ﻳﻚ ﻳﺎ ﭼﻨﺪ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﻞ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺣﺎوي اﻃﻼﻋﺎت اﺳﺖ و ﺑﺮاي ﺗﻮﺻﻴﻒ ﻳﻚ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺑﻪ ﻛﺎر ﻣﻲ رود .ﻫﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻳﻚ ،دو ﻳﺎ ﭼﻨﺪ ﺑﻌﺪي ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻫﺮ ﺑﻌﺪ آن ﻣﻌﺮف ﻳﻚ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻳﺎ واﺑﺴﺘﻪ )ﺗﺎﺑﻊ( ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﺎ در اﻳﻨﺠﺎ ﺑﺎ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎﻧﻲ دو ﺑﻌﺪي ﺳﺮ و ﻛﺎر دارﻳﻢ ﻛﻪ ﻳﻚ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﻞ ﺑﻪ ﻧﺎم "زﻣﺎن" و ﻳﻚ ﻣﺘﻐﻴﺮ واﺑﺴﺘﻪ دارﻧﺪ ﻛﻪ ﻣﻘﺪارش ﺗﺎﺑﻌﻲ از زﻣﺎن اﺳﺖ. -2 ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎﻧﻲ ﺑﺮ اﺳﺎس ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻳﺎ ﮔﺴﺴﺘﻪ ﺑﻮدن ﻣﺘﻐﻴﺮ زﻣﺎن ،ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎﻧﻲ ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ) (CTو زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ) (DTﻗﺎﺑﻞ ﻃﺒﻘﻪﺑﻨﺪياﻧﺪ. ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت ) x(tﻛﻪ در آﻧﻬﺎ tﻣﻴﺘﻮاﻧﺪ ﻫﺮ ﻣﻘﺪار ﺣﻘﻴﻘﻲ را اﺧﺘﻴﺎر ﻛﻨﺪ. ﻣﺜﺎل ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه در ﺷﻜﻞ 1ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ اﺳﺖ. ﺷﻜﻞ - 1ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ 1 ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت ] x[nﻛﻪ در آﻧﻬﺎ nﻓﻘﻂ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻋﺪد ﺻﺤﻴﺢ را اﺧﺘﻴﺎر ﻛﻨﺪ. ﻣﺜﺎل ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه در ﺷﻜﻞ 2ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ اﺳﺖ. ﺷﻜﻞ -2ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ -3 اﻧﺮژي و ﺗﻮان ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺗﻌﺎرﻳﻒ اﻧﺮژي و ﺗﻮان ﺑﺮاي ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ و زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ در ﺟﺪوﻟﻬﺎي 1و 2آﻣﺪه اﺳﺖ. ﺟﺪول -1اﻧﺮژي و ﺗﻮان ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ اﻧﺮژي در ﺑﺎزه 2 1 | | 1, 2 ∞ اﻧﺮژي ﻛﻞ | | ∞ ∞, ∞ ﺗﻮان ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺗﻮان ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻛﻞ در ﺑﺎزه 2 1 | | 2 | | 1 1 1 →∞ 2 lim 2 ∞ 1, 2 ∞ ∞, ∞ ﺟﺪول - 2اﻧﺮژي و ﺗﻮان ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ در ﺑﺎزه 2 اﻧﺮژي 1 | | 1, 2 ∞ اﻧﺮژي ﻛﻞ | | ∞ ∞, ∞ ∞ ﺗﻮان ﻣﺘﻮﺳﻂ 1 در ﺑﺎزه | 2 ﺗﻮان ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻛﻞ -4 | 1 | | 1 2 1 1 1 lim →∞ 2 1, 2 ∞ ∞, ﺑﺮﺧﻲ ﺧﻮاص ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎ در اﻳﻨﺠﺎ ﺳﻪ ﺧﺎﺻﻴﺖ اﻧﺘﻘﺎل زﻣﺎﻧﻲ ،وارون ﺳﺎزي زﻣﺎﻧﻲ و ﻣﻘﻴﺎس دﻫﻲ زﻣﺎﻧﻲ را ﻣﻌﺮﻓﻲ ﻣﻲﻛﻨﻴﻢ. اﻧﺘﻘﺎل زﻣﺎﻧﻲ 0 0 → ⇒ 0 → → ⇒ 0 → وارون ﺳﺎزي زﻣﺎﻧﻲ → ⇒ → → ⇒ → ﻣﻘﻴﺎس دﻫﻲ زﻣﺎﻧﻲ → → ⇒ ∈ → , ⇒ ∈ ﻣﺜﺎل 3 , → ∞ در ﺷﻜﻞ 3ﻣﺜﺎﻟﻬﺎﻳﻲ از اﻳﻦ ﺳﻪ ﻧﻮع ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﻛﻨﻴﺪ .ﺑﻪ ﻧﺤﻮه ﺗﻐﻴﻴﺮ در ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺣﺎﺻﻞ ﺗﺒﺪﻳﻞ دﻗﺖ ﻛﻨﻴﺪ. ﺷﻜﻞ - 3ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻫﺎ )ﻧﻤﻮدارﻫﺎي ردﻳﻒ دوم ،ﺳﻮم و ﭼﻬﺎرم ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺣﺎﺻﻞ اﻧﺘﻘﺎل زﻣﺎﻧﻲ ،وارون زﻣﺎﻧﻲ و ﻣﻘﻴﺎس دﻫﻲ زﻣﺎﻧﻲ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﻮدار اول ﻫﺴﺘﻨﺪ( 4 ﻛﺎﻧﻮوﻟﻮﺷﻦ -5 ﻋﻤﻠﮕﺮ ﻛﺎﻧﻮوﻟﻮﺷﻦ ﻛﻪ ﺑﺎ ﻧﻤﺎد ∗ ﻧﺸﺎن داده ﻣﻲﺷﻮد ﻛﺎرﺑﺮد زﻳﺎدي در ﺗﺠﺰﻳﻪ و ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎ و ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎ دارد و ﺑﺮاي ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ و زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻣﻲﺷﻮد: ∞ ∞ ∞ ∗ ∞ ∞ ∞ ∞ ∗ ∞ ﺑﺮاي آﺷﻨﺎﻳﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﺎ ﻛﺎﻧﻮوﻟﻮﺷﻦ و ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻧﺤﻮه ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ آن ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳﻚ اﻧﻴﻤﻴﺸﻦ ﺑﻪ ﺻﻔﺤﻪ ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ در Wikipediaﺑﻪ ] [2ﻣﺮاﺟﻌﻪ ﻛﻨﻴﺪ. ﺳﻴﮕﻨﺎل زوج و ﻓﺮد -6 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل زوج اﺳﺖ اﮔﺮ و ﺗﻨﻬﺎ اﮔﺮ و ﻓﺮد اﺳﺖ اﮔﺮ و ﺗﻨﻬﺎ اﮔﺮ (. )ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺑﺮاي ﺗﺠﺰﻳﻪ ﻫﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺑﻪ دو ﺟﺰء زوج و ﻓﺮد )ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺑﺮاي -7 1 2 1 2 ( ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻣﺘﻨﺎوب ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ 0 ﻣﺘﻨﺎوب اﺳﺖ اﮔﺮ ﺑﻪ ازاي ﻫﺮ ،t ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ در آن دوره ﺗﻨﺎوب ﺳﻴﮕﻨﺎل اﺳﺖ .ﻛﻮﭼﻜﺘﺮﻳﻦ دوره ﺗﻨﺎوب ﻣﻤﻜﻦ ،دوره ﺗﻨﺎوب اﺻﻠﻲ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲ- ﺷﻮد )ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺑﺮاي (. 5 ﻣﺜﺎل ﺷﻜﻞ 4ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻣﺘﻨﺎوب ﺑﺎ دوره ﺗﻨﺎوب اﺻﻠﻲ Tو ﺷﻜﻞ 5ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ﺑﺎ دوره ﺗﻨﺎوب اﺻﻠﻲ 4را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﻨﺪ. ﺷﻜﻞ 4 ﺷﻜﻞ 5 در اداﻣﻪ ﭼﻨﺪ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﭘﺎﻳﻪاي ﻣﻬﻢ را ﻣﻌﺮﻓﻲ ﻣﻲﻛﻨﻴﻢ .اﻳﻦ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎ ﺑﺮاي ﻣﺪل ﻛﺮدن رﻓﺘﺎر ﺑﺴﻴﺎري از ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﻣﻨﺎﺳﺐاﻧﺪ .ﺿﻤﻦ اﻳﻨﻜﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از آﻧﻬﺎ ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺴﻴﺎري از ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي ﭘﻴﭽﻴﺪهﺗﺮ را ﺗﻌﺮﻳﻒ و ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻛﺮد. -8 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﺎﻳﻲ و ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺳﻴﻨﻮﺳﻲ زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﺎﻳﻲ ﻣﺨﺘﻠﻂ ﻛﻪ در آن و در ﺣﺎﻟﺖ ﻛﻠﻲ اﻋﺪاد ﻣﺨﺘﻠﻂ ﻫﺴﺘﻨﺪ .اﮔﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﺎﻳﻲ ﺣﻘﻴﻘﻲ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. 6 و ﻫﺮ دو ﺣﻘﻴﻘﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ آﻧﮕﺎه ﻳﻚ اﮔﺮ ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﺎﻳﻲ ﻣﺨﺘﻠﻂ ﻣﺘﻨﺎوب ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد .در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻛﻠﻲ آﻧﮕﺎه ﺳﻴﮕﻨﺎل را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻤﺎﻳﺶ داد: ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺷﺮط ﻣﺘﻨﺎوب ﺑﻮدن اﻳﻦ ﺳﻴﮕﻨﺎل را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺑﻴﺎن ﻛﺮد: را ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ اﺻﻠﻲ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻣﻲﻧﺎﻣﻴﻢ و راﺑﻄﻪ آن ﺑﺎ دوره ﺗﻨﺎوب اﺻﻠﻲ 2 | | ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ اﺳﺖ: ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺳﻴﻨﻮﺳﻲ ﻣﺨﺘﻠﻂ ﻛﻪ دوره ﺗﻨﺎوب cos sin و ﺑﺮاﺑﺮ ﻫﻢ ﻣﺎﻧﻨﺪ | | اﺳﺖ. ﻧﻜﺘﻪ( ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي ﻣﺘﻨﺎوب داراي اﻧﺮژي ﻛﻞ ﻧﺎﻣﺤﺪود و ﺗﻮان ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻛﻞ ﻣﺤﺪودﻧﺪ. ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﺎﻳﻲ و ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺳﻴﻨﻮﺳﻲ زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ -9 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﺎﻳﻲ ﻣﺨﺘﻠﻂ اﮔﺮ و ﺣﻘﻴﻘﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ آﻧﮕﺎه , ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻧﻤﺎﻳﻲ ﺣﻘﻴﻘﻲ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ﺑﺎﺷﺪ ﻣﻲﺗﻮان آن را ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻤﺎﻳﺶ داد: اﮔﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻣﺘﻨﺎوب ﺑﺎ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ اﺻﻠﻲ | | ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺳﻴﻨﻮﺳﻲ cos sin 7 ﻧﻜﺘﻪ( ﻫﻢ و ﻫﻢ cos داراي اﻧﺮژي ﻛﻞ ﻧﺎﻣﺤﺪود و ﺗﻮان ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻛﻞ ﻣﺤﺪودﻧﺪ. -10ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺿﺮﺑﻪ و ﺳﻴﮕﻨﺎل ﭘﻠﻪ واﺣﺪ زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺿﺮﺑﻪ واﺣﺪ 1, 0, 0 0 δ ﺷﻜﻞ 6 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﭘﻠﻪ واﺣﺪ 1, 0, 0 0 ﺷﻜﻞ 7 رواﺑﻂ و 1 ∞ 8 -11ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺿﺮﺑﻪ و ﺳﻴﮕﻨﺎل ﭘﻠﻪ واﺣﺪ زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﭘﻠﻪ واﺣﺪ 0 0 1, 0, ﺷﻜﻞ 8 ﻧﺎﭘﻴﻮﺳﺘﮕﻲ دارد( )اﻳﻦ ﺗﺎﺑﻊ در0 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺿﺮﺑﻪ واﺣﺪ 0, 0 ∞,ﻳﺎ 1 0 ﺷﻜﻞ 9 رواﺑﻂ و ∞ 9 t ﺑﺮﺧﻲ ﻧﻜﺎت درﺑﺎره ﺑﻪ ﺟﺎي و ،ﺗﻮاﺑﻊ ∆ و ∆ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه در ﺷﻜﻞ 10را در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ. ﺷﻜﻞ 10 ﻛﻪ در آن ∆ ∆ ∆ ∆ ∞ اﮔﺮ ∆→ 0ﺧﻮاﻫﻴﻢ داﺷﺖ ∆ lim ∆ lim →∆ →∆ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ رواﺑﻂ زﻳﺮ ﺑﺮﻗﺮارﻧﺪ: ∞ 1 ∞ 10 -12ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ در ﺑﺴﻴﺎري ﻣﻮاﻗﻊ ﻧﻴﺎز دارﻳﻢ ﻛﻪ ﺑﺮاي ﺗﺠﺰﻳﻪ و ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻳﻚ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎﻧﻲ ،آن را از ﺣﻮزه زﻣﺎن ﺑﻪ ﺣﻮزه ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ اﻧﺘﻘﺎل دﻫﻴﻢ .ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ اﻳﻦ اﻣﻜﺎن را ﺑﻪ ﻣﺎ ﻣﻲدﻫﺪ .اﮔﺮ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻏﻴﺮﻣﺘﻨﺎوب زﻣﺎن- ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻧﺸﺎن دﻫﻴﻢ رواﺑﻂ زﻳﺮ ﺑﺮﻗﺮارﻧﺪ: را ﺑﺎ , ↔ ﻳﺎ ∞ ∞ ∞ ∞ و ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺑﺮاي ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ 1 2 ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ اﺳﺖ: ↔ ∞ ∞ 1 2 -13ﺑﺮﺧﻲ ﺧﻮاص ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ↔ ﺧﻮاص زﻳﺮ ﺑﺎ ﻓﺮض ↔ ، ↔ و زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﺑﺮﻗﺮارﻧﺪ )رواﺑﻂ ﻣﺸﺎﺑﻬﻲ ﺑﺮاي ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ﻧﻴﺰ ﺑﺮﻗﺮارﻧﺪ(. ﺧﻄﻲ ﺑﻮدن ↔ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻘﻴﺎس زﻣﺎﻧﻲ 1 | | ↔ 11 ﺑﺮاي ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي اﻧﺘﻘﺎل زﻣﺎﻧﻲ ↔ اﻧﺘﻘﺎل ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ ↔ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن 1 2 1 ↔ 2 cos ﻣﺸﺘﻖ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ ↔ ﻣﺸﺘﻖ زﻣﺎﻧﻲ ↔ ﺧﺎﺻﻴﺖ دوﮔﺎﻧﻲ ↔ 2 ﺿﺮب و ﻛﺎﻧﻮﻟﻮﺷﻦ . ∗ ↔ t 1 2π ↔ t ∗ t t . اﻧﺘﮕﺮال 0 ↔ ∞ -14ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﭼﻨﺪ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻣﻬﻢ در ﺟﺪولﻫﺎي 3و 4ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﺗﻌﺪادي از ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻣﻬﻢ زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ و زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ را ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﻛﻨﻴﺪ. 12 ﺟﺪول - 3ﺗﺒﺪﻳﻼت ﻓﻮرﻳﻪ زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ 13 در Wikipediaﺷﻜﻞ ﺗﺎﺑﻊ sincدر ] [3و ﻣﻮج ﻣﺮﺑﻌﻲ در ] [4را ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻛﻨﻴﺪ. ﺟﺪول - 4ﺗﺒﺪﻳﻼت ﻓﻮرﻳﻪ زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ -15ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮداري ﻋﻤﺪه ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي ﻣﻮﺟﻮد در ﻃﺒﻴﻌﺖ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻫﺴﺘﻨﺪ .اﻣﺎ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮي ﺗﻮان ﭘﺮدازش ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ را دارﻧﺪ .از ﻃﺮﻳﻖ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮداري ﻣﻲﺗﻮان ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ را ﺑﻪ زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻛﺮد .ﺑﺮاي اﻳﻦ ﻛﺎر ﺑﺎ اﻧﺘﺨﺎب دوره ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮداري ) ﺗﻤﺎم اﻋﺪاد ﺻﺤﻴﺢ( را ﻧﮕﻪ داﺷﺘﻪ و ﺑﻘﻴﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل را دور ﻣﻲرﻳﺰﻳﻢ. 14 ،ﻣﻘﺪار ﺳﻴﮕﻨﺎل در زﻣﺎﻧﻬﺎي ﻣﺜﺎل رواﺑﻂ زﻳﺮ و ﺷﻜﻞ ،13ﻣﺮاﺣﻞ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮداري ﺳﻴﮕﻨﺎل را ﻧﺸﺎن ﻣﻲ- ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﺗﺎﺑﻊ ﻗﻄﺎر ﺿﺮﺑﻪ دﻫﻨﺪ. ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ﺷﻜﻞ 11 -16ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻛﺮدن ﻓﻴﻠﺘﺮ ﺳﻴﺴﺘﻤﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎ آن ﻣﻲﺗﻮاﻧﻴﻢ ﺷﻜﻞ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي ورودي را ﺗﻐﻴﻴﺮ دﻫﻴﻢ ﻳﺎ ﺑﺨﺸﻬﺎﻳﻲ از ﻃﻴﻒ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ آن را ﻧﮕﻪ داﺷﺘﻪ و ﺑﻘﻴﻪ ﻃﻴﻒ را دور ﺑﻴﻨﺪازﻳﻢ .ﺷﻜﻞ 12ﻳﻚ ﻓﻴﻠﺘﺮ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ .در اﻳﻦ ﺻﻮرت رواﺑﻂ زﻳﺮ ﺑﺮﻗﺮارﻧﺪ )ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺑﺮاي (: ; 15 ∗ ﺷﻜﻞ – 12ﻓﻴﻠﺘﺮ در رواﺑﻂ ﺑﺎﻻ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﻣﺸﺨﺼﻪ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﭘﺎﺳﺦ ﺿﺮﺑﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻓﻴﻠﺘﺮ اﺳﺖ )ﺑﻪ اﻳﻦ ﻣﻌﻨﺎ ﻛﻪ اﮔﺮ اﻳﻦ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺿﺮﺑﻪ را ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ورودي ﺑﮕﻴﺮد ،ﺧﺮوﺟﻲ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد(. ﻣﺸﺨﺼﻪ ﻓﻴﻠﺘﺮ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺮ اﺳﺎس ﻧﻮع ﻧﻴﺎزﻣﻨﺪي ﻃﺮاﺣﻲ و ﺗﻌﺮﻳﻒ ﻛﺮد. ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ اﻳﻨﻜﻪ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﭼﻪ ﺑﺨﺸﻲ از ﻃﻴﻒ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ ﺳﻴﮕﻨﺎل ورودي را ﻣﻲﮔﺬراﻧﺪ و ﭼﻪ ﻃﻴﻔﻲ را ﮔﺬر ﻧﻤﻲدﻫﺪ، ﻣﻲﺗﻮان ﻓﻴﻠﺘﺮﻫﺎ را ﺑﻪ دﺳﺘﻪﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﻃﺒﻘﻪﺑﻨﺪي ﻛﺮد .ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ ﻧﻮع ﻓﻴﻠﺘﺮﻫﺎ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از :ﻓﻴﻠﺘﺮ ﭘﺎﻳﻴﻦ- ﮔﺬر) ،(LPFﻓﻴﻠﺘﺮ ﺑﺎﻻﮔﺬر ) (HPFو ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻴﺎنﮔﺬر ) .(BPFدر ﺷﻜﻞﻫﺎي 13و 14ﻣﺸﺨﺼﻪ اﻳﻦ ﻓﻴﻠﺘﺮﻫﺎ را ﺑﺮاي دو ﻧﻮع ﺳﻴﺴﺘﻢ زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ و زﻣﺎن-ﮔﺴﺴﺘﻪ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﻛﻨﻴﺪ )اﻳﻦ ﻓﻴﻠﺘﺮﻫﺎ از ﻧﻮع اﻳﺪهآل ﻫﺴﺘﻨﺪ(. ﺷﻜﻞ - 13ﻓﻴﻠﺘﺮﻫﺎي زﻣﺎن-ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ )از ﺑﺎﻻ ﺑﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ HPF ،LPF :و (BPF 16 (BPF وHPF ،LPF :ﮔﺴﺴﺘﻪ )از ﺑﺎﻻ ﺑﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ- ﻓﻴﻠﺘﺮﻫﺎي زﻣﺎن- 14 ﺷﻜﻞ ﻣﺮاﺟﻊ [1] Oppenheim, Alan V., Willsky, Alan S., and Nawab, Syed Hamid. Signals and systems. Prentice Hall, 1997. [2] http://en.wikipedia.org/wiki/Convolution [3] http://en.wikipedia.org/wiki/Sinc_function [4] http://en.wikipedia.org/wiki/Square_wave 17 ﺑﺨﺶ دوم :ﻣﺴﺎﺋﻞ ﺣﻞ ﺷﺪه -1ﻣﺸﺨﺺ ﻛﻨﻴﺪ ﻛﻪ ﻫﺮﻳﻚ از ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻳﺮ ﻣﺘﻨﺎوﺑﻨﺪ ﻳﺎ ﺧﻴﺮ .در ﺻﻮرت ﻣﺘﻨﺎوب ﺑﻮدن ،دوره ﺗﻨﺎوب اﺻﻠﻲ آﻧﻬﺎ را ﻣﺸﺨﺺ ﻛﻨﻴﺪ. اﻟﻒ( ب( ﺣﻞ: اﻟﻒ( ﻣﺘﻨﺎوب ﻧﻴﺴﺖ زﻳﺮا ﺑﻪ ازاي . دارﻳﻢ ب( دارﻳﻢ : ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻣﺘﻨﺎوب اﺳﺖ ﺑﺎ دوره ﺗﻨﺎوب .8 -2ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻳﺮ را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﻨﻴﺪ. ﺣﻞ: | | | | , , , , ↔ ∗ ↔ ↔ | |, , , , 18 ⇒ -3ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي و ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ داده ﺷﺪه اﻧﺪ .اﺑﺘﺪا ∗ ﺑﺎ ﻋﻤﻞ ﻋﻜﺲ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﺣﺎﺻﻞ ﻛﺎﻧﻮوﻟﻮﺷﻦ را ﺣﺴﺎب ﻛﻨﻴﺪ و را ﺑﻴﺎﺑﻴﺪ. , ﺣﻞ: / -4ﺳﻴﮕﻨﺎل / / را در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ .اﮔﺮ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ | |, , ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺑﺎﺷﺪ: را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﻨﻴﺪ. ﺣﻞ: ∗ ↔ ↔ 19 ⇒ ⇒ ﺑﺨﺶ ﺳﻮم :ﺗﻤﺮﻳﻦ -1اﮔﺮ ﻧﻤﻮدار ﺳﻴﮕﻨﺎل زوج , ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺷﻜﻞ زﻳﺮ ﺑﺎﺷﺪ ،ﻧﻤﻮدار ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي ﻓﺮد, و را ﺗﺮﺳﻴﻢ ﻛﻨﻴﺪ. -2ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻳﺮ را ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺟﻤﻊ دو ﺟﺰء زوج و ﻓﺮد ﺑﻨﻮﻳﺴﻴﺪ. , , , , , -3ﻣﺤﺪود ﺑﻮدن ﻳﺎ ﻧﺎﻣﺤﺪود ﺑﻮدن اﻧﺮژي ﻛﻞ و ﺗﻮان ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻛﻞ ﻫﺮ ﻳﻚ از ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻳﺮ را ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﻨﻴﺪ. , | | , 1 اﻟﻒ( 0 ب( ج( ﺑﺎ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ آن -4ﺳﻴﮕﻨﺎل اﺳﺎس ﺑﻨﻮﻳﺴﻴﺪ. اﻟﻒ( ب( ج( را در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ .ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻳﺮ را ﺑﺮ 20 -5ﻣﺸﺨﺺ ﻛﻨﻴﺪ ﻛﻪ ﻫﺮﻳﻚ از ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي زﻳﺮ ﻣﺘﻨﺎوب اﻧﺪ ﻳﺎ ﺧﻴﺮ .در ﺻﻮرت ﻣﺘﻨﺎوب ﺑﻮدن ،دوره ﺗﻨﺎوب اﺻﻠﻲ آﻧﻬﺎ را ﻣﺸﺨﺺ ﻛﻨﻴﺪ. اﻟﻒ( ب( ج( -6ﺳﻴﮕﻨﺎل ∞∑ ∞ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ را در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ: ﺑﺎ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻓﺮض ﻛﻨﻴﺪ اﻟﻒ( آﻳﺎ ﻣﺘﻨﺎوب اﺳﺖ؟ ب( آﻳﺎ ﺣﺎﺻﻞ ﻛﺎﻧﻮوﻟﻮﺷﻦ ∗ ﻣﺘﻨﺎوب اﺳﺖ؟ -7از ﻫﺮ ﻳﻚ از ﺟﺪوﻟﻬﺎي 3و ،4ﻳﻚ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ را ﺑﻪ دﻟﺨﻮاه ﺧﻮد اﺛﺒﺎت ﻛﻨﻴﺪ. -8ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎي و ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ داده ﺷﺪه اﻧﺪ .اﺑﺘﺪا ∗ ﺑﺎ ﻋﻤﻞ ﻋﻜﺲ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﺣﺎﺻﻞ ﻛﺎﻧﻮوﻟﻮﺷﻦ را ﺑﻴﺎﺑﻴﺪ. , -9ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﻮرﻳﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎل زﻳﺮ را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﻨﻴﺪ. , | | ,| | 1 21 را ﺣﺴﺎب ﻛﻨﻴﺪ و
© Copyright 2026 Paperzz