مواضيع المحاضرة: dsp part1
background image

Digital Signal Processing (DSP) 

1

 

 

What is Digital Signal Processing

To understand what is Digital Signal Processing (DSP) let's examine what does each of its 
words mean. 

Signal is  any  physical  quantity  that  carries  information.  Processing is  a  series  of  steps  or 
operations  to  achieve  a  particular  end.  It  is  easy  to  see  that  Signal  Processing  is  used 
everywhere to extract information from signals or to convert information-carrying signals 
from one form to another. For example, our brain and ears take input speech signals, and 
then process and convert them into meaningful words. Finally, the word Digital in Digital 
Signal Processing means that the process is done by computers, microprocessor, or logic 
circuits. 

The field  DSP  has  expanded  significantly  over  that  last  few  decades  as  a  result  of  rapid 
developments  in  computer  technology  and  integrated-circuit  fabrication.  Consequently, 
DSP has played an increasingly important role in a wide range of disciplines in science and 
technology.  Research  and  development  in  DSP  are  driving  advancements  in  many  high-
tech areas including telecommunications, multimedia, medical and scientific imaging, and 
human-computer interaction. 

Concepts in Digital Signal Processing 

The two main characters in DSP are signals and systems. A signal is defined as any physical 
quantity  that  varies  with  one  or  more  independent  variables  such  as  time  (one-
dimensional signal), or space (2-D or 3-D signal). Signals exist in several types. In the real-
world, most of signals are continuous-time (analog signals) those have values continuously 
at every value of time. To be processed by a computer, a continuous-time signal has to be 
first sampled in time into a discrete-time signal so that its values at a discrete set of time 
instants  can  be  stored  in  computer  memory  locations.  Furthermore,  in  order  to  be 
processed by logic circuits, these signal values have to be quantized in to a set of discrete 
values, and the final coded result is called a digital signal. The terms discrete-time signal 
and digital signal can be used interchangeability to define two different formats (Fig. 1). 

In  signal  processing,  a  system  is  defined  as  a  process  coder  whose  input  and  output  are 
signals (Fig. 2). 

Signals Represent Information 

Whether  analog  or  digital,  information

 

is  represented  by  the  fundamental  quantity  in 

electrical  engineering:  the  signal.  Stated  in  mathematical  terms,  a  signal  is  merely  a 
function.  Analog  signals  are  continuous-valued;  digital  signals  are  discrete-valued.  The 
independent variable of the signal could be time (speech), space (images), or the integers 
(denoting the sequencing of letters and numbers in the football score). 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

2

 

 

 

 

Fig. 1 

 

 

 

Fig. 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

3

 

 

 

 

 

 

Sampling 

Why sample? Sampling is the necessary fundament for all digital signal processing and 
communication. Sampling can be defined as the process of measuring an analog signal at 
distinct points. Digital representation of analog signals offers advantages in terms of

 

1-Robustness towards noise, meaning we can send more bits/s.                                                                                                                                         
2-Use of flexible processing equipment, in particular the computer.

                                    

3-More reliable processing equipment.

                                                                                       

4-Easier to adapt complex algorithms.

 

Claude  Shannon  has  been  called  the  father  of  information  theory,  mainly  due  to  his 
landmark papers on the "Mathematical theory of communication". Harry Nyquist was the 
first to state the sampling theorem in 1928, but it was not proven until Shannon proved it 
21 years later in the paper "Communications in the presence of noise". 

The  following  notations  will  be  used:  Original  analog  signal  x(t),  Sampling  frequency 

f

s

  , 

Sampling  interval  T

s

  (Note  that:  f

s 

=  1/T

s

),  Sampled  signal  x

s

(n).  (Note  that  x

s

(n)  =  x(nT

s

), 

Analogue angular frequency Ω , and Digital angular frequency ω (Note that: ω = Ω T

s

). 

The Sampling Theorem 

[[When sampling an analog signal the sampling frequency must be greater than twice the 
highest  frequency  component  of  the  analog  signal  to  be  able  to  reconstruct  the  original 
signal from the sampled version]]. 

The process of sampling 

We  start  with  an  analog  signal.  This  can  for  example  be  the  sound  coming  from  your 
stereo  at  home  or  your  friend  talking.  The  signal  is  then  sampled  uniformly.  Uniform 
sampling implies that we sample every T

s

 seconds. In Fig. 3, we see an analog signal. The 

analog signal has been sampled at times = nT

s

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

4

 

 

 

 

 

Fig. 3 

In  signal  processing  it  is  often  more  convenient  and  easier  to  work  in  the  frequency 
domain. So let's look at the signal in frequency domain, Fig. 4 . For illustration purposes we 
take the frequency content of the signal as a triangle. (If  you Fourier transform the signal 
in Fig. 3 you will not get such a nice triangle.) 

 

 

 

 

 

 

                                                                         Fig. 4 

Sampling fast enough

 

 

Fig. 5 

From Fig. 5, and according to the sample theorem, an aliasing-free condition appears. So, 
we are able to reconstruct the original signal exactly. How can we do this? will be explored 
further down under reconstruction. But first we will take a look at what happens when we 
sample too slowly. 

Sampling too slowly 

We will get overlap between the repeated spectra, see Fig. 6. The resulting spectra is the 
sum of these. This overlap gives rise to the concept of aliasing. 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

5

 

 

 

Fig. 6 

To  avoid  aliasing  we  have  to  sample  fast  enough.  But  if  we  can't  sample  fast  enough 
(possibly due to costs) we can include an Anti-Aliasing filter. This will not able us to get an 
exact reconstruction but can still be a good solution. 

Note:  Typically  a  low-pass  filter  that  is  applied  before  sampling  to  ensure  that  no 
components with frequencies greater than half the sample frequency remain. 

Reconstruction 

We want to recover the original signal, but the question is how? 

The Answer: By using a simple reconstruction process. To achieve this we have to remove 
all  the  extra  components  generated  in  the  sampling  process.  To  remove  the  extra 
components we apply an ideal analog low-pass filter as shown in Fig. 7. As we see the ideal 
filter  is  rectangular  in  the  frequency  domain.  A  rectangle  in  the  frequency  domain 
corresponds to a sinc function in time domain (and vice versa). 

 

Fig. 7 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

7

 

 

 

 

         ( )   ∑

 (     )                ( )    ( )    (     )

 

   

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

8

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

9

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

11

 

 

Discrete-Time Signals and Systems

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

11

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

12

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

13

 

 

 

                                   

                 

  

( )                       

  

( ) 

                 

  

( )                       

  

( )   

                 , 

  

( )    

  

( )-                         ( )    

    ( )   , 

  

( )    

  

( )-                               

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

14

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

         

 

 

 

 

 

 

 ( )    ( )    ( )     ∑   ( ) (     )

 

    

 

                    

 

( )    

  

 

( )

 

     

 

( )    

  

 

( )

 

   , 

  

( )    

  

( )-      ( )    

 , 

  

( )  

  

( )-

 

  

( )    

  

( )-    

  

 

( )

    

  

 

( )

 

   

 , 

  

( )  

  

( )-

                              

Example 1:  

 ( )    

  ( )

 

 

Example 2

 : 

y

(n)=n x(n -1)  

        : Shift the input,    y(n)=n x(n- n

0

-1)   

 shift the output,  y(n- n

0

)= (n- n

0

)  x(n- n

0

-1)   

 since  y(n- n

0

)   y(n) , then the system is time-variant. 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

15

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Example 3

y(n)= x(n+1) 

At  n = 0,  y(0) = x(1), then  the system is non-causal (anti-causal). 

Example 4

:  ( )      

 

 ( )  

Since   ( )                , then it is a causal system 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

16

 

 

 

 

 

 

 

Example 5

y(n)= n x(n-1) 

As n →  ,  y(n) →  , then  the system is unstable. 

Example 6

 ( )   (   

⁄ )

 

 ( ) 

  

Since  ∑

| ( )|       

 

   

, it is a stable system 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

17

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

18

 

 

Convolution

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

Methods of Convolution 

   

1- Graphical method. 

  2- Table-look up method. 

  3- Vector-by-matrix method. 

   4- Add-overlap method. 

   5- Analytical method. 

 

   1- Graphical Method  


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

21

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

22

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

23

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

24

 

 

  2- Table-look up Method   h(n) 

  ( )   ,             -       ( )     ,                       -   

      ( ) 

  

 

 

 ( )

  ,                             -   

 

3- Vector-by-matrix Method 

 

 ( )   ,              -       ( )     ,                      -   

 

        ( )   

 

22 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[

 

 

 

 

 

 

       

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

   

 

 

 

 

 

 ]

 

 

 

 

 

 

[

 

 

 

  

]  

[

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

  ]

 

 

 

 

 

  

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

25

 

 

 

4- Add-overlap Method

 

 

 ( )   ,          -       ( )     ,                                            -   

 

 

 

( )

  ,                   -   

 

 

 

( )

  ,                     -   

 

 

 

( )

  ,                  -   

 

                

 

( )

  

[

                        

]

       

         

 

( )

 

[

                                           

]

  

         

 

( )

  ,                                                              -   

 ( )

   

 

 

( )

   

         

 

( )

   

       

 

 

 

( )

         

                 ( )

  ,                                                              -   

 

 

  


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

26

 

 

 

5- Analytical Method 

 ( )   ∑

 ( )  (     ) 

 

    

 

  

                

 

   ( )    

 

           

  

                

 

   ( )    

 

  

 ( )   ∑

 ( )  (     ) 

 

 

   

 

  

How  to calculate   

 

  and  

 

 ? 

 

       ( )      

 

       

 

 

       ( )      

 

           

 

  

        

 

            

 

 

 

  

               

 

           

 

  

      

 

      *

 

 

     

 

 

+

  

        

 

     *

 

 

     

 

 

+

  

 

Example:

        ( )          ( )    ( )    (      )         ( )  

.

 
 

/

 

 ( )

 

 

Solution:- 

N

1

=0   ,                        N

2

=9 

M

1

=0                           M

2

=  

 

 

     *

 

 

     

 

 

+      *

 

     

 

+

     

 

 

     *

 

 

     

 

 

+

 

   *

 

     

 

+

 

   *

 

   +

 

2

           

           

  

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

27

 

 

 

               

 ( )  

 ( )  (     )   ∑

 

 

   

.

 
 

/

   

  .

 
 

/

 

 ∑

 

 

   

.

 
 

/

  

  .

 
 

/

 

 ∑

 

 

   

[.

 
 

/

  

]

 

 

 

   

.

 
 

/

 

 [

  [.

 
 

/

  

]

   

  .

 
 

/

  

]

 

.

 
 

/

 

 [

  0.

 
 

/1

 

  

]

  

The last step above is obtained by using the geometrical progression formula given in appendix B ( 

page 317 in ( fundamentals of digital signal processing book) by 

 

 

   

( )

 

    0

  ( )

   

   

1

                    

           

 ( )   ∑

 ( )  (     )   ∑

 

 

   

.

 
 

/

   

  .

 
 

/

 

 [    .

 
 

/

  

  .

 
 

/

  

       .

 
 

/

  

]

 

   

  

H.W 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

28

 

 

 

De-convolution 

1-Iterative method    

Example:  

 ( )   ,              -       ( )     ,                                     -  

                                    ( )    

  

 ( )   ∑

 ( )  (     ) 

 

   

  

 ( )   ∑

 ( )  (  ) 

 

   

 

 ( )    ( )

  

 ( )  

 ( )
 ( )

 

 

 

       

 ( )   ∑

 ( )  (     ) 

 

   

 

 ( )    ( )

 

 ( )    ( )

  

 ( )  

 ( )   ( )  ( )

 ( )

 

   

(

   

)

 

       

 ( )   ∑

 ( )  (     ) 

 

   

 

 ( )    ( )

 

 ( )    ( )

 

 ( )    ( )

  

 ( )  

 ( )   ( )  ( )

 

 ( )  ( )

 ( )

 

   

(

   

)

 

(

   

)

 

       

 ( )   ∑

 ( )  (     ) 

 

   

 

 ( )    ( )

 

 ( )    ( )

 

 ( )    ( )

 

 ( )    ( )

  

 ( )  

 ( )     ( )    ( )

 

 ( )    ( )

 

 ( )    ( )

 ( )

 

    

      ( )    ( )    ( )

                   

 ( )

                      

 ( )

       

 then              

   

(

 

)

 

(

     

)     

For the above example,  N = 3,and M = 4, then (     )          

         

  

2-The Polynomial Method 

  

Example:

  ( )   ,                - ⇒       ( )              

 

    

 

 

 

 ( )     ,                                       -  ⇒   ( )                

 

    

 

    

 

    

 

  


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

29

 

 

Since  ( )    ( )    ( )   then     ( )    ( )    ( ) or   ( )  

 ( )
 ( )

  

 

 

                                         

 

    

 

 

           

             

 

    

 

    

 

    

 

  

                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-The Graphical Method 

For the same example: 

 ( )   ,                -

 

and   ( )     ,                                       -

 

STEP ONE 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

31

 

 

STEP TWO 

 

STEP THREE 

 

 

If we calculate x(3) and so on, they will be zero. Why? 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

31

 

 

Linear Constant-Coefficient Difference Equations (LCCDEs) 

Remembering linear differential equations 
 

  ( )

  

   ( )    ( ) 

 
 

A difference equation is the discrete-time analogue of a differential equation. 

We simply use differences [ x (n) - x (n-1)] rather than derivatives ( 

  ( )

  

). 

 
 

An important subclass of linear systems are those whose input is  

x(n)

, output 

is  

y(n)

, and satisfying the following  N

th

 - order LCCDE:  

 

∑  

 

 (     )  

 

   

∑  

 

 (     )

 

   

         

 

    

 
 

If the system is causal, then we can rearrange the above Eq. as   

 

 ( )     ∑

 

 

 

 

 (     )  

 

   

 

 

 

 

 (     )

 

   

        

 
 

 

Solutions of Linear Constant- Coefficient  Difference Equations 

 

 

First -order  LCCDE 

 

Example -1: Solve  the following  DE  for y (n), assuming  (n) = 0  for all n < 0 
and  x (n)= δ (n).     

y (n) − ay (n − 1) = x (n)  

This corresponds to calculating the response of the system when excited by 
an impulse, assuming  "zero initial conditions"  

Solution: Rewrite                  

 ( )     (     )     ( )

    

 Evaluate:                                

 ( )     (  )     ( )     

 

                                                  

 ( )     ( )     ( )         

 
                                                  

 ( )     ( )     ( )         

 

 

For all n>0, It can be written that   
                                            

 

 ( )    

 

 

Since the response of the system for n < 0 is defined to be zero, the unit 
sample response becomes     

 ( )    

 

 ( )

 

If 

| |

     , then the system is …………………? 

If 

| |

     , then the system is …………………? 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

32

 

 

N

th

 -order  LCCDE 

 

 

 

 
 
 
 
 
 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

33

 

 

 

 
 
Example-2: 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

35

 

 

 

 
 
 

 

 
 
 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

36

 

 

 

 
 
 

  

 

 

 

 

 

 

 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

37

 

 

Frequency Response of LTI Systems 

 

       

The  Fourier  representation  of  signals  plays  an  extremely  important  role  in  both 

continuous-time  and  discrete-time  signal  processing.  It  provides  a  method  for 
mapping signals into another "domain" in which to manipulate them. What makes the 
Fourier  representation  particularly  useful  is  the  property  that  the  convolution 
operation  is  mapped  to  multiplication.  In  addition,  the  Fourier  transform  provides  a 
different  way  to  interpret  signals  and  systems.  In  this  section,  we  will  develop  the 
discrete-time  Fourier  transform  (i.e.,  a  Fourier  transform  for  discrete-time  signals). 
We will show how complex exponentials  of linear time-invariant  (LTI) systems  and 
how  this  property  leads  to  the  notion  of  a  frequency  response  representation  of  LSI 
systems. 

 

A. Response to Complex Exponential  

 

Let

     ( )      

   

  be input into an LTI system with causal impulse response h(n).  

The output is 

 ( )    ( )     ( )    ( )    

   

  ∑

 ( )  (     )

 

    

  

 
       

     ∑

 ( )  

  (   )

 

    

 

   

   

 ( )  

    

 

    

  

 
Let us define

  ( 

  

): a function of  , as   varies form (         )    

to be   

 ( 

  

)   ∑

 ( )  

    

 

    

  

 

 ( )      

        

 ( 

  

)

                  

 

or                    

 ( )     ( )  ( 

  

 

  ( 

  

= frequency response function (a conjugate symmetric function of 

 )  

 

 ( 

  

)    

  

  

)     

  

  

)   | ( 

  

)|  

        ( 

  

)

  | ( 

  

)|  

    ( 

  

)

 

 
 

• 

|

 

.

 

 

 

/|

= Magnitude response (an even function of 

 

• 

     ( 

  

 ( 

 

 

)

 = Phase response (an odd function of 

 

)  

• 

 ( 

 

 

)

 is periodic with period =

     

where the magnitude and phase of 

 ( 

  

)

  are given by  

                             

| ( 

  

)|   [ 

  

 

  

)    

  

 

  

)]

   

 

                              

                 

     ( 

  

)    ( 

 

 

)      

  

  

  

)  

  

  

)

 
 
 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

38

 

 

B. Response to Sinusoidal  

Now let 

     ( )          ( 

 

     )   

   

  

     

 

   

 

 

  

           

 

            be 

input into an LTI system with causal impulse response h(n).  
 
Because of    linearity the response can be found by adding the responses of the 

complex exponential sequences   of

 

  

     

 

   

 

  and   

  

           

 

  the output 

becomes  
 

 ( )        ( 

  

 

 

)  

  

 

 

 

   

 

⁄      ( 

   

 

 

)  

   

 

 

 

    

 

⁄     

  

The second part of y(n) is seen to be the complex conjugate of the first part, thus 
y(n) becomes two times the real part of either; that is 

 ( )         [

 

 

  ( 

  

 

 

)  

  

 

 

  

   

 ]

 

 

 ( )         [

 

 

 | ( 

  

 

)|  

    ( 

   

)

  

  

 

 

  

   

 ]

 

 ( )         2| ( 

  

 

)|  

,  ( 

 

       ( 

   

))-

3

 

 

 ( )     | ( 

  

 

)|    ( 

 

         ( 

  

 

))

 

 
                                                                                                                  

 
  

Therefore,  it  has  been  shown  that  the  output  to  sinusoid  is  another  sinusoid  of  the 

same frequency but with different phase and different magnitude. 
 

Example -1:- Find the frequency response of LTI system characterized by 
unit sample response (impulse response)  

 ( )    

 

 ( )         | |           

Solution: 

It is an IIR system

 

By definition the frequency response

  ( 

  

) is given by   

 

 ( 

  

)   ∑  ( )  

    

  ∑  

 

  

    

 

   

 

    

 

          

  ∑

(   

   

)

 

 

 

     

   

 

   

 =

  

 

(        )  (      )

 

 

Mag. response

  |

 

(

 

  

)|

 

  

 

,(        )

 

    (      )

 

-

   

 

 

(   

 

         )

   

 

 

Phase response

   ( 

  

)        

  

,       (          )

-  

Change in 
   phase 

Change in 
magnitude 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

39

 

 

Plot 

Mag. and Phase responses for 

 

       

Example -2:- For an LTI discrete-time system with the following impulse response 

              h(n) =  δ(n – 1)  – 2 δ(n – 3)  +  δ(n – 5)  

(i)  Give expressions for h(n) in terms of unit steps and then in vector form.      
(ii)  
Plot such impulse response h(n).      
(iii) Specify whether the system is of the FIR or of the IIR type, Why?      
(iv)  Find the frequency response H(

).   

(v)  Find and plot magnitude and phase responses.     
(vi)  Compute the unit step response.  

(vii) Compute the response to  x(n) = 4 cos[ 

 

 

 ( n – 2)] . Then calculate the corresponding 

time delay of the system if the sampling rate is 8 k sample/sec.  

Solution: 

(i) Using the fact that a unit sample can be written as the difference of two steps as follows: 

                                    

 (n) = u(n) – u(n – 1) 

Therefore,  h(n) = [ u(n – 1) – u(n – 2)] – 2[ u(n – 3) - u(n - 4)] + [ u(n – 5) - u(n – 6)]             
i.e.,              h
(n) = u(n – 1) - u(n – 2) – 2 u(n – 3)  + 2 u(n - 4) +  u(n – 5) - u(n – 6) 
In vector form,    

h(n) =  [ 0     1    0   – 2    0    1]  

(ii)  The plot of such 

impulse response

 

h(n) 

 

       is shown here

 

 

 
 

(iii) The system is of the FIR type, because h(n) is of finite duration. 

(iv)  H(

=  

 ( )

 

  

 

    

 

 =  

 

   

     

    

   

    

 =

 

            

 

 

    

 ,

  

 

   

       

    

- =  

    

,          (  )-   

          = 

 

    

 (  ) ,         (  )- =  

    

 ( 

   

) ,         (  )-   

          = 

 

  (    )

  ,         (  )-   

(v)  From the above frequency response, 

Magnitude response = 

| ( 

  

 )|  =  

,         (  )- 

Phase response = 

  (

 

  

 

)    

 ( 3 

ω

 + 

 

 ) 

   

  3 

ω

 

 

 

 

  

                                                                                                                                     


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

41

 

 

           

 

 

 

      

 

 

(vi) 

The unit step response is  u(n) * h(n) = u(n) * [  δ(n – 1)  – 2 δ(n – 3)  +  δ(n – 5) ]

 

 

=  u(n – 1)  – 2 u(n – 3)  +  u(n – 5)

(vii) 

The response to  x(n) = 4 cos[ 

 

 

 ( n – 2)]

 

ω

0  

 

 

 , So

 

  

| ( 

  

 

 )|  =  

,         (  

 

)- =0          .

 

 

/1     . 

 (

 

  

 

 

)    

 3 ω

0  

 

  

 

 

 = 

 

 

  

 

 

 

 

  =  

  

 

 

y(n) = 4 . (

 

) . 

cos[ 

 

 

  n – 

 

 

 

 

 

  

 

)] = 

 

 . 

cos[ 

 

 

  (n – 

    )]     

      = 

 

 . 

cos[ 

 

 

  (n 

 

  

)] 

 Delay = 9

 2=7

 samples, Time delay = 7 T

s

 = 7/f

s

 = 7/8000 = 0.000875 sec.               

            = 0.875 m sec.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Digital Signal Processing (DSP) 

41

 

 

Example -3:-  If the step response of an LTI system is 
                       y

u

(n) = [ 1  3  2  2  3  1], 

find  the  unit  sample  response  h(n).  Then  find  magnitude  and  phase 
responses. Is the system possesses a linear phase response? Plot it. 
 

Solution: 
It is known that  

 (n) = u(n) –(n – 1), So 

                  h(n) * 

 (n) = h(n) * [u(n) – u (n – 1)]  

or              h(n) * 

 (n) = h(n) * u(n) – h(n) * (n – 1), 

i.e.,           h(n) = y

u

(n) - y

u

(n – 1) =

 

[ 1  3  2  2  3  1  0] - [0  1  3  2  2  3  1]  

     h(n)  = [1  2  -1   0  1  -2   -1] 

     H(

 

  

) = 1 + 2 

 

   

 – 

 

    

 + 0 . 

 

    

 + 

 

    

 – 2 

 

    

 – 

 

    

 

    H(

 

  

) =

 

 

    

 [ (

 

   

 

  

 

    

 )  + 2 (

 

   

 

 

 

 

    

 ) 

 (

 

  

 

  

 

   

 ) ]

 

      

H(

 

  

) =

 

 

    

 [ 2

 

 sin(

  ) + 4 

 

sin(

  ) 

 2 

 

sin(

 ) ] 

     H(

 

  

) =

 

  

    

 [ 2 sin(

  ) + 4 sin(  ) 

 2 sin(

 ) ] 

      

H(

 

  

) =

 

    

 

 

    

 [ 2 sin(

  ) + 4 sin(  ) 

 2 sin(

 ) ] 

      

H(

 

  

) =

 

  (     

 

 

)

 [ 2 sin(

  ) + 4 sin(  ) 

 2 sin(

 ) ] 

 

Mag. Response  =

 

| ( 

  

) |=

 2 sin(

  ) + 4 sin(  ) 

 2 sin(

 )  

Phase Response = 

 ( 

  

)

 =

      

 

 

 

 ; Yes linear phase, plot it. 

 
 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: صالح محمود
المشاهدات: لقد قام 24 عضواً و 398 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل