brief notes on signals and systems 7.2

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  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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    Brief Notes on Signals andSystems

    By:

    C. Sidney Burrus

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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    Brief Notes on Signals and

    Systems

    By:C. Sidney Burrus

    Online:

    C O N N E X I O N S

    Rice University, Houston, Texas

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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     x (t)     t  {0 ≤ t ≤ T }    x (t)  

    x (t) =

     a (0)

    2   +

    ∞k=1a (k) cos

    2πT   kt

    + b (k) sin

    2πT   kt

    .

     

      xk (t) = cos (2πkt/T )    yk (t) = sin (2πkt/T )  

     

     

      L2 [0, T ]    

      L2 [0, T ]    

    cos

    2πT 

     kt

      , cos2πT 

     t

      = T 0

    cos

    2πT 

     kt

      cos2πT 

     t

      dt =  δ  (k − )  

     

     

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     cos

    T   kt

      , sin

    T   t

     =

       T 0

    cos

    T   kt

      sin

    T   t

      dt = 0

     

      δ (t)    δ (0) = 1    δ (k = 0) =0    k    x (t)    k    

    a (k) =   2T    T 0

    x (t) cos

    2πT   kt

    dt  

     

    b (k) =  2

       T 0

    x (t) sin

    T   kt

    dt  

      T   

     

      x (t)  

     

    x (t) = a (0)

    2  +

    N k=1

    a (k) cos

    T   kt

    + b (k) sin

    T   kt

    ,  

     

     =  1

    T     T 

    0

    |x (t) −   x  (t) |2

    dt  

     a (k)    b (k)  

      x (t) ∈ L2 [0, T ]    x (t)      →   0    N  → ∞    

      f  (x)    

      f  (x)    

    f  (x)  

      x (t)     q      a (k)    b (k)  

     

     

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    1kq+1    k → ∞  

     

     

     

     

     

    x (t) = d (0)

    2  +

    k=1d (k) cos

    T   kt + θ (k)

     

     

       j  =√ −1

    ejx = cos (x) + jsin (x) ,  

     

    x (t) =∞

    k=−∞c (k)  ej

    2πT   kt

     

     

    c (k) = a (k) + j b (k) .  

     

    c (k) =  1

       T 0

    x (t)  e−j2πT   ktdt  

     

    |d|2 = |c|2 = a2 + b2    

    θ =  arg{c} =  tan−1

    b

    a

     

      c (k)    d (k)    θ (k)     a (k)    b (k)    

     

     

     

     

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      x (t)    

    x (t)  

     

     

     

      x (t)  

    {0 ≤  t ≤  T }  

      F{x (t)}  =  c (k)  

      x̃ (t)  

      x (t)

    F{x + y} = F{x} + F{y} F{ax} =  aF{x}

      x (t)   x̃ (t) = x̃ (t + T )x̃ (t)

    x (t) =   u (t) + j v (t)    C  (k) =   A (k) + jB (k) = |C  (k) | ejθ(k)

    u v A B   |C |   θ  

     

      π/2

      π/2

     

     

    y (t) =   h (t) ◦ x (t) =   T 0

    h̃ (t − τ ) x̃ (τ ) dτ   

     

     

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      F{h (t) ◦ x (t)}   = F{h (t)}F{x (t)}  

    e (n) =   d (n) ∗ c (n) =∞

    m=−∞

    d (m)  c (n − m)  

      F{h (t) x (t)}   = F{h (t)} ∗ F {x (t)}

    1T  T 0   |x (t) |

    2

    dt   = ∞

    k=−∞ |C  (k) |2

     

    F{x̃ (t − t0)}   =   C  (k) e−j2πt0k/T   

    F{x (t) ej2πKt/T }   =   C  (k − K )  

       T 0

    e−j2πmt/T  ej2πnt/T  dt   =   T δ (n − m) = {   T     n =  m0    n = m.

     

     

     

     

     

     

    •  

      2π  

    x (t) =  4

    π sin (t) + 1

    3sin (3t) +

     1

    5sin (5t) · · · .  

      x (t)    a (k) = 0   k    

     

    1k

     

     

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    •    2π    

     

    x (t) =  4

    π

    sin (t) −   1

    32sin (3t) +

      1

    52sin (5t) + · · ·

    .  

     

    1k2  

     

     

     

     

     

    •  

    • •  

      jω •

     

     

     

     

    δ (t)    

      L2  

     

    •    f  (x)    (

    −π, π)  

      f  (x)    f  (x)    

     

    12 [f  (x + 0) + f  (x − 0)]  

      π, −π    

    12 [f  (−π + 0) + f  (π − 0)]

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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    •    f  (x)    (−π, π)    

    f  (x)  

      (a, b)  

      f  (x)  

      a    b •

       f  (x)    (−π, π)    

    12 [f  (x + 0) + f  (x − 0)]  

    (−π, π) •    f  (x)  

     

     

     

     

     f  (x)     f  (x)    12 [f  (x + 0) + f  (x − 0)]

    •    f  (x)     |f  (x) |   f  (x)    

    12 [f  (x + 0) + f  (x − 0)]    (−π, π)  

     

     

     π−π f  (x) dx •  

      x    [f  (x + 0) + f  (x − 0)] /2  I  = (a, b)     I 

    •    a (k)    b (k)     f  (x)

    •    a (k)    b (k)    

    f  (x)

    •    f  (x)    X      [0, X ]     f     [0, X ]    f      [0, X ]     [0, X ]    f     [0, X ]  f     [0, X ]    

     

    f  (x)

      x  

      f  (x)  

      f   

     

    12 [f  (x

    −) + f  (x+)]    x

     

     

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    •    1 ≤ p

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    x (t)  

      t  

    F{x} =  X  (ω)

    F{x + y} = F{x} + F{y}   x (t) =   u (t) + jv (t)    X  (ω) =   A (ω) +

     jB (ω)  

    u v A B   |X |   θ  

     

      π/2

      π/2

     

    y (t) =   h (t) ∗   x (t) =  ∞−∞

    h (t − τ ) x (τ ) dτ    = ∞

    −∞h (λ) x (t − λ) dλ

     

      F{h (t) ∗ x (t)} = F{h (t)}F{x (t)}

    F{h (t) x (t)} =   12πF{h (t)} ∗ F {x (t)}

     ∞−∞

    |x (t) |2dt =   12π ∞−∞

    |X  (ω) |2dω

    F{x (t − T )} =  X  (ω) e−jωT 

    F{x (t) ej2πKt

    } =  X  (ω

    −2πK )

    F{dxdt } =  jωX  (ω) F{x (at)} =   1|a|X  (ω/a)

     ∞−∞

    e−jω1tejω2t = 2πδ (ω1 − ω2)

     

     

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    •    x (t) = δ (t)    X  (ω) = 1•    x (t) = 1    X  (ω) = 2πδ (ω)•    x (t)    T 

    x (t) =

     ∞n=−∞ δ (t − nT )  

      2π/T     2π/T    X  (ω) =

    ∞k=−∞ δ (ω − 2πk/T ) •  

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      s  

     

     

      t  

    F  (s) =    ∞

    −∞

    f  (t)  e−st dt  

     

    f  (t) =  1

    2πj

       c+j∞c−j∞

    F  (s) est ds  

     

     

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      s  = σ + jω    

    s  

     

     

     

     

      s   =   jω    jω    

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    L{x + y

    } =

     L{x}

    +L{

    y}

      y (t) = h (t) ∗ x (t) =   h (t − τ ) x (τ ) dτ    L{h (t) ∗ x (t)} = L{h (t)}L{x (t)}

    L{dxdt } =  sL{x (t)} L{dxdt } =  sL{x (t)} − x (0) L{  x (t) dt} =   1sL{x (t)} L{x (t − T )} =  C  (k) e−Ts L{x (t) ejω0t} =  X  (s − jω0)

     

     

     

     

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      x (n)    

      x (n)     n        

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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     x (n)    N      n    x (n)    x (n)    N      C  (k)  

    C  (k) =N −1

    n=0

    x (n)   e−j2πN  nk

     

     j  =√ −1  

      x (n)    C  (k)  

    x (n) =  1

    N −1k=0

    C  (k)   ej2πN  nk

     

     

     

     

    N −1k=0

    e−j2πN  mkej

    2πN  nk = {   N     n =  m

    0    n = m.  

    e−j2πN  k

      k ∈ {0, N  − 1}    N    N     (s − 1)N   

     

     

    W N    =   e−j 2π

    N   

     

     

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    C  (k) =N −1n=0

    x (n) W nkN   

     

     

      N     

     

    N   

     

     

    C 0C 1

    C 2 

     

     

    C N −1

    =

    W 0

    W 0

    W 0

    · · ·   W 0

    W 0 W 1 W 2

    W 0 W 2 W 4

     

     

     

     

     

     

    W 0 · · ·   W (N −1)(N −1)

    x0x1

    x2 

     

     

    xN −1

     

     

    C   =   Fx.  

     

      F     FTF   =   kI    k FT =   kF−1

     

      N     N     

    k  

    k    F    x   C     N     F     x  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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    ejx

    =   cos (x) + jsin (x)  

      C  (k)  

     

     

      C  (k)    

     

     

     

     

     

     

     

      n     x (n)   k  C  (k)    

     

     

      x (n)  

    {0 ≤   n ≤   (N  − 1)}    C  (k)    

     

      x (n)    −∞    +∞     n    k  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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    N     x (n)    

      N  − 1    

     

      N     

     

      x (n)  

     

      2N     x (−n)    x (n)     2N     

     

     

      x (n)    

    x̃ (n)

     

     

     

     

     

     

    y (n) =∞

    m=−∞

    h (m)  x (n − m) =   h (n) ∗ x (n)  

      x (n)   h (n)   y (n)  

     

    ỹ (n) =

    N −1m=0

    h̃ (m) x̃ (n − m) =   h (n) ◦ x (n)  

     

      N      N 

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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    h (n)  

     

    H   =

    h0   hL−1   hL−2   · · ·   h1h1   h0   hL−1

    h2   h1   h0

    hL−1   · · ·   h0

    ,  

     

    Y   =   HX  

      X    Y  

     

     

      N     M      N  + M − 1    

     

     

     

     N     x (n)  F{x (n)}   =   C  (k)

    F{x (n) + y (n)}   = F{x (n)} + F{y (n)} F−1 =   1N F

    T

    C  (k) =   C  (k + N )   x (n)   x (n) =   x (n + N ) x (n) =   u (n) + j v (n)  

    C  (k) =   A (k) + jB (k)

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

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    u v A B   |C |   θ  

      π/2

      π/2

     

     

    F{h (n) ◦ x (n)}   = F{h (n)}F{x (n)} F{h (n) x (n)}   = F{h (n)} ◦ F {x (n)}

    N −1n=0 |x (n) |2 =   1N 

    N −1k=0 |C  (k) |2

    F{x (n − M )}   =   C  (k) e−j2πMk/N  F{x (n) ej2πKn/N }   =   C  (k − K ) F{x (Kn)}   =   1K 

    K −1m=0 C  (k + Lm)

      N  = LK    xs (2n) =   x (n)    n  

     

    F{xs (n)

    }  =   C  (k)    k = 0, 1, 2, ..., 2N 

     −1

    W kN 

    N  = 1    k   = 0, 1, 2,...,N  − 1

    N −1k=0

    e−j2πmk/N ej2πnk/N  = {   N     n =  m0    n = m.

     

     

      y = Hx    H     H    FTHF = Hd   Hd    N   h (n)    F    N     H   h (n)

     

     

     

     

     

     

     

     

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      δ (n)  

    δ (n) = {   1    n = 00  

     

      M  (n)  

    M  (n) = {  1    n = 0, 1, · · ·  , M  − 10  

     

    •   DF T {δ (n)}   = 1

    •  DF T 

    {1}

      =   N δ (k) •   DF T {ej2πKn/N }   =   N δ (k − K )•   DF T {cos (2πMn/N ) =   N 2   [δ (k − M ) + δ (k + M )]•   DF T {M  (n)}   =   sin(

    πN Mk)

    sin( πN k)

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      N     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    27/77

     

     

     

    f  (n)  

    F  (ω) =∞−∞

    f  (n)  e−jωn  

     

    f  (n) =  1

    2π   π

    −π

    F  (ω)  ejωn dω.  

     

     

     

     

     

     

     

      ω    

     

     

     

     

     

     

     

      x (n)    F{x (n)}   =   X  (ω)

    F{x + y}   = F{x} + F{y} X  (ω) =   X  (ω + 2π) x (n) =   u (n) + j v (n)  

    X  (ω) =   A (ω) + jB (ω)

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    28/77

     

     

    u v A B   |X |   θ  

     

      π/2

      π/2

     

    y (n) =   h (n)  ∗   x (n) =   ∞m=−∞ h (n − m) x (m) =∞k=−∞ h (k) x (n − k)

      F{h (n) ∗ x (n)}   = F{h (n)}F{x (n)}

    Y   (ω) =   H  (ω) ◦ X  (ω) =  T 0

    H̃  (ω − Ω)  X̃  (Ω) dΩF{h (n) x (n)}   =   12πF{h (n)} ◦ F {x (n)}

    ∞n=−∞ |x (n) |2 =   12π  

    π

    −π|X  (ω) |2dω

    F{x (n − M )}   =   X  (ω) e−jωM 

    F{x (n) ejω0n}   =   X  (ω − ω0) F{x (Kn)}   =   1K 

    K −1m=0 X  (ω + Lm)    N   =   LK 

    F{xs (n)}   =   X  (ω)    −Kπ   ≤   ω   ≤   Kπ  xs (Kn) =   x (n)    n

    ∞n=−∞ e

    −jω1ne−jω2n = 2πδ (ω1 − ω2)

     

     

      ω  N      N 

    X  (ω) =   DTFT {x (n)}   =∞

    n=−∞

    x (n) e−jωn  

     

    X  (ω) =N −1n=0

    x (n) e−jωn .  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    29/77

     

      ω    N   

    N  k

      =

    N −1n=0

    x (n) e−j2πN  kn

     

     x (n)    x (n)    

     

     

     

     N     x (n) = 0    0 ≥ n ≥ N  − 1  L ≥ N   

    N −1n=0

    |x (n) |2 =   1L

    L−1k=0

    |X  (2πk/L) |2 =   1π

       π0

    |X  (ω) |2 dω.  

     

     

     

     

     

     {0 ≤  n ≤  (N  − 1)}  

     

     

    •   DTFT {δ (n)}   = 1 •

    DTFT {1}   = 2πδ (ω)  

    •DTFT {ejω0n}   = 2πδ (ω − ω0)  

    •DTFT {cos (ω0n)}   =   π [δ (ω − ω0) + δ (ω + ω0)]  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    30/77

     

     

    •DTFT {M  (n)}   =   sin (ωMk/2)sin (ωk/2)  

     

     

     

     

     

     

    z  

     

     

    z    

    F  (z) =∞

    n=−∞

    f  (n) z−n  

     

    f  (n) =  1

    2πj

       ROC 

    F  (z) zn−1dz.  

     

    f  (0)  

      z−1

    F  (z)

      f  (1)  

    F  (z)   f  (2)    zF  (z)   f  (n)    zn−1F  (z)    

     

      z  

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    31/77

     

     

     

     

     

     

     

      x (n)   Z{x (n)} =  X  (z)

    Z{x + y}   = Z{x} + Z{y} Z{x}|z=ejω   = DT FT {x} X 

    ejω

      =   X 

    ejω+2π

    x (n) =   u (n) + j v (n)  

    ejω

      =   A

    ejω

    + jB

    ejω

    u v A B

    even   0   even   0

    odd   0 0   odd

    0   even   0   even

    0   odd odd   0

     

     

    y (n) =   h (n)  ∗   x (n) =   ∞m=−∞ h (n − m) x (m) =∞k=−∞ h (k) x (n − k)

      Z{h (n) ∗ x (n)}   = Z{h (n)}Z{x (n)} Z{x (n + M )}   =   zM X  (z) Z{x (n + m)}   =   zmX  (z) −   zmx (0) −

    zm−1x (1) − · · · − zx (m − 1) Z{x (n − m)}   =   z−mX  (z) − z−m+1x (−1) −

    · · · − x (−m) Z{x (n) an}   =   X  (z/a)

    Z{nmx (n)}   = (−z)mdm

    X(z)dzm

     

      x (n)  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    32/77

     

     

     

     

     

     

     

    u (n) = {   1    n ≥ 00    n  1 • Z{u (n) an}   =   zz−a    |z| > |a|

     

     

     

     

    •     z  

    •    1zF  (z)    

    •    F  (z) =   P (z)Q(z) f  (n)

     

    z

    z − a   = 1 + a z−1 + a2z−2 + · · ·  

     

    u (n)  a

    n

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    33/77

     

     

     

     

     

     

     

      x (n)     x (n − 1)    x (n + 3)    

    x (t)  

      x (n)    

    a x (n) + b x (n − 1) + c x (n − 2) =   f  (n)    

      n  x (n)

     

     

      x (n) =  Kλn    

      xh (n) =   K 1λn1 + K 2λ

    n2  

      f  (n)    

     

      K i     x (n)

     

     

     

     

    a X  (z ) +   b [z −1X  (z ) + x (−1)] +c [z −2X  (z ) + z −1x (−1) + x (−2)] =   Y  (z )

     

      X  (z)  

    X  (z) =  z2 [Y  (z) − b x (−1) − x (−2)] − z c x (−1)

    a z2 + b z + c  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    34/77

     

     

      x (n)    

      n     n    

     

      y (n)    

      nλn      

    t est

     

     

    a x (n + 2) + b x (n + 1) + c x (n) =   f  (n + 2)  

     

     

     

     

     

     

    f  (n) =   u (n)  an  

     

    F  (z) = 1 + a z−1 + a2 z−2 + a3 z−3 + · · · + aM z−M .     a z−1  

    a z −1F  (z ) =   a z −1 + a2z −2 + a3z −3 + a4z −4 +

    · · ·+

    aM +1z −M −1  

     

    1 − a z−1F  (z) = 1 − aM +1z−M −1  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    35/77

     

      F  (z)  

    F  (z) =  1 − aM +1z−M −1

    1 − a z−1   =  z − aaz M 

    z − a     M  → ∞  

    F  (z) =  z

    z − a  

      |z| > |a|    f  (n)     z

     

      n

    f  (n) =   u (−n − 1) an = {   an n

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    36/77

     

     

    F  (z) =∞

    n=−∞

    x (n) z−n = ZT {x (n)}  

    ejω

      =∞

    n=−∞

    x (n) e−jωn = DT FT {x (n)}  

      x (n)    N 

    ej2πN  k

      =N −1n=0

    x (n) e−j2πN  kn = DFT {x (n)}  

      x (n)     X  (ω)  

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    37/77

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

         

     

     

    φj,k (t) = φ

    2jt − k     j, k  

    f  (t) =j,k

    cj,k φj,k (t) .  

      cj,k  

    f  (t)  

     

     

     

     

     

      k  

         

     

       j     j  

     

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    38/77

     

     

      φ (t)  

    φ (t) =n

    h (n) φ (2t − n) .  

           

         

     

      h (n)     φ (t)  

         

     

     

     

     

     

     

      Nlog (N )    N 2  

     

     

     

     

     

      M  = 2      

    φ (t) =

    nh (n) φ (M t − n)  

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    39/77

     

     

     

    M  = 2

         

     

     

     

     

     

     

     

       

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

         

     

     

     

     

     

       

     

     

         

         

     

     

     

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    40/77

     

     

      Nlog (N )

     

     

     

     

     

         

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    41/77

         

       

     

     

     

     

       

       

       

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    42/77

     

     

     

     

     

     

      x (n)    y (n)     x (n) → y (n)     n    

     

    •    x (n) → y (n)    a x (n) → a y (n)    a  

    •    x1 (n)   →   y1 (n)    x2 (n)   →   y2 (n)  (x1 (n) + x2 (n))   →   (y1 (n) + y2 (n))    x1    x2

     

     

       

      x (n + k) →   y (n + k)     k    

       

     

       

     

      n    

     

      n

     → −∞  

     

     

       

     

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    43/77

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    δ (n) = {   1    n = 00

     

      δ (n) →

      h (n)     y (n)    x (n)    

    y (n) = h (n) ∗ x (n) =∞

    m=−∞

    h (n − m) x (m)  

     

     

      δ (n − m)   m   = 0, 1, 2, · · ·  , ∞    x (n)    

     

     

    (x (n) , δ (n − m)) =  x (m) δ (n − m)   δ (n − m) → h (n − m)    

    x (m) δ (n − M ) → x (m) h (n − m)   x (n)  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    44/77

     

     

    x (n) = {

    x (n) δ  (n) =   x (0) δ  (n)

      →  x (0) h (n)

    x (n) δ  (n − 1) =   x (1) δ  (n − 1)   →   x (1) h (n − 1)x (n) δ  (n − 2) =   x (2) δ  (n − 2)   →   x (2) h (n − 2)

     

     

     

     

     

     

    x (n) δ  (n − m) =   x (m) δ  (n − m)   →   x (m) h (n − m)

    } =

    y (n)

     

     

    y (n) =∞

    m=−∞

    x (m) h (n − m)  

     

    y (n) =∞

    m=−∞

    h (n − m) x (m)  

     

      n =  m    δ (n − m) → h (n, m)    

     

     

     

    y (n) = h (n, m) ∗ x (n) =∞

    m=−∞

    h (n, m) x (m) .  

     

     

     

     

    y (n) = h (n) ∗ x (n) =∞

    m=−∞h (m) x (n − m) .  

    h (n) = 0    n <  0     m =n  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    45/77

     

     

     

    y (n) = h (n) ∗ x (n) =n

    m=0

    h (n − m) x (m)  

     

    y (n) = h (n) ∗ x (n) =n

    m=0

    h (m) x (n − m) .  

     

     

     

     

     

         

     

     

     

     

      L    

    y0

    y1

    y2

    yL−1

    =

    h0   0 0

      · · ·  0

    h1   h0   0

    h2   h1   h0

    hL−1   · · ·   h0

    x0

    x1

    x2

    xL−1

     

      x    N     h     M     L   =   N  + M  − 1  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    46/77

     

     

    N  = 4    M  = 3  

    y0

    y1

    y2

    y3

    y4

    y5

    =

    h0   0 0 0

    h1   h0   0 0

    h2   h1   h0   0

    0   h2   h1   h0

    0 0   h2   h1

    0 0 0   h2

    x0

    x1

    x2

    x3

     

     h (n) = 0    n

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    47/77

     

     

     

     

     

      N     h (n)    

     

    H      h (n)  

    X = Fx    Y = Fy  

      X   H  

      x    x (n)   y

     

    y = Hx  

      x  

    Fy = Y = FHx = FHF−1X  

      Hd    L    L    h (n)    

    Y = HdX  

     

    Hd  = FHF−1

      H = F−1HdF  

     

     h (n)    F  

     

     

     

      H      N  + M  − 1    N  − 1   h (n)    M  − 1  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    48/77

     

     

      x (n)    

    N  + M −1  

    y0

    y1

    y2

    y3

    y4

    y5

    =

    h0   0 0 0   h2   h1

    h1   h0   0 0 0   h2

    h2   h1   h0   0 0 0

    0   h2   h1   h0   0 0

    0 0   h2

      h1

      h0

      0

    0 0 0   h2   h1   h0

    x0

    x1

    x2

    x3

    0

    0

     

     

     H  

    x    y  

     

     

      h    x    N  + M  − 1    

     

      h    x    H    h (n)  

      y (n)    

     

     

     

     

     

     

     

    y (n) =∞

    m=−∞

    h (n − m) x (m)  

     

     

  • 8/21/2019 Brief Notes on Signals and Systems 7.2

    49/77

     

      h (n)    

      x (n) = zn  

    y (n) =∞

    m=−∞

    h (n − m) zm  

     k =  n − m  

    y (n) =∞

    k=−∞

    h (k) zn−k =   ∞

    k=−∞

    h (k) z−k zn    

    y (n) = H  (z) zn  

      x (n) =  zn    

      z    

    zn

     

    H  (z)  

     

      n    z     x (n)    y (n)    

    Y  (z) = H  (z) X  (z)  

      x (n)  

    zn  H  (z)    

     

     

     

     

     

     

     

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    x (n) = cos (ωn)  

     

    y (n) = M  (ω) cos (ωn + φ (ω)) + T  (n)  

      T  (n)    ω    M  (ω)     φ (ω) T  (n)     n

     → ∞  

     

      zn   z  

    z = ejω  

      ejx = cos (x) + jsin (x)  

    x (n) = ejωn = cos (ωn) + jsin (ωn)  

      zn   z  

     

     

     

     

     

     

     

     

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