Ligjeratat Sinjalet Dhe Sistemet

download Ligjeratat Sinjalet Dhe Sistemet

of 174

description

FIEK

Transcript of Ligjeratat Sinjalet Dhe Sistemet

  • Lnda: Sinjalet dhe sistemetLiteratura1. Shnime t shtypura dhe transparencat e ligjratave.2. Schaum's Outline of Theory and Problems of Signals

    and Systems, Hwei P. Hsu, 1995, McGraw-Hill.3 Si l d S t Alan V Oppenheim 2nd ed

    Ligj. 1 1

    3. Signals and Systems, Alan V. Oppenheim, 2nd ed., 1996, Prentice Hall.

    4. Fundamentals of Signals and Systems-Using Matlab, E. Kamen and B. Heck; 3rd ed., 2006, Prentice Hall.

    Sinjale&Sisteme

    Sinjalet dhe sistemet(Konceptet themelore)

    Ligj. 1 2

    Sinjalet

    Sinjale&Sisteme

  • 1.1. Sinjalet dhe klasifikimi i tyre Sinjali prcjell informatn pr zhvillimin e nj dukurie. E shprehur matematikisht: sinjali sht funksion i nj apo m

    shum variablve t pavarura.

    Ligj. 1 3

    N grafik sht treguar sinjali i tensionit n dalje t mikrofonit me rastin e shqiptimit t fjals sinjal.

    Ky sht sinjal njdimensional, ku variabli i pavarur sht koha.Sinjale&Sisteme

    Ligj. 1 4

    Sinjali i formuar si funksion i t hirts t bashksis s pikave t fotografis n funksion t variablve hapsinor x dhe y.

    Ky sht sinjal dydimensional, ku asnjra nga varablat nuk sht koh

    Klasifikimi i par i sinjaleve: Sinjalet njdimensionale Sinjalet shumdimensionale

    Sinjale&Sisteme

  • Klasifikimi i dyt i sinjaleve: Sinjalet e prcaktuara (deterministike) Sinjalet e rastit (stokastike)Sinjalet e prcaktuara Sinjalet e prcaktuara jan ato sinjale, vlera e t cilave sht e

    njohur pr do vler t variablit t pavarur. Vlerat e sinjalit mund t shprehen me ndonj shprehje

    matematikore, paraqitje grafike, apo me ndonj list tabelore.

    Sinjalet e rastit

    Ligj. 1 5

    Sinjalet e rastit Te sinjalet e rastit vlerat e sinjalit n nj moment t caktuar

    kohor nuk mund t dihet paraprakisht n mnyr t sigurt. Kto sinjale prshkruhen prmes funksioneve t shprndarjes

    s gjass. Vetm sinjalet e rastit prcjellin informacion. Edhe pse n kt lnd do t trajtohen vetm sinjalet e

    prcaktuara, ne do t supozojm se edhe kto prcjellininformacion.

    Sinjale&Sisteme

    Klasifikimi i tret i sinjaleve: Sinjalet e vazhduara Sinjalet diskreteSinjalet e vazhduara Sinjali i vazhduar (kontinual) x(t) sht funksion i variablit

    t vazhduar t. Nse pos variablit t, edhe vlerat e sinjalit i prkasin numrave

    real, ather ky sinjal quhet sinjal analog. Prndryshe, sinjali mund t jet i vazhduar n t, por diskret n

    Ligj. 1 6

    y , j j , pvlera. N kt rast vlerat e sinjalit i prkasin nj bashksie tnumrueshme, e jo asaj t numrave real.

    Sinjalet diskrete Sinjali diskret x[n] prkufizohet vetm pr vlera diskrete t

    kohs n, q do t thot se n merr vlera nga bashksia enumrave t plot.

    Deri sa te sinjali i vazhduar koha ka njsi n sekonda, tesinjali diskret koha diskrete n sht numrator i termit tsinjalit dhe sht pa njsi.

    Sinjale&Sisteme

  • Paraqitja grafike e sinjalit t vazhduar (a) dhe sinjalit diskret (b)Prfitimi i sinjalit diskret nga ai i vazhduar Sinjali diskret mund t prfitohet nga sinjali analog duke i

    Ligj. 1 7

    Sinjali diskret mund t prfitohet nga sinjali analog duke iveuar vlerat e ktij t fundit n intervale t njtrajtshmekohore.

    Procesi i veimit t vlerave t sinjalit t vazhdueshm n astet caktuara kohore quhet mostrim (kampionim).

    t0

    xa(t)x[nT]

    nTT 2T-T-2T

    xa(t) x[nT]=x[n]

    tn=nT

    Mostruesi ideal

    0t Sinjale&Sisteme

    Intervali kohor T n t cilin merren mostrat nga sinjali analogxa(t) quhet period e mostrimit.

    Vetm nj element i sinjalit diskret x[n], pr shembull x[-1],quhet mostr (kampion) i sinjalit.

    Sinjali digjital N qoft se vlerat e sinjalit diskret kuantizohen duke marr

    vlera nga nj bashksi e fundme e numrave ather sinjali itill i diskretizuar jo vetm n koh por edhe n vlera quhetsinjal digjital (shifror).

    Ligj. 1 8

    Sinjali pjes-pjes i vazhdueshm N qoft se sinjali i vazhduar ka hope (diskontinuitete) n

    numr t numrueshm t pikave t kohs t, ather ai sinjalquhet pjs-pjes i vazhdueshm.

    Sinjale&Sisteme

  • Klasifikimi i katrt i sinjaleve: Sinjalet shkaksore Sinjalet kundrshkaksore

    Sinjali sht shkaksor (kauzal) n qoft se t gjitha vlerat e tijjan zero pr vlera negative t kohs t.

    N t kundrtn, nse vlerat jo zero t sinjalit paraqiten vetmpr t

  • Ngjashm mund shnohet edhe pr sinjalin diskret

    dhe s s as asx n x n x n x n do sinjal mund t zbrthehet n komponentin e vet ift dhe

    tek. dhe s as s asx t x t x t x n x n x n

    T vrtetohet!Klasifikimi i shtat i sinjaleve: Sinjalet periodike

    Ligj. 1 11

    Sinjalet periodike Sinjalet jo periodike (aperiodike) Sinjali i vazhduar x(t) sht periodik n qoft se mund t

    gjendet s paku nj T, pr t cilin vlen x t x t T

    Sinjali diskret x[n] sht periodik nse mund t gjendet spaku nj numr i plot N ashtu q t vlej

    x n x n N Sinjale&Sisteme

    Nse sinjali sht periodik pr nj T, apo N, ather ai shtperiodik edhe pr shumfishin e tyre.

    Vlera m e vogl e T, apo N, quhet period themelore e sinjalitperiodik.

    Nse sinjalit nuk mund ti caktohet perioda ather ai shtaperiodik.

    Ligj. 1 12

    Sinjali periodik mund t formohet nga sinjali aperiodik, duke eprsritur kt t fundit me shumfishet e periods themelorenga t dy ant e boshit kohor.

    k

    x t y t kT

    Kjo mnyre e prfitimit t sinjalit periodik x(t) nga aiaperiodik y(t) quhet zgjatje periodike e sinjalit y(t).

    Sinjale&Sisteme

  • Vlen edhe anasjella, sinjali aperiodik mund t prfitohet mecungim t sinjali periodik brenda nj periode

    , 00, 0 dhe

    x t t Ty t

    t t T

    Por gjithashtu, sinjali aperiodik mund t kuptohet si nj sinjalperiodik, prsritja periodike e t cilit shtyhet n pafundsi

    lim limT T

    y t x t y t kT

    Ligj. 1 13

    T T k Komentet e ngjashme vlejn edhe pr sinjale diskrete.

    Sinjale&Sisteme

    Klasifikimi i tet i sinjaleve: Sinjalet e energjis Sinjalet e fuqis Energjia (E) e sinjalit t vazhduar x(t) prkufizohet me formuln:

    2E x t dt ndrsa fuqia e sinjalit (P) me relacionin:

    21lim2

    T

    TTP x t dt

    T

    Ligj. 1 14

    2 TT T

    Pr sinjalet diskrete vlejn shprehjet:

    2n

    E x n

    21lim 2 1

    N

    N n NP x n

    N

    N qoft se sinjali ka energji E t fundme ather ai hyn n klasne sinjaleve t energjis.

    N rast se sinjali ka fuqi P t fundme ather ai i takon sinjalevet fuqis.

    Sinjale&Sisteme

  • Disa komente lidhur me sinjalet e energjis dhe t fuqis Sinjalet e energjis kan fuqi zero, P=0. Sinjalet e fuqis kan energji t pafundme, E. Nuk mund t ndodh q sinjali t jet njherazi i energjis dhe i

    fuqis. Ndrsa, mund t ndodh q nj sinjal t mos jet as i energjis, e

    as i fuqis. Sinjalet periodike mund t jen vetm sinjale t fuqis. Fuqia e

    tyre llogaritet brenda nj periode me shprehjet:

    Ligj. 1 15

    20

    1 TP x t dtT

    1 2

    0

    1 N

    nP x n

    N

    ku T dhe N jan periodat themelore t sinjalit t vazhduar,prkatsisht e atij diskret.

    Sinjale&Sisteme

    1.2. Sinjalet e vazhduara themelorea. Sinjalet eksponenciale dhe sinusoidale Sinjali kompleks eksponencial, me zgjatje t pafundme nga t dy

    ant prkufizohet me ,atx t Ae t

    Ku konstantat A dhe a, n rastin e prgjithshm kan vlerakomplekse, A,a.

    Nse t dy parametrat A dhe a marrin vlera reale ather sinjali

    Ligj. 1 16

    Nse t dy parametrat, A dhe a, marrin vlera reale, ather sinjalix(t) quhet eksponenciali real.

    atx t Ae atx t Ae

    Sinjale&Sisteme

  • Kur parametri a merr vler t pastr imagjinare, a=j0, nga sinjalieksponencial sajohet sinusoida komplekse.

    0j tx t Ae Prkundr eksponencialit real i cili qartazi sht nj sinjal

    aperiodik, sinusoida komplekse sht sinjal periodik. 00 0 0j t Tj t j t j TAe Ae Ae e

    Ky barazim plotsohet pr0 2 21 , 1, 2, , , 1, 2,j T j ke e k T k k

    Ligj. 1 17

    0

    1 , 1, 2, , , 1, 2,e e k T k k Pr k=1 fitohet vlera m e vogl e T prkatsisht perioda

    themelore e sinjalit sinusoidal

    0

    2T Po t merret se edhe parametri A ka vler komplekse

    jA A e Sinjale&Sisteme

    Ather sinusoida komplekse zbrthehet n komponenttsinusoidal, real dhe imagjinar,

    00 0 0cos sinj tj tAe A e A t j A t Sinjali real sinusoidal i prkufizuar me

    0cosx t A t e trashgon periodicitetin e sinusoids komplekse T.

    0cosx t A t 2T

    Ligj. 1 18

    0cosA

    2T

    Sinjale&Sisteme

  • Nse parametrin a ka vler komplekse0 0a j

    ather eksponenciali kompleks merr trajtn

    0 0 0 0 0 00 0cos sinj t t j t t tatx t Ae Ae Ae e Ae t jAe t 0 0costAe t 0 0costAe t

    Ligj. 1 19

    0tAe0tAe

    Sinjale&Sisteme

    b. Sinc funksioni Sinc (lexo sink) funksioni prfitohet si rezultat i integrimit t

    sinusoids komplekse n domen t parametrit , n kufijt [-,] sin1 1 12 2j t j t j t te d e ejt t

    sinsinc ,tx t t tt

    Ligj. 1 20Sinjale&Sisteme

  • c. Sinjali shkall njsi

    Prmes sinjalit shkall njsi mund t veohet pjesa shkaksore efardo sinjali

    0, 01, 0

    tu t

    t

    t0

    u(t)

    1a)

    0, 0t

    Ligj. 1 21

    0, 0

    , 0shkt

    x t x t u tx t t

    d. Sinjali puls drejtkndsh

    1, / 20, / 2

    tp t

    t

    Sinjale&Sisteme

    d. Sinjali impulsi njsi Impulsi njsi ose delta impulsi, q shpesh quhet edhe impulsi i

    Dirakut, sht njri ndr sinjalet m t rndsishme q prdorenn analizn e sinjaleve dhe t sistemeve.

    Ky sinjal nuk i takon klass s funksioneve t zakonshme, sishumica e sinjaleve t tjera q kan zbatim t gjer.

    1/ t

    Ligj. 1 22

    / 2t / 2t

    0t

    / 2/ 20 0

    / 2 / 21lim limt

    tt t

    X t X tx t t dt x t dt

    t t

    00

    / 2 / 2lim 0

    tt

    X t X t dX tx

    t dt

    Sinjale&Sisteme

  • Prkufizimi i (t) 0x t t dt x

    Sinjali impuls njsi mund t prkufizohet vetm prmes integralit. Disa veti dhe relacione t rndsishme t delta impulsit

    0x t t x t 0t t 0 0 0x t t t x t t t 0 0x t t t dt x t

    t t

    Ligj. 1 23

    0 0 0x t t t x t t t 0 0 0 0x t t t dt x t 0 0 0x t t t x t t t

    Sinjale&Sisteme

    1.3. Sinjalet diskrete themelore

    Vlerat reale t parametrave A dhe a.

    Sinjalet eksponenciale dhe sinusoidale

    ,nx n Aa n , 1nx n Aa a , 0 1nx n Aa a

    Ligj. 1 24Sinjale&Sisteme

    n n

    n

    , 1nx n Aa a

    n

    , 1 0nx n Aa a

  • 0 0 0 0cos sinj n njx n Ae A e e A n j n 0 0 dhe j ja e A A e

    0 0 0 00 0cos sinj n n njx n A e e A e n j A e n /6 /10 cos /6n /10cos /6n

    Vlera e parametrit a=exp(j0) .

    Vlerat komplekse t parametrave A dhe a.

    Ligj. 1 25

    cos /6x n n

    n n n

    / cos /6x n e n / cos /6x n e n

    Sinjale&Sisteme

    Sinjali shkall njsi

    0, 01, 0

    nu n

    n

    1, 0 10, pr t tjeraN

    n Np n

    n

    Sinjali drejtkndsh

    Sinjali impuls njsi

    1, 00, 0

    nn

    n

    Impulsi njsiShkall njsi Puls drejtkndsh

    Ligj. 1 26

    n0

    u[n]

    1 2-1-2 3 4 n0

    pN[n]

    1 2-1 N-2 N-1 N n0

    [n]

    1 2-1-2

    1 1 1

    Sinjale&Sisteme

  • Disa relacione me sinjalin impuls njsi

    0x n n x n 1n u n u n

    0mu n n m

    nu n k

    Ligj. 1 27

    k

    u n k

    fardo sinjali mund t prshkruhet prmes [n].

    nk

    x n x k n k

    Sinjale&Sisteme

    Periodiciteti i sinjaleve sinusoidale

    Sinjali i vazhduar sinusoidal sht periodik pr do vler t 0. 0j tx t e

    0 0 01

    j t T j t j Tx t T e e e x t

    00

    22T k T k Sinjali diskret sinusoidal nuk sht periodik pr do vler t 0.

    Ligj. 1 28

    j p p 0 0j nx n e

    0 0 01

    j n N j n j Nx n N e e e x n

    00

    22N k N k 0 (numr racional)

    2kN

    Sinjale&Sisteme

  • 1x t Ax t

    t0 t

    Ax(t)

    t

    A>1

    A

    t0 t

    x(t)

    t

    1

    t0 t t

    Ax(t)A

    A0

    Sinjale&Sisteme

    Pasqyrimi n koh px t x t

    x(t)(a)

    Ligj. 1 30

    x(t0-t)

    0 t

    0 t

    (b)x(t+t0)

    -t0 t-t0+

    t0

    0(c)

    t0t0-

    t0

    Sinjale&Sisteme

  • Shkallzimi i boshtit kohor shx t x at

    t0

    x(t)

    t

    x(at)

    t /a-t /a

    a>1 a

  • Sinjalet dhe sistemet(Konceptet themelore)

    Ligj. 2 1

    Sistemet dhe vetit themelore t tyre

    Sinjale&Sisteme

    Sistemet dhe vetit e tyre Sistemi prbhet nga nj bashksi fizike apo

    matematike e komponentve i cili n nj ngacmimhyrs prgjigjet me nj sinjal n dalje t tij.

    Sistemet mund t jen: Me nj hyrje dhe nj dalje (SISO)

    Ligj. 2 2

    j y j j j ( )(nga Single Input Single Output)Me shum hyrje dhe shum dalje (MIMO)(nga Multiple Input Multiple Output)

    N kt lnd do t trajtohen vetm sistemet SISO !

    Sinjale&Sisteme

  • Prkufizim: Sistemi me nj hyrje dhe nj dalje prkufizohet matematikisht si nj pasqyrim, ku hyrjes x(t) i bashkngjitet dalja apo prgjigjja e sistemit y(t).

    Sistemet e vazhduara x t y tSistemet diskrete x n y n

    Ligj. 2 3

    Mnyra operatorike e shnimit

    dhey t S x t y n S x n Simboli grafik

    Sistemi kontinual

    Sx(t) y(t)

    (a)

    Sistemi diskret

    Sx[n] y[n]

    (b)

    Sinjale&Sisteme

    y I x x Ix y=x

    (a) Lidhja serike

    Nj sistem i veant Sistemi njsi (Identiteti)

    Lidhja e sistemeve

    Ligj. 2 4

    S1

    S2

    +

    (b)Lidhja paralele

    x

    x

    x

    1S x

    2S x

    1 2y S x S x

    S2x 2 1y S S x 1S xS1

    S1

    S2

    (c) Lidhja me riveprim

    2x S y+x

    2S y

    1 2y S x S y -

    Sinjale&Sisteme

  • 2 1y S S x

    2 1ey S x S S x 2 1eS S S

    Lidhja serike

    Interpretim: S1 vepron i pari n x, e pastaj S2 vepron n prgjigjen e sistemit t par, q rezulton me prgjigjen e prgjithshme y.

    Sistemi ekuivalent

    Ligj. 2 5

    2 1 1 2S S S S

    2 1 1 2S S S S

    Vrejtje: N rastin e prgjithshm nuk vlen vetia e komutacionit

    Pr sistemet q ne do ti analizojm (lineare dhe invariante n zhvendosje) vlen:

    Sinjale&Sisteme

    1 2 1 2 ey S x S x S S x S x 1 2 2 1eS S S S S

    Lidhja paralele:

    Lidhja me riveprim:

    S S

    Ligj. 2 6

    1 2y S x S y Vrejtje: Kjo lidhje mbshtet parimin fundamental t funksionimit t sistemeve t rregullimit automatik.

    Sinjale&Sisteme

  • Vetit e sistemeve1. Kujtesa

    Nj sistem konsiderohet se nuk ka kujtes n qoft se dalja n nj moment t caktuar kohor varet vetm nga vlera e sinjalit hyrs n at moment, e jo nga vlerat e mparshme apo t ardhshme t sinjalit hyrs.Nse sistemi nuk e ka kt veti, ather ai sht me

    Ligj. 2 7

    Nse sistemi nuk e ka kt veti, ather ai sht me kujtes.

    Sistemi me kujtes Sistem dinamikSistemi pa kujtes Sistem statik

    Sistemet pa kujtes(statike)

    22y n nx n x n 4y t x tSinjale&Sisteme

    Sistemet me kujtes (dinamik)

    1 ty t x dC

    33 1y n nx n x n 1y n y n x n

    Thellsia (rendi) e kujtess?

    Ligj. 2 8

    ( ) j

    Sinjale&Sisteme

  • 2. Shkaksia (Kauzaliteti)

    Sistemi sht shkaksor apo kauzal n qoft se dalja n kohn e aktuale varet vetm nga hyrja n kt koh dhe nga hyrja n kohn e mparshme, e jo edhe nga hyrja n kohn e ardhshme.

    Sistemi shkaksor nuk ka aftsi pr ta parashikuar

    Ligj. 2 9

    Sistemi shkaksor nuk ka aftsi pr ta parashikuar t ardhmen.

    1 2, , ,y t f x t x t t x t t , 1 , 2 ,y n f x n x n x n

    Prgjigjja e sistemeve shkaksore mund t shprehet vetm n trajtn:

    Sinjale&Sisteme

    1y n x n x n 1y n x n x n

    Sistem shkaksor:

    Sistem joshkaksor:

    Ligj. 2 10Sinjale&Sisteme

  • S-1x

    Sistemi invers

    S y=S[x]x=S-1{S[x]}

    Sistemi invertibil

    3. InvertibilitetiSistemi sht invertibil (i kthyeshm) n qoft se hyrjet e ndryshme shkaktojn dalje t ndryshme.

    Ligj. 2 11

    1 1 1,x S y S S x I x I S S

    2y n S x n x n y t S x t a n

    ky n S x n x k

    Sisteme joinvertibile:

    Sistem invertibil:Sinjale&Sisteme

    0 0y t S x t y t t S x t t

    4. Pandryshueshmria n koh (invarianca n zhvendosje)

    Prkufizimi:

    Sistemi sht i pandryshueshm n koh n qoft se ai n hyrjen e vonuar prgjigjet me dalje t vonuar pr t njjtn vones kohore.

    Sistemi i vazhduar

    Ligj. 2 12

    y n S x n y n k S x n k Sistemi diskret

    y t t x t 1y n S x n x n x n i pandryshueshm n koh (invariant n zhvendosje)

    i ndryshueshm n koh (joinvariant n zhvendosje)

    Sinjale&Sisteme

  • 5. Lineariteti

    Sistemi sht linear n qoft se ai sht homogjen dhe aditiv.Sistemi sht homogjen nse n hyrjen e shkallzuar me konstant ai prgjigjet me dalje t shkallzuar me t njjtin konstant t shkallzimit.

    Ligj. 2 13

    S ax aS xSistemi homogjen n hyrjen zero prgjigjet me dalje zero

    0 0 0S x S x

    Sinjale&Sisteme

    1 2 1 2S x x S x S x

    1 1 2 2 1 1 2 2S a x a x a S x a S x

    Sistemi sht aditiv nse n shumn e hyrjeve prgjigjet me shumn e daljeve.

    Pr t qen sistemi linear ai duhet t jet njkohsisht homogjen dhe aditiv.

    Ligj. 2 14

    Parimi i mbishtrimit mund t zgjerohet edhe pr numr arbitrar t hyrjeve.

    Kjo shprehje prkufizon parimin e mbishtrimit (superpozicionimit) q sht veti e t gjitha sistemeve lineare.

    k k k kk k

    S a x a S x Sinjale&Sisteme

  • Sax S[ax]=aS[x] S+

    x1

    x2

    x1+x2 S[x1+x2]=S[x1]+S[x2]

    Sistemi homogjen Sistemi aditiv

    a1x1a1x1+a2x2 S[a1x1+a2x2]=a1S[x1]+a2S[x2]

    Ilustrimi grafik i parimit t mbishtrimit.

    Ligj. 2 15

    S+a1x1 a2x2 S[a1x1 a2x2] a1S[x1] a2S[x2]

    Sistem homogjen dhe aditiv = Sistem linear

    a2x2

    y t S x t ax t y t S x t ax t b

    Sistem linear:

    Sistem jolinear:

    Sinjale&Sisteme

    6. StabilitetiN qoft se sistemi n hyrjen e kufizuar prgjigjet me dalje t kufizuar ather ai sht stabil.

    Sistemi sht stabil nse pohimi vijues sht i sakt

    x yx B y B ku Bx sht kufiri i sinjalit n hyrje, ndrsa By sht kufiri i sinjalit n dalje t sistemit.

    Ligj. 2 16

    Ky prkufizim i stabilitetit njihet me emrtimin BIBO (Bounded Input Bounded Output)

    2y t S x t x t Sisteme stabile: x ny n S x n e Sisteme jostabile: ty t S x t e x t

    n

    ky n x k

    Sinjale&Sisteme

  • Prshkrimi i sistemeve prmes ekuacioneve diferenciale ose

    t diferencs

    Modelet e sistemeve reale fizike d l

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 1

    Modelet e sistemeve me natyra t tjera Diskretizimi i ekuacioneve diferenciale Zgjidhjet e ekuacioneve diferenciale dhe t

    diferencs Vetit

    Vendosja e varsis hyrje-dalje t sistemit prmes ekuacionevediferenciale/t diferencs

    x(t) y(t)SSistemi kontinual

    ( ) ( )0 0

    k kN M

    k kk kk k

    dy t dx ta b

    dt dt=

    Ekuacioni diferencial me koeficiente konstant

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 2

    x[n] SSistemi diskret

    y[n]

    0 0k kdt dt= =

    [ ] [ ]0 0

    N M

    k kk k

    a y n k b x n k= =

    = Ekuacioni i diferencs me

    koeficiente konstant

    N Rendi i sistemit; ak, bk-koeficientet e ekuacionit ose parametrat e sistemit. T dy ekuacionet paraqesin modele parametrike t sistemit!

  • Modelet e sistemeve reale fizike10 Qarqet elektrike

    Elementet: Kondensatori (C) dhe induktiviteti (L) jan akumulator t energjis, ndrsa (R) sht shndrrues (shpenzues) i energjis

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 3

    ( ) ( )u t Ri t= ( ) ( )

    ( ) ( )

    1 tu t i d

    Cdu t

    i t Cdt

    =

    =

    ( ) ( )( ) ( )1 t

    di tu t L

    dt

    i t u dL

    =

    =

    i(t)

    u(t)

    R

    C

    +

    uc(t)=y(t)x(t)

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( )1 0 0

    ;

    , 1, 1

    dy tRi t y t x t i t C

    dtdy t

    RC y t x tdt

    a RC a b

    + = =

    + =

    = = =

    Shembull:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 4

    Rendi i sistemit t siprm sht N=1, q tregon numrin e akumulueseve t pavarur t energjis n nj qark elektrik.

  • 20 Sistemet mekanike me lvizje drejtvizore

    Elementet: Masa dhe susta jan akumulator t energjis, ndrsa shuarsi sht

    ( ) ( )1 2c c cF k y y k y t= = ( ) ( )1 2d d dd y y dy tF k kd dt

    = =

    ( )22i

    d y tF m

    dt=

    ( ) ( )cF t F t= ( ) ( )dF t F t= ( ) ( )iF t F t=

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 5

    shndrrues i enrgjis.

    Parametrat: m masa, kc koeficienti i ngurtsis s susts kd koeficienti i shuarjes.

    Shnim: Ekuacionet q prshkruajn sistemet mekanike shtrohen n baz t ligjitmbi ruajtjen e impulsit apo t energjis. Ky parim reduktohet n ligjin Newton-it:Forcs s veprimit i kundrshton forca e kundrveprimit.

    Shembull: Sistemi i amortizimit t automobilit

    Sistemi prbhet nga susta dhe shuarsi (amortizatori). Pr shkak t simetris, e tr makina sht reduktuar n e saj.y(t) - dridhjet e automjetitx(t)- valzimet e rrugs.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 6

    i c dmg F F F= + +

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2

    2 c ddy t dy t dx t

    mg m k y t x t kdt dt dt

    = + +

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2

    2 c d cdy t dy t dx t

    m k y t k k x t mgdt dt dt

    + + = + +

    Rendi i sistemit?

  • Sistemet me natyra t tjeraShembull: Kredia bankare (Financa)

    n Numri i muajit rrjedhs s kredisI Interesi vjetorx[n] Ksti mujor i kthimit t kredisy[n] Bilanci i huas (kredis) n muajin e n-t

    [ ] [ ] [ ] [ ]1 112Iy n y n y n x n= +

    Bilanci paraprak

    Shtesa e huas pr nj muaj

    [ ] [ ] [ ]1 1Iy n y n x n + [ ] [ ] [ ]1y n ay n x n=

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 7

    [ ] [ ] [ ]1 112

    a

    Iy n y n x n + = [ ] [ ] [ ]1y n ay n x n=

    [ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ] ( )[ ] [ ] [ ] ( )

    2

    2 3 2

    1 0 1

    2 1 2

    3 2 3

    y ay x aK R

    y ay x a aK R R a K aR R

    y ay x a a K aR R R a K a R aR R

    = =

    = = =

    = = =

    [ ]1

    , 1n

    n n k

    ky n Ka R a n

    =

    =

    Zgjidhja me rekursion:

    Zgjidhja e prgjithshme:

    Diskretizimi i ekuacioneve diferenciale

    y(t)

    T

    y[n]y[n+1]

    Mnyra m e thjesht e shndrrimit sht ajo sipas prafrimit t Euler-it.

    ( ) ( ) ( )t nT

    dy t y nT T y nTdt T

    =

    + =

    ( ) [ ] ( ) [ ]; 1y nT y n y nT T y n + +

    1y n y ndy t

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 8

    tnT+TnTHapi i mostrimit

    ( ) [ ] [ ]1t nT

    y n y ndy tdt T

    =

    + =

    ( ) [ ] [ ] [ ]22 2

    2 2 1

    t nT

    y n y n y nd y tdt T

    =

    + + +=Derivati i dyt:

    Shembull:

    ( ) ( ) ( ) ( )dy t dx tay t bx tdt dt

    + = + [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]1 1y n y n x n x nay n bx nT T

    + + + = +

  • Zgjidhja e ekuacioneve diferenciale dhe t diferencs

    o Zakonisht zgjidhja krkohet pr n0o Pr prcaktimin e zgjidhjes nevojitet edhe njohja e kushteve fillestare

    Pr ekuacionin e rendit t N-t nevojiten N kushte fillestare

    ( ) ( ) ( ) ( )1 2

    0, , , ,

    N N

    t

    d y t d y t dy ty t

    dt dt dt

    Kushtet fillestare pr k i i dif i l

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 9

    ( ) 000 0

    , , , ,t

    tt t

    y tdt dt dt =

    == =

    ( ) ( ) [ ] [ ]1 , 2 , , 1 , 0y N y N y y

    ekuacionin diferencial

    Kushtet fillestare pr ekuacionin e diferencs

    Zgjidhja e ekuacioneve shtrohet si shum e dy komponentve:

    ( ) ( ) ( ) , 0n fy t y t y t t= + [ ] [ ] [ ], 0n fy n y n y n n= + Zgjidhja e ekuacionit diferencial Zgjidhja e ekuacionit t diferencs

    ( ) [ ],n ny t y n Zgjidhja e natyrshme (homogjene)( ) [ ],f fy t y n Zgjidhja e detyruar

    Ku:

    Zgjidhja e natyrshme Prcakton prgjigjen e sistemit kur nuk ka sinjal hyrs dhe tregon se si

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 10

    Prcakton prgjigjen e sistemit kur nuk ka sinjal hyrs dhe tregon se si sistemi lirohet nga energjia paraprakisht e akumuluar n t.

    Zgjidhja e detyruar Prcakton prgjigjen e sistemit t shkaktuar vetm nga sinjali hyrs duke supozuar se sistemi fillimisht ka qen i relaksuar, q do t thot se t gjitha kushtet fillestare merren me vler zero.

  • Prcaktimi i prgjigjes s natyrshme

    ( )0

    0kN

    n

    k kk

    d y ta

    dt=

    = [ ]0

    0N

    k nk

    a y n k=

    =Sistemi kontinual: Sistemi diskret:

    Zgjidhja e natyrshme supozohet n trajtn:

    ( ) [ ] dhe rt nn hy t e y n r= =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 11

    ( ) [ ] dhe k

    n k rt n knk

    d y tr e y n k r

    dt

    = =

    Me rrjedhime:

    Bhet zvendsimi n ekuacionin diferencial:0 0

    0N N

    k rt rt kk k

    k ka r e e a r

    = =

    = =

    00

    Nk

    kk

    a r=

    =Ekuacioni karakteristik i sistemit kontinual:

    00

    Nn k

    kk

    a r

    =

    =Ekuacioni karakteristik i sistemit diskret::Ekuacionet karakteristike jan polinome t r

    0 1 10 1 1

    00

    Nk N N

    k N Nk

    a r a r a r a r a r

    =

    = + + + + = 1 1 0

    0 1 10

    0N

    n k N Nk N N

    ka r a r a r a r a r

    =

    = + + + + = Sistemi diskret:

    Sistemi kontinual:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 12

    0k =

    Sistemi kontinual:

    o Ekuacionet karakteristike kan N rrnj: r1,r2,...,rN.o T gjitha kto rrnj quhen vlera karakteristike t ekuacioneve.

    Prgjigja e natyrshme e sistemit

    ( )1

    i

    Nr t

    n ii

    y t c e=

    = [ ]1

    Nn

    n i ii

    y n c r=

    =Sistemi diskret:

  • Vlerat e konstanteve ci prcaktohen nga kushtet fillestare.

    Nse ndonj rrnj e ekuacionit karakteristik sht e shumfisht, ta zm se rrnja e j-t sht e p-fisht ather n termin prkats t prgjigjes s natyrshme lajmrohen kto terme:

    1, , ,

    j j jr t r t r tpe te t e 1, , ,n n p nj j jr nr n r

    Rrnjt e shumfishta t ekuacionit karakteristik

    Prgjigja e natyrshme e sistemit kontinual

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 13

    ( ) 11 11 1 j j j Nr t r t r t r tr t pn j j j p Ny t c e c e c e c t e c e += + + + + + +

    [ ] 11 1 1 1n n n p n nn j j j j j p j N Ny n c r c r c r c n r c r += + + + + + +

    Prgjigja e natyrshme e sistemit kontinual

    Prgjigja e natyrshme e sistemit diskret

    Shembulli 1:T prcaktohet prgjigja e natyrshme e sistemit. Kushtet fillestare jan y[-1]=1 dhe y[-2]=0, ndrsa sistemi sht prkufizuar si n vijim:

    [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 3 14

    y n y n x n x n = +

    Vrejm se rendi i sistemit sht N=2. Zgjidhja:

    Prgjigja e natyrshme prcaktohet kur x[n]=0, duke supozuar:

    [ ] nny n r=

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 14

    [ ]ny n rZvendsojm n ekuacionin e diferencs:

    ( ) ( )2 2 21/ 4 1/ 4 0n n nr r r r = = Ekuacioni karakteristik ( )2 1/ 4 0r = i ka rrnjt (vlerat karakteristike) r1=1/2, r2=-1/2. Prgjigja e natyrshme sht n trajtn:

    [ ] ( ) ( )1 21/ 2 1/ 2 , 0n nny n c c n= +

  • Pr caktimin e c1 dhe c2 nevojiten dy ekuacione:

    [ ] ( ) [ ] [ ] ( ) [ ] [ ] ( ) [ ]1/ 4 2 , 0 1/ 4 2 0, 1 1/ 4 1 1/ 4y n y n y y y y= = = = =[ ] ( ) ( )0 01 2 1 20 1/ 2 1/ 2 0y c c c c= + = + =

    [ ] ( ) ( )1 11 2 1 21 1/ 2 1/ 2 / 2 / 2 1/ 4y c c c c= + = + =Pas zgjidhjes s dy ekuacioneve t siprme, fitohet: 1 21/ 4, 1/ 4c c= =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 15

    Prgjigja e natyrshme e sistemit sht:

    [ ] ( )( ) ( )( )1/ 4 1/ 2 1/ 4 1/ 2 , 0n nny n n= + Shembulli 2: ( ) ( ) ( )

    2

    2 3 2 0d y t dy t

    y tdt dt

    + + =

    Kushtet fillestare: ( ) ( )0 1, 0 / 0y dy dt= =

    Prgjigja e natyrshme supozohet n trajtn: ( ) rtny t e=

    1 21, 2r r= =

    ( )2 23 2 3 2 0rt rt rt rtr e re e e r+ + = + + =zvendsohet n ekuacion:Fitohet ekuacioni karakteristik: 2 3 2 0r + + = me vl.karakteristike:

    ( ) 21 2 , 0t tny t c e c e t = + Prgjigja e natyrshme sht n trajtn:Prcaktohen konstantet: ( ) 21 2/ 2t tndy t dt c e c e =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 16

    1 2

    1 1 1 2

    12 0; 2, 1

    c c

    c c c c

    + =

    = = =

    Q rezulton me:( ) 22 , 0t tny t e e t =

  • Prgjigja e detyruar formohet nga termat e prgjigjes s natyrshme, t cilave ishtohet edhe zgjidhja e veant.T gjitha kushtet fillestare jan zero.

    Prcaktimi i prgjigjes s detyruar

    Zgjidhja e veant yp(t), yp[n] i prshtatet sinjalit hyrs

    ( ) ( )x t t= ( ) 0py t =( ) ( )x t u t= ( ) ( )y t cu t=

    Sinjali hyrs Zgjidhja e veant

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 17

    ( ) ( )x t u t= ( ) ( )py t cu t=( ) ( )atx t e u t= ( ) ( )atpy t ce u t=

    ( ) ( ) ( )0cosx t t u t= ( ) ( ) ( ) ( )1 0 2 0cos sinpy t c t c t u t = + Zgjidhja e veant yp(t) apo yp[n] i prshtatet sinjalit hyrs x(t) apo x[n].

    Nse sinjali hyrs ka trajt t njjt me ndonjrin nga termat e prgj. s natyrshmeather zgjidhja e veant formohet duke shumzuar sinjalin hyrs me t apo n.

    Shembulli 3:T caktohet prgjigja e detyruar e sistemit, me kushte fillestare y[-1]=1 dhe y[-2]=0.

    [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 3 14

    y n y n x n x n = +

    Zgjidhja:

    Kur sinjali hyrs sht: (a) x[n]=(1/3)nu(n) dhe (b) x[n]=(1/2)nu(n).

    (a) Nga shembulli 1 kemi: [ ] 1 21 1 , 02 2n n

    ny n c c n

    = + n

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 18

    Prgjigja e veant i prshtatet hyrjes: [ ] ( )1/3 , 0npy n c n= [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 3 1

    4p py n y n x n x n = +

    2n ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 0 2 11/3 1/ 4 1/3 3 1/3 1/3 , / 9 / 4 1/3 1/3c c c c = + = +24/5c =

    [ ] 24 1 , 05 3n

    py n n

    =

  • (b) N kt rast trajta e sinjali hyrs prputhet me njrin nga termat e yn[n]

    Prandaj prgjigja e veant prve prshtatjes me hyrje duhet shumzuar me n.

    [ ] ( )1/ 2 , 0npy n n n= ( ) ( )( ) ( ) ( )2 111/ 2 2 1/ 2 3 1/ 2 1/ 2

    4n n n n

    cn c n

    = +

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 0 2 12 1/ 2 1/ 4 0 1/ 2 3 1/ 2 1/ 2 , 5 / 2c c = + =[ ] 5 1 , 0

    2 2

    n

    py n n n

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 19

    2 2p [ ] [ ] [ ]f n py n y n y n= +Prgjigja e detyruar formohet si n vijim:

    Rasti (a) [ ] 1 224 1 1 1 , 05 3 2 2n n n

    fy n c c n

    = + +

    [ ] 3 45 1 1 1 , 02 2 2 2n n n

    fy n n c c n

    = + + Rasti (b)

    Koeficientet c1, c2, c3 dhe c4 prcaktohen nga kushtet fillestare zero

    [ ] ( ) [ ] [ ] [ ]0 1/ 4 2 3 0 1 0 3 0 3y y x x= + + = + + =[ ] ( ) [ ] [ ] [ ]1 1/ 4 1 3 1 0 0 1 1 2y y x x= + + = + + =Rasti (a)

    [ ] [ ] ( )( ) ( ) ( )[ ] [ ] ( )( ) ( ) ( )

    0 0 01 2

    1 1 11 2

    0 0 3 24 /5 1/3 1/ 2 1/ 2

    1 1 2 24 /5 1/3 1/ 2 1/ 2f

    f

    y y c c

    y y c c

    = = = + +

    = = = + +

    Kto vlera zvendsohen n shprehjen pr yf[n]

    Q rezulton me:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 20

    1 2

    1 2 1 2

    39 /536/5 , 15/ 2, 3/10

    c c

    c c c c

    = +

    = = =

    Q rezulton me:

    Pas prcaktimit t koeficienteve mund t shtrohet shprehja pr prgjigje t detyruar

    [ ] 24 1 15 1 3 1 , 05 3 2 2 10 2n n n

    fy n n

    = + +

  • Rasti (b)

    Me ecuri t ngjashme si n rastin e mparshm, fitohet

    [ ] ( ) [ ] [ ] [ ]0 1/ 4 2 3 0 1 0 3 0 3y y x x= + + = + + =

    [ ] ( ) [ ] [ ] [ ] ( )1 1/ 4 1 3 1 0 0 3/ 2 1 5/ 2y y x x= + + = + + =[ ] ( ) ( ) ( ) ( )0 0 03 40 3 5/ 2 0 1/ 2 1/ 2 1/ 2y c c= = + +

    [ ] ( ) ( ) ( ) ( )1 1 13 41 5/ 2 5/ 2 1 1/ 2 1/ 2 1/ 2y c c= = + + 3 4 3c c+ =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 21

    3 4

    3 4 3 4

    35/ 2, 11/ 4, 1/ 4

    c c

    c c c c

    +

    = = =

    [ ] 5 1 11 1 1 1 , 02 2 4 2 4 2

    n n n

    fy n n n

    = + +

    Q jep prgjigjen e detyruar

    VetitLineariteti:

    Ekuacioni diferencial dhe ai i diferencs me koeficiente konstant kan vetin e linearitetit.

    ( )( ) ( )( )0 0

    k kN M

    k kk kk k

    d cy t d cx ta b

    dt dt= =

    = [ ] [ ]

    0 0

    N M

    k kk k

    a cy n k b cx n k= =

    = Homogjeniteti:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 22

    0 0k k= =

    ( ) ( )( ) ( ) ( )( )1 2 1 20 0

    k kN M

    k kk kk k

    d y t y t d x t x ta b

    dt dt= =

    + +=

    [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 1 20 0

    N M

    k kk k

    a y n k y n k b x n k x n k= =

    + = + Aditiviteti:

  • o Vetia e linearitetit vlen vetm kur t gjitha kushtet fillestare jan zero.o Kur ky nuk sht rasti ather sistemi nuk sht linear n kuptimin eprkufizimit ton t linearitetit.

    Pandryshueshmria n koho Kur kushtet fillestare jan zero dhe koeficientet ak dhe bk kan vlera konstantesistemi sht invariant n zhvendosje (i pandryshueshm n koh).o Nse sistemi nuk ka qen n qetsi fillestare ather sistemi nuk e ka kt veti,pavarsisht nga pandryshueshmria e koeficienteve.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 23

    Kujtesao Sistemet e prshkruara me ekuacione diferenciale apo t diferencs kankujtes.

    ( ) ( ) ( )0

    limh

    dy t y t h y tdt h

    + =

    Shkaksiao Kur sistemet paraqesin procese reale fizike q sipas natyrs s tyre janshkaksore.oSistemet e prshkruara me ekuacione t diferencs mund t paraqesin edhealgoritme kompjuterike t cilat zhvillohen jasht kohs reale, prandaj ato jo rrallparaqesin sisteme joshkaksore.

    StabilitetiLe t jet sinjali hyrs i kufizuar. Sistemi do t jet stabil n qoft se vlen:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 3 24

    j j y j q

    ( )1

    , 0iN

    r tn i

    iy t c e t

    =

    = < < [ ]1

    , 0N

    n

    n i ii

    y n c r n=

    = < < Meq koeficientet ci kan vlera t fundme, kto dy kushte shndrrohen n.

    , 1,2, , ; 0ir te i N t< = < 1, 1,2, , ; 0nir i N n< = <

  • Sistemi kontinual

    i i i ir t t j t ti i ir j e e e e = + = = <

    0i =

    Shembulli 2: Prcakto prmes thurjes sinjalin n dalje tsistemit, nse x[n] dhe h[n] duken si n figur.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 11

    sistemit, nse x[n] dhe h[n] duken si n figur.

    N llogaritjen e thurjes sipas shprehjes s siprme dallohen kto tri raste karakteristike:

    [ ] [ ] [ ]k

    y n x k h n k

    =

    =

    [ ] [ ] [ ]0, 0 0n x k h n k y n< = =10

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 12

  • kh[n-k]

    0

    1

    0n

  • 11

    1

    Na

    a

    Prgjigja e sistemit y[n] n ngacmimin x[n] duket si n figur.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 15

    Vetit e thurjes10 Vetia e asociativitetit

    [ ] [ ] [ ]{ } [ ] [ ]{ } [ ]1 2 1 2x n h n h n x n h n h n =

    [ ]x n [ ] [ ]x n h n [ ] [ ]{ } [ ]x n h n h n

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 16

    [ ]x n [ ] [ ]1x n h n [ ] [ ]{ } [ ]1 2x n h n h n

    [ ]x n [ ] [ ] [ ]{ }1 2x n h n h n

  • Vrtetimi:[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 1 2e

    kh n h n h n h k h n k

    =

    = = [ ] [ ] [ ]{ } [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 1 2 1 2

    l k l kx n h n h n x l h k h n l k x l h k h n l k

    = = = =

    = = [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]1 1 1

    m

    y n x n h n x m h n m

    =

    = =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 17

    ,m l i m k= =

    [ ] [ ]{ } [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 1 2 1 2i i m

    x n h n h n y i h n i x m h i m h n i= = =

    = =

    [ ] [ ]{ } [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 1 2l k

    x n h n h n x l h k h n l k

    = =

    =

    20 Vetia e komutacionit[ ] [ ] [ ] [ ]x n h n h n x n =

    Vrtetimi:

    [ ]x n [ ] [ ]x n h n[ ] [ ] [ ] [ ]k

    x n h n x k h n k

    =

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 18

    [ ]h n [ ] [ ]h n x n[ ] [ ] [ ] [ ]

    kx n h n x k h n k

    =

    = n l k =

    [ ] [ ] [ ] [ ]k

    h n x n h n k x k

    =

    =

  • 30 Distributiviteti ndaj mbledhjes

    [ ] [ ] [ ]{ } [ ] [ ] [ ] [ ]1 2 1 2x n h n h n x n h n x n h n + = +

    [ ]x n[ ] [ ]1x n h n

    [ ] [ ] [ ] [ ]1 2x n h n x n h n +

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 19

    [ ] [ ]2x n h n

    [ ] [ ] [ ]{ }1 2x n h n h n +

    40 Vetia e zhvendosjes

    [ ]x n [ ] [ ]x n h n l

    N daljen e vonuar y[n-l] t dy termat e thurjes kontribuojn njsoj.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 20

    [ ]x n l [ ] [ ]x n l h n

    [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]y n l x n l h n x n h n l = =

  • 50 Thurja me impuls njsi dhe me impuls njsi t vonuar

    [ ]x n

    [ ]x n

    [ ]x n

    [ ]x n l

    Impulsi njsi d[n] sht element identiteti i thurjes.

    [ ] [ ] [ ]x n x n n= vlen edhe:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 21

    vlen edhe:

    [ ] [ ] [ ]x n l x n n l = Sistemi me prgjigje impulsive h[n] sht invertibil nse mund

    t gjendet nj h-1[n] pr t cilin vlen:[ ] [ ] [ ]1h n h n n =

    III. 2 Sistemet kontinuale Sinjalet kontinuale, ngjashm si sinjalet diskrete, mund t

    prshkruhet si integral (jo shum) i peshuar i delta impulseve.

    t

    (t- )

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 22

    t

    x( ) (t- )

    ( ) ( ) ( )x t x t d

    =

  • ( ) ( ){ } ( ) ( ){ } ( ) ( ){ }y t S x t S x t d x S t d

    = = = Duke supozuar linearitetin, prgjigja y(t) e sistemit ne hyrjen

    x(t) do t jet:

    N qoft se prgjigja impulsive e sistemit sht h(t)=S{d(t)} dhe supozojm invariancn e sistemit n zhvendosje, do t vlej:

    ( ) ( ){ } ( ){ } ( )h t S t S t h t = = Prgjigja e sistemit y(t) llogaritet si thurje e sinjalit hyrs x(t) me

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 23

    Prgjigja e sistemit y(t) llogaritet si thurje e sinjalit hyrs x(t) me prgjigjen impulsive t sistemit h(t), sipas shprehjes:

    ( ) ( ) ( )y t x h t d

    = Q mund t shnohet shkurtimisht edhe n trajtn:

    ( ) ( ) ( )y t x t h t=

    Shembulli 3: Prcakto prmes thurjes sinjalin n dalje t sistemit, nse x(t) dhe h(t) duken si n figur.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 24

    ( ) ( ) ( ) 0 0y t x h t d d

    = = =

  • ( ) ( ) ( ) ( )0

    1t t ty t x h t d e d e

    = = =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 25

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 20

    1t ty t x h t d e d e e

    = = =

    Vetit e thurjes s sinjaleve kontinuale: Vetit themelore jan t njjta me ato t sinjaleve

    diskrete.10 Vetia e asociativitetit

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 26

    1 Vetia e asociativitetit( ) ( ) ( ){ } ( ) ( ){ } ( )1 2 1 2x t h t h t x t h t h t =

    Interpretimi: Prgjigja impulsive e sistemit q ekuivalenton dy

    sisteme t lidhura n seri sht e barabart me thurjen e prgjigjeve t veanta impulsive, h1(t)*h2(t).

  • 20 Vetia e komutacionit( ) ( ) ( ) ( )x t h t h t x t =

    Interpretimi: Renditja e termave t thurjes nuk sht e rndsishme.

    30 Vetia e distributivitetit ndaj mbledhjes

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 27

    ( ) ( ) ( ){ } ( ) ( ) ( ) ( )1 2 1 2x t h t h t x t h t x t h t + = + Interpretimi: Prgjigja impulsive e sistemit q ekuivalenton dy

    sisteme t lidhura paralel sht e barabart me shumn e prgjigjeve t veanta impulsive, h1(t)+h2(t).

    40 Vetia e zhvendosjes( ) ( ) ( ) ( ) ( )0 0 0y t t x t t h t x t h t t = =

    Interpretimi: Zhvendosja e cilitdo term t thurjes pr kohn t0

    shkakton zhvendosjen e daljes pr t njjtin interval.

    50 Thurja e sinjalit me delta impulse, d(t) dhe d(t-t )

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 28

    50 Thurja e sinjalit me delta impulse, d(t) dhe d(t-t0) ( ) ( ) ( )x t x t t=

    Interpretimi: Sistemi me prgjigje impulsive (t) e prcjell t

    pandryshuar sinjalin nga hyrja n dalje, ndrsa ai me prgjigje impulsive (t-t0) e vonon sinjalin pr t0.

    ( ) ( ) ( )0 0x t t x t t t =

  • III. 2 Prgjigja impulsive dhe vetit e sistemeve(a) Lineariteti dhe invarianca n zhvendosje Pr t qen t vlefshme shprehjet vijuese t thurjes:

    ( ) ( ) ( ) [ ] [ ] [ ] ose y t x h t d y n x k x n k

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 29

    ( ) ( ) ( ) [ ] [ ] [ ] ose k

    y t x h t d y n x k x n k

    =

    = = Lineariteti dhe invarinaca n zhvendosje e sistemit

    nnkuptohen.

    (b) Kujtesa Sistemi nuk ka kujtes vetm dhe vetm nse prgjigja

    e tij impulseve sht n trajtn:( ) ( ) [ ] [ ] ose h t C t h n C n = =

    Ky pohim sht rrjedhim i shprehjeve pr thurje. N veanti, vetis s thurjes s sinjalit me impuls.

    ku C sht nj konstant arbitrare.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 30

    veanti, vetis s thurjes s sinjalit me impuls. (c) Shkaksia Sistemi sht shkaksor vetm dhe vetm nse prgjigja

    e tij impulseve sht zero pr vlerat negative t variablit t pavarur t ose n.

    ( ) [ ]0, 0 ose 0, 0h t t h n n= < =

  • (d) Invertibiliteti Sistemi me prgjigje impulsive h(t) ose h[n] sht

    invertibil vetm dhe vetm nse mund t gjendet prgjigja impulsive e sistemit t kundrt h-1(t) ose h-1[n]q knaq barazimin:

    ( ) ( ) ( ) [ ] [ ] [ ]1 1 ose h t h t t h n h n n = =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 31

    ( ) ( ) ( ) [ ] [ ] [ ]

    Procedura e prcaktimi t h-1(t) ose h-1[n] nga barazimet e siprme quhet shthurje (dekonvolucion).

    (e) Stabiliteti Sistemi me prgjigje impulsive h(t) ose h[n] sht stabil

    vetm dhe vetm n qoft se prgjigja impulsive e sistemit sht e integrueshme (mbledhshme) sipas modulit.

    ( ) [ ]< ose n

    h t dt h n

    =

    < Vrtetim:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 32

    Vrtetim:

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )y t x t h d y t x t h d

    = Sinjali n hyrje duhet t jet me amplitud t kufizuar, prandaj

    ( ) , ,xx t B t < < ku Bx sht nj kufi i siprm q nuk tejkalohet nga asnj vler |x(t)|.Nga kjo kemi rrjedhimin:

  • ( ) ( ) ( )x xy t B h t d B h t dt

    = Nga ky jobarazim kemi implikimin:

    ( ) ( ) yh t dt y t B

    < q do t thot se kushti:

    ( )h t dt

    <

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 33

    sht kusht i mjaftueshm pr stabilitet t sistemit. Se ky kusht sht edhe i nevojshm, mund t bindemi si n vijim: Le t kemi n hyrje t sistemit sinjalin e kufizuar n trajtn:

    ( ) ( )( ) ( )*

    , 0h t

    x t h th t

    =

    ( ) ( )( ) ( )( )( ) ( )

    * *h hy t h t d h t d

    h h

    = = +

    Prgjigja e sistemit n kt sinjal do t jet:

    Pr t=0, vlera e sinjalit do t jet:

    ( ) ( )( ) ( )2

    0h

    y d h dh

    = =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 4 34

    ( )h Po t mos plotsohej kushti:

    ( )h t dt

    < Ather y(0), q do t thot se ky kusht sht edhe i nevojshm. Ngjashm bhet vrtetimi edhe pr sisteme diskrete.

  • Zbrthimi i sinjaleve periodike n seri Furie

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 1

    SERIA DHE TRANSFORMIMI FURIE

    Nj klas shum e gjer e sinjaleve mund t shprehet si shum apo integral i peshuar i sinusoidave me frekuenca t ndryshme.

    N kto raste thuhet se sinjali paraqitet prmes spektrit t tij Variabli i pavarur i spektrit sht

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 2

    spektrit t tij. Variabli i pavarur i spektrit sht frekuenca .

    Ky koncept i rndsishm i zbrthimit t sinjaleve sht emrtuar sipas inxhinierit francez Jean BaptiseFourier (1768-1830). Furie zbatoi kt koncept, n vitin 1807, n problemet e prcjelljes s energjis termike.

  • far dobie ka q sinjalet t zbrthehen n sinusoida e jo n ndonj familje tjetr t funksioneve?

    Nj arsye e rndsishme:

    0j tx t e Le t jet dhn nj sinusoid komplekse

    Dhe nj sistem linear dhe invariant n zhvendosje me prgjigje

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 3

    impulsive h(t). Prgjigja e ktij sistemi n x(t) do t jet:

    0

    0 0 0

    0

    0 0

    j t

    j t j j t

    H

    y t x t h d e h d

    e h e d H e H x t

    H(0), n rastin e prgjithshm, sht madhsi komplekse dhe me rndsi sht t vrehet se ai llogaritet nga h(t), por pr nj 0 t caktuar ka vler konstante.

    Konstatimi i mparshm implikon prfundimin e rndsishm se sinusoida pas kalimit npr sistem linear dhe invariant n zhvendosje nuk e ndryshon trajtn e vet funksionale.

    Pra, sinusoidat jan sinjale (funksione) karakteristike t sistemeve lineare dhe invariante n zhvendosje, pavarsisht se

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 4

    a prshkruhen kto prmes ekuacioneve diferenciale/t diferencs apo prmes prgjigjes impulsive.

    Rndsia e zbrthimit t sinjaleve n sinusoida komplekse qndron pikrisht n kt: Nse e zbrthejm nj sinjal hyrs n shum (integral) t sinusoidave komplekse dhe nse e dim prmes H() se si sistemi i modifikon amplitudat dhe fazat e sinusoids hyrse, ather sinjalin dals e prfitojm prsri duke mbledhur (integruar) sinusoidat n dalje.

  • Le t merret n trajtim nj sinjal periodik pr t cilin vlen:

    III. 2 SERIA FURIE

    x t T x t Ku T sht perioda themelore e sinjalit. Frekuenca themelore e sinjalit do t jet:

    02

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 5

    0 T Themi se ky sinjal mund t zbrthehet si shum e peshuar e

    sinusoidave komplekse t trajts:

    0 ,jn tne t e n n paraqet rendin e sinusoids komplekse q lidhet me

    frekuencn e saj n0.

    Nse e1(t) sht sinusoid me frekuenc themelore 0, ather komponenti i zbrthimit en(t) me frekuenc n0 paraqet harmonikun e n-t t sinjalit (zbrthimit).

    Prandaj kjo mnyr e zbrthimit quhet analiz harmonike.

    Duke iu kthyer pohimit ton paraprak shtrojm zbrthimin e sinjalit periodik si shum e komponentve harmonik:

    0jn tnx t c e

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 6

    nn

    Ku cn paraqesin koeficientet pesh t zbrthimit Duhet t vrehet se trajta e siprme i ngjan zbrthimit, t njohur

    nga matematika, t nj vektori n komponentt e veta baz.

    Pr t ditur se a sht nj zbrthim i till i vlefshm, patjetr duhet t gjendet formula pr llogaritjen e koeficienteve cn n mnyr t vetme (unike).

  • Prcaktimi i formuls pr llogaritjen e koeficienteve pesh

    0jn tnn

    x t c e

    Zbrthimi:

    Shumzojm dy ant me 0 ,jk tke t e k integrojm brenda nj periode T dhe rezultatin e pjestojm me T.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 7

    0 0 0/ 2 / 2/ 2 / 2

    1 1T Tjk t jn t jk tnT T

    nx t e dt c e e dt

    T T

    00/ 2 / 2/ 2 / 2

    1 1T T j n k tjk tnT T

    nx t e dt c e dt

    T T

    0 0

    / 2 / 2

    / 20/ 2

    2 22 2

    0

    1 1

    sin 0,11,

    T t Tj n k t j n k t

    t TT

    T Tj n k j n kT T

    n k

    e dt eT j n k T

    n k n ke e

    n kj n k T n k

    0/ 2/ 2

    1 T jk tn kT

    nx t e dt c n k c

    T

    Barazimi i fundit na jep formuln pr llogaritjen e koeficienteve

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 8

    Barazimi i fundit na jep formuln pr llogaritjen e koeficienteve cn.

    2/

    2/

    0

    0

    1 T

    T

    tjnn

    n

    tjnn

    dtetxT

    c

    ectx

    Sinjali periodik x(t) mund t zbrthehet n seri Furie sipas formulave:

    Seria Furie

    Koeficientet e seris Furie

    Sinteza

    Analiza

  • Pr t qen nj sinjal i zbrthyeshm n seri Furie duhet t plotsohen tri kushtet e Dirichlet-it.

    2/2/

    T

    T

    dttx

    10 Sinjali x(t) duhet t jet i integrueshm sipas vlers absolute

    Kushtet e Dirichlet-it

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 9

    2/T20 Brenda nj periode sinjali x(t) duhet t jet i kufizuar dhe t ketnumr t fundm t minimumeve dhe maksimumeve.

    30 Brenda nj periode sinjali x(t) duhet t ket numr t fundm tdiskontinuiteteve dhe amplitudat e krcimeve t sinjalit n pikat ektyre diskontinuiteteve duhet t jen t fundme.

    Prshkrimi i sinjalit periodik prmes koeficienteve cn quhet paraqitje spektrale e sinjalit, ose thjesht spektr i sinjalit

    nn jn

    cjnn ececc

    nnn ccc 22 ImRe nnn cc

    cReIm

    arctan

    Trajta polare e spektrit cn:

    Spektri amplitudor:

    Spektri fazor:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 10

    ncReShembull: T prcaktohet spektri i sinjalit n figur.

  • 2

    sin211

    1111

    0

    0

    22

    0

    5.0

    5.00

    5.0

    5.0

    2/

    2/

    00

    000

    nj

    Tjnee

    Tjn

    eTjn

    dteT

    dtetxT

    c

    njnj

    t

    t

    tjntjnT

    T

    tjnn

    ,3,2,1,0,2

    sin2 00

    nn

    Tncn

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 11

    Frekuenca themelore: 02T

    Sink funksioni-nj funksion i dobishm:

    xxxx ,sinsinc

    xxx sinsinc

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 12

    22

    00 nxxn

    2

    sinc1 0n

    Tcn

    2

    sinc1 0n

    Tcn

    ,3,2,1,0,2

    sin2 00

    nn

    Tncn

    Spektri amplitudor:

  • 0

    Spektri i sinjalit periodik sht diskret!

    022,2

    T

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 13

    5/20

    025,5

    T

    Me rritjen e periods T spektri dendsohet dhe amplitudat shtypen. Mbshtjellsi i spektrit mbetet i njjt.

    Mbshtjellsi i spektrit

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 14

  • Shnime shtes pr serin Furie1. Spektri i sinjaleve reale Spektri amplitudor i sinjaleve reale ka varsi ifte nga frekuenca

    n0, ndrsa spektri fazor ka varsi teke. 0/ 2 *

    / 2

    1 Re ImT

    jn tn n n n

    T

    c x t e dt c c j cT

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 15

    2 2Im

    Re Im , arctanRe

    nn n n n n n

    n

    cc c c c

    c

    2. Seria trigonometrike Furie Ndonjher spektri prcaktohet vetm pr frekuenca pozitive, t

    cilave mund tju jepet interpretim i mirfillt fizik. N kto raste thuhet se sinjali sht shprehur si seri trigonometrike.

    100

    110

    1

    1

    0

    cos200

    000

    nnn

    n

    tjnjn

    n

    tjnjn

    n

    tjnn

    n

    tjnn

    n

    tjnn

    tncceeceecc

    ececcectx

    nn

    0 0 0 01

    cos , , 2n n n nn

    x t A A n t A c A c

    Trajta e seris trigonometrike.

    S kt i it t t f k iti

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 16

    Spektri paraqitet vetm n frekuenca pozitive. A0=c0 paraqet komponentin njkahor t sinjalit.

    3. Fuqia e sinjalit periodik

    / 2 2 2/ 2

    1 Tn

    nT

    P x t dt cT

    Teorema e Parseval-it:

  • Vrtetim:

    0 0

    0

    */ 2 / 2*

    / 2 / 2/ 2

    2*

    / 2

    1 1

    1

    T Tjn t jk t

    n kn kT T

    Tj n k t

    n k nn k nT

    n k

    P x t x t dt c e c e dtT T

    c c e dt cT

    4. Fenomeni i Gibbs-it Kur sinjali periodik ka hope, n pikat e diskontinuitetit lajmrohen

    Sinjale&Sisteme Ligj. 5 17

    Kur sinjali periodik ka hope, n pikat e diskontinuitetit lajmrohen oscilime q tejkalojn vlerat nominale t sinjalit.

    Kjo dukuri quhet fenomeni i Gibbs-it dhe lajmrohet pr shkak t konvergjencs jouniforme t seris Furie.

  • Transformimi Furie dhe vetit e tij

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 1

    III. 3 TRANSFORMIMI FURIE Spektri i sinjalit periodik sht diskret. Komponentt spektral

    jan t prqendruar n shumfishin e frekuencs themelore, n pikat n0.

    Shtrohet pyetja e natyrshme far spektri kan sinjalet aperiodike? Piknisje e trajtimit le t njohuria q kemi mbi spektrin e sinjalit

    periodik

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 2

    periodik. Themi se nj sinjal aperiodik mund t sajohet nga sinjali aperiodik,

    ashtu q periodat fqinje largohen n pafundsi, T.

    TT

  • txtx TT limku xT(t) sht sinjal periodik me period T dhe x(t) sht sinjali aperiodik.

    Sinjali periodik xT(t) mund t shprehet prmes seris Furie

    0jn tT nn

    x t c e

    0/ 21 T jn tt

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 3

    0/ 2

    jn tn T

    T

    c x t eT

    Po t merrej drejtprsdrejti T ather cn0. Kjo do ta mbyllte diskutimin. Por mund t lejohet q prodhimi Tcn t ket kuptim (mos t jet zero).

    0/ 2/ 2

    Tjn t

    n TT

    Tc x t e dt

    T shohim se far konsekuencash ka supozimi T.0lim limT T dT

    Frekuenca themelore 0 shndrrohet n shtes infinitezimale d. Pasoj e supozimit sht se spektri ngjesht (0=d) dhe e ndrron

    natyrn, nga ajo diskrete n at kontinuale. Edhe njher. Pikat diskrete n boshtin frekuencor n0 ngjeshn n

    b hk i t hd t ik

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 4

    Prandaj, mund t shnohet:

    0/ 2/ 2

    lim limT

    jn t j tn TT T

    T

    Tc x t e dt x t e dt X

    bashksi t vazhduar t pikave .

    X() paraqet transformimin Furie (spektrin) e sinjalit x(t).

  • Si do t rimkmbet sinjali x(t) nga spektri i tij X()? Nisemi nga formula pr sinjale

    periodike: 0jn tT nnx t c e

    N prputhje me qasjen e deritashme marrim se vlen:

    0lim , lim lim2 2n nT T T

    X Xc T X c X d

    T

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 5

    Nga supozimi n0= rrjedh edhe: limT n

    Me kt arrijm edhe deri te formula e sintezs (rimkmbjes):

    12

    j tx t X e d

    q quhet transformimi i kundrt Furie i X().

    Ngjashm si pr sinjale periodike ashtu edhe pr ato aperiodike, pr t pasur sinjali transformim Furie duhet ti plotsoj kushtet e Dirichlet-it

    x t dt

    10 Sinjali x(t) duhet t jet i integrueshm sipas vlers absolute

    20 Sinjali x(t) duhet t jet i kufizuar dhe t ket numr t fundm t

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 6

    2 Sinjali x(t) duhet t jet i kufizuar dhe t ket numr t fundm tminimumeve dhe maksimumeve.

    30 Sinjali x(t) duhet t ket numr t fundm t diskontinuitetevedhe amplitudat e hopeve duhet t jen t fundme.

  • Ilustrimi grafik i kalimit nga spektri diskret n at t vazhduar.

    0 2 /T

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 7

    Prmbledhje:

    Transformimi Furie: j tX x t e dt

    1

    2j tx t X e d

    Transformimi i kundrt Furie:

    ifti transformues Furie: x t X

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 8

    Spektri amplitudor: 2 2Re ImX X X Spektri fazor:

    Imarctan

    ReXX

    Trajta polare e transformimit jX X e

  • Vetit e transformimit Furie10 Lineariteti

    1 1 2 2,F Fx t X x t X Nseather 1 2 1 2 ; ,Fax t bx t aX bX a b C

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 9

    20 Zhvendosja n kohNse Xtx F ather pr nj zhvendosje kohore t0vlen Xettx tjF 00

    Shembulli 1:

    1 1 1 sin2 2 sincj t j t j jX e dt e e ej j

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 10

    j j

    2 1x t x t 2 1 2 sincj jX e X e

  • 30 Shkallzimi n kohNse Xtx F ather vlen:

    Koment: Ndrydhjes s sinjalit n domen kohor i prgjigjet zgjerimi i spektrit n domenin frekuencor dhe e anasjella.

    1Fx at Xa a

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 11

    Shembulli 2: T caktohet transformimi i sinjalit x(at), dhe at pr vlera t konstants a m e madhe dhe m e vogl se nj.

    at

    at

    atxatat

    atx0

    ,1ose

    0,1

    2 sincF x t

    2 sinc2

    F x t

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 12

    2/ 2 4 sincF x t

  • 40 Pasqyrimi n kohNse Xtx F ather vlen: Xtx FNse x(t) sht real ather: *Xtx F

    Shembulli 3: Le t jet x(t)=e-btu(t). Prcakto transformimin e x(-t).

    tjbtjbtjbttjbt dtdtdtttF 1

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 13

    j

    tjbtjbtjbttjbt

    eXXjb

    ejb

    dtedteedtetuetxF

    1

    000

    bb

    X

    arctandhe,122

    ku

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 14

  • 50 Shumzimi me fuqi t t-sNse Xtx F ather vlen: Xd

    djtxt nn

    nFn

    Shembulli 4: Prcakto transformimin e x(t).

    101,

    ttt

    tx

    sinc21X 2 sincos2sin2

    jddjX

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 15

    |X( )|

    60 Shumzimi me sinusoid komplekseNse Xtx F ather vlen: 00 Xetx Ftj

    70 Shumzimi me sinusoid reale-Vetia e modulimitNse Xtx F ather vlen:

    000 2sin XXjttx F

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 16

    Shembulli 5: Prcakto transformimin e x(t).

    000 2 000 2

    1cos XXttx F

    ststt

    tx5.0,05.0,60sin

  • x(t) mund t shprehet si prodhim i sinjalit puls, me amplitud njsi dhe kohzgjatje prej 1s, me nj sinusoid me frekuenc 0=60(rad/s)

    ttxtx 01 sin 01012 XX

    jX 010121 XXX

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 17

    80 Integrimi n domenin kohorNse Xtx F ather vlen:

    01 XXj

    dx Ft

    90 Thurja n domenin kohorNse Xtx F ather vlen:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 18

    Nse tx

    HXdthxthtx F

    Ndrlidhja e daljes dhe hyrjes s sistemit n domenin frekuencor.

    dtethH tjPrgjigja frekuencore

  • 100 Shumzimi n domenin kohorNse Xtx F ather vlen:

    YXtytx F 21

    Koment pr vetit 9 dhe 10: Thurjes n domen kohor i prgjigjet prodhimi n domen frekuencor dhe e anasjella.

    110 Teorema e Parseval it

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 19

    110 Teorema e Parseval-it

    dYXdttytx 2

    1

    Rrjedhim: Pr y(t)=x(t) vlen: 2 212x t dt X d

    Q jep relacionin n mes t energjis s sinjalit n domenin kohor dhe at frekuencor.

    120 Dualiteti n mes t domenit kohor dhe frekuencorVlen ekuivalenca:

    xtXXtx FF 2Me fjal: Nse sinjalit x(t) i prket transformimi X(), ather sinjalit me varsi funksionale X(t) i prket transformimi me trajt funksionale x(-) i shumzuar me konstantn 2.

    Vrtetim:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 20

    Vrtetim:

    j tX x t e dt

    1

    2j tx t X e d

    Fx t X

    1Fx t X

  • 2 j tx t X e d

    Shprehjen e fundit e rregullojm duke riemruar variablet

    2 jx X e d

    zvendsojm =t

    zvendsojm t=-

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 21

    2 jt j tx X t e dt X t e dt

    zvendsojm t

    Vrtetohet: 2FX t x Ngjashm vrtetohet edhe e anasjella.

    Shembulli 6: Prmes dualitetit t domeneve prcakto iftin dual t x(t).

    tt

    tx0,1

    sincdteX tj

    sincX

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 22

    BB

    Rx0,1

    BtBtr sinc

    2

    BtBtr sinc

    2

  • III.4 Transformimi i prgjithsuar Furie

    Shum sinjale t rndsishme nuk kan transformim Furie sepse nuk e plotsojn kushtin:

    x t dt

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 23

    Prfaqsuesi m i shquar i ktyre sinjaleve aperiodike q nuk kan transformim Furie sht sinjali shkall njsi u(t).

    Gjithashtu sinjalet periodike nuk kan transformim Furie n kuptimin e zakonshm,

    Prfaqsues tipik i ktyre sinjaleve sht sinusoida.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 24

    Shtrohet pyetja: A mund t formohet nj korniz e prbashkt matematikore, e

    atill q edhe ato sinjale q nuk e plotsojn kushtin e par t Dirichlet-it t ken transformim Furie?

    N qoft se n domenin e transformimit Furie lejohen delta impulset, prgjigja n kt pyetje sht afirmative.

  • Prfshirja e delta impulsit () n shprehjen e transformimit Furie shpie deri te transformimi te prgjithsuar Furie.

    Mbshtetja e transformimit t prgjithsuar Furie Shprehja pr transformim Furie t sinjalit x(t)=1 sht e papr-

    caktuar n kuptimin e zakonshm.

    , 1 e paprcaktuarF j tt e dt

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 25

    Por, nse kemi parasysh transformimin e delta impulsit

    0 1,F j t jt t e dt e

    dhe vetin e dualitetit t transformimit Furie

    xtXXtx FF 2

    Kemi kt rrjedhim:

    12 1 ose 2

    j t j te dt e dt

    1, , 1 2 2F Ft t Kemi kt rrjedhim:

    Interpretimi:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 26

    Spektri i sinjalit me vler konstante sht plotsisht i prqendruar n frekuencn =0, me pesh 2.

    x(t)=11

    0 t

  • Themi: Transformimi i prgjithsuar Furie sinjalit x(t)=1 sht 2().

    T rikujtojm: Ky sinjal nuk ka transformim Furie n kuptimin e zakonshm.

    Me kt rezultat n dispozicion mund t gjendet edhe trans-formimi i prgjithsuar i sinusoids reale, cos(0t).

    Le t jet x(t)=1, ather sipas vetis s modulimit vlen:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 27

    1 2Fx t 0 0 01 1cos 2 2Fx t t X X

    Nga,

    Kemi pr rrjedhoj: 0 0 0cos Ft

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 28

    Spektri i sinjalit sinusoidal sht plotsisht i prqendruar n frekuencat =0 dhe =-0 me peshat .

    Se spektri i fituar sht i sakt bindemi me transformim t kundrt:

    0 0

    0 0 0 0

    0

    1 1 12 2 2

    1 1 cos2 2

    j t j t j t

    j t j t

    e d e d e d

    e e t

  • Transformimi i sinjalit shkall njsi u(t)Zbatimi i drejtprdrejt i shprehjes pr transformim n sinjalin shkall njsi u(t) nuk jep rezultat, sepse

    0

    e paprcaktuarF j tu t e dt

    Por n qoft se sinjalin u(t) e zbrthejm n komponentin ift dhe tek

    1 1

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 29

    1 1,2 2s a

    u t u t u t u t u t u t Fitohet,

    1/ 2, 01 1, ; sgn1/ 2, 02 2s a

    tu t t u t t

    t

    Sinjali sgn(t) lexohet signum dhe paraqet sinjalin e parashenjs.

    us(t)

    1/2

    0

    = +

    Transformimi i us(t) sht i gatshm. 1/ 2 Fsu t Ndrsa pr prcaktimin e transformimit t u (t) vrejm se:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 30

    Ndrsa pr prcaktimin e transformimit t ua(t) vrejm se:

    1 sgn 1,2

    Fdt tdt

    Nga vetia e derivatit kemi rrjedhimin:

    1 1, sgn2

    F Fdx t j X tdt j

  • Zbatojm vetin e linearitetit t transformimit dhe fitojm:

    1Fu tj

    u(t)1

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 31

    0 t

    Transformimi i prgjithsuar Furie i sinjaleve periodike

    Le t jet dhn nj sinjal periodik x(t) me period T dhe frekuenc themelore 0=2/T.

    Ky sinjal mund t zbrthehet n seri Furie.

    0jn tnn

    x t c e

    Secili term i seris mund t shprehet n domenin frekuencor

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 32

    Secili term i seris mund t shprehet n domenin frekuencor 0 02jn t Fn nc e c n

    Duke marr n konsiderat vetin e linearitetit, fitohet:

    0 02jn t Fn nn n

    c e c n

  • Paraqitja grafike e spektrit t sinjalit periodik

    Sinjale&Sisteme Ligj. 6 33

    Shihet se n spektrin e sinjalit periodik komponentt spektral jan t prqendruar vetm n shumfishet e frekuencs themelore 0.

    Kjo paraqitje sht ekuivalente me at t spektrit diskret t paraqitur m par te serit Furie.

  • Zbatimet e transformimit Furie

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 1

    Modulimi dhe mostrimi Analiza e sistemeve n domenin

    frekuencor

    Dy zbatime t analizs n domenin frekuencor(Modulimi dhe mostrimi)

    Rndsia e analizs spektrale t sinjaleve vjen fuqishm n shprehje n shum situata t prpunimit t sinjaleve.

    Pr ilustrim, ktu sht zgjedhur rasti i modulimit amplitudor dhe i mostrimit t sinjaleve t vazhduara.

    Modulimi amplitudor

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 2

    Le t supozojm se dshirojm t transmetojm me val elektromagnetike nj sinjal t t folurit me spektr q ka brez t kufizuar frekuencor n 3KHz.

    Po t transmetohej ky sinjal drejtprsdrejti gjatsi valore minimale vals elektromagnetike do t ishte:

    8

    min 3 -1max

    3 10 m/s 100 km3 10 s

    c

    f

    = = =

  • Pr tu transmetuar me efikasitet kjo val nevojitet q gjatsia e antens t jet s paku /10.

    Kjo do t thot se pr frekuencs maksimale n spektrin e sinjalit nevojitet gjatsia minimale e antens t jet 10 km. Pr komponentt spektral me frekuenca m t ulta, kjo gjatsi sht edhe m e madhe.

    Pr shkak t prmasave t ekstreme t antens, transmetimi i drejtprdrejt i sinjalit sht i pamundur.

    Ky problem mund t zgjidhet prmes modulimit amplitudor.Skema e ksaj mnyre t prpunimit t sinjalit sht treguar n vijim:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 3

    Sinjali modulues

    Diagramet kohore t modulimit amplitudor

    t

    cos( 0t)

    t

    x(t)cos( 0t)

    Informata Bartsi AM sinjali

    Spektri i sinjalit me amplitud t moduluar prcaktohet me:

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 4

    ( ) ( ) ( ) ( )0 0 01 1cos 2 2Fx t t X X + +

    Spektri i sinjalit t moduluar prbhet nga versionet e zhvendosura t spektrit origjinal t informats.

    Ruajtja e trajts s spektrit origjinal ka pr rrjedhoj edhe ruajtjen e sinjalit t informacionit.

  • XAM(f)()X(f-f0)()X(f+f0)

    Diagramet frekuencore t modulimit amplitudor

    2f

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 5

    fmax-fmax 0 f0-fmax f0+fmaxf0-f0-fmax -f0+fmax-f0 f

    8

    0 max 0 max 6 -10

    3 10 m/s, p.sh. 1000 3MHz, 100m

    3 10 scf f f f f

    >> = = = =

    far u fitua praktikisht me modulim amplitudor?

    U rrit frekuenca e sinjalit q ka pr pasoj zvoglimin e gjatsis valore t valve elektromagnetike.

    Antena me gjatsi /10=10m mund t realizohet!

    Modulimi i amplituds s pulseve-Mostrimi

    Te modulimi i amplituds s pulseve sinjali i informacionit sht i prmbajtur n amplitudat e vargut t pulseve me kohzgjatje shum t shkurt dhe period T.

    Shkurtesa pr kt lloj t modulimit sht PAM nga anglishtja Pulse Amplitude Modulation.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 6

    Bllok-skema:

  • Prfitimi i sinjalit PAM mund t parafytyrohet edhe kshtu:Nj qels elektronik mbyllet do T sekonda dhe n pozit t mbyllur rrin sekonda.

    Nse n njrin skaj t elsit zbatohet sinjali i informacionit x(t) n tjetrin skaj prfitohet PAM sinjali.

    x(t) xPAM(t)=x(t) p(t)

    Ky prshkrim i prfitimit t PAM sinjalit i prgjigjet procesit s marrjes s mostrave nga sinjali i vazhduar.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 7

    Ajo q ndodh n domenin kohor n kt proces sht ilustruar n vijim:

    Lidhur me PAM sinjalin shtrohet pyetja themelore:A prcillet e tr informata e x(t) n sinjalin PAM?

    Prgjigja n kt pyetje nuk mund t nxjerrt nga prshkrimi i procesit n domenin kohor, prandaj i referohemi atij frekuencor.

    Pr t thjeshtuar trajtimin le t supozohet se 0 dhe (1/)=1. Me kt supozim vargu i pulseve p(t) prafrohet me vargun periodik t delta impulseve

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 8

    ( ) ( ) ( )Tn

    p t t t nT

    =

    = ( ) ( )T

    n

    t t nT

    =

    =

  • ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )PAM Tn n

    x t x t t x t t nT x nT t nT

    = =

    = = = PAM sinjali mund t shtrohet n trajtn:

    Pr t fituar njohuri m t thell pr kt sinjal t moduluar nevojitet q vargu periodik i delta impulseve t shprehet n domen frekuencor.

    ( ) ( ) mjn tT nn n

    t t nT c e

    = =

    = =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 9

    Ku:

    ( )/ 2 0/ 2

    1 1 1m m

    T jn t jnn T

    c t e dt eT T T

    = = =

    2m T

    = paraqet frekuencn e mostrimit

    dhe cn paraqesin koeficientet Furie t vargut periodik T(t)

    M kt modifikim PAM sinjali mund t shprehte edhe si:

    ( ) ( ) ( ) ( )1 mjn tPAMn n

    x t x t t nT x t eT

    = =

    = = N shprehjen e siprme zbatojm transformimin Furie, duke pasur parasysh vetin e

    Kjo do t thot se vlen:

    ( ) ( ) 1 mjn tTn n

    t t nT eT

    = =

    = =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 10

    shumzimit me sinusoid komplekse

    ( ) ( )01 1jn t F mn n

    x t e X nT T

    = =

    Prfundojm se spektri i PAM sinjalit sht zgjerim periodik i spektrit t sinjalit x(t),

    me period n domenin frekuencor m.

  • N vijim sht paraqitur spektri i PAM sinjalit

    A/TXPAM( )

    A/T A/T A/T

    0

    A

    max- max

    X( )

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 11

    0 max- max

    m/2

    m maxm- maxm

    - m max- m- max

    - m - m/2 2 m

    Prfundojm se: Informacioni i x(t) ruhet n PAM sinjal nse periodat fqinje t spektrit nuk prputhen, q do t thot:

    max max

    max

    122 2

    m f TT f

    Prgjigja frekuencore e sistemit Shpesh analiza e sinjaleve dhe e sistemeve bhet drejtprsdrejti

    n domenin frekuencor. Arsyet mund t jen kto:a) Nevoja q rezultatet e analizs t paraqiten drejtprsdrejti

    n domen frekuencor.b) Interpretimi i rezultateve bhet m i kuptueshm n kt

    domen.c) Prcaktimi i sinjalit dals n domen frekuencor bhet m

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 12

    c) Prcaktimi i sinjalit dals n domen frekuencor bhet m thjesht n domenin kohor.

    Prshkrimi i sistemit n domenin kohor dhe at frekuencor.

    ( )h t( )H

    ( )x t ( ) ( ) ( )y t h t x t= ( ) ( ) ( )Y H X =( )X

  • H() paraqet transformimin Furie t prgjigjes impulsive dhequhet prgjigje frekuencore e sistemit dhe prkufizohet me

    ( ) ( ) j tH h t e dt

    = H() mund t prcaktohet edhe si raport i spektrit t sinjalit dals

    ndaj atij hyrs.( ) ( )( )

    YH

    X

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 13

    H() mund t paraqitet n trajt polare.( ) ( ) ( ) ( ) ( )j jH H e A e = =

    ku ( ) ( ) ( ){ } ( ){ }2 2Re ImA H X X = = +( ) ( ){ }( ){ }

    Imarctan

    ReXX

    =

    A() paraqet karakteristikn apo prgjigjen amplitudore tsistemit, ndrsa () paraqet karakteristikn fazore t sistemit.

    Kur prgjigja impulsive h(t) sht madhsi reale, prgjigjafrekuencore H() tregon veti t simetris.

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )* ose j jH H A e A e = = Prfundojm se kur h(t) sht real karakteristika amplitudore e

    sistemit do t jet funksion ift, ndrsa karakteristika fazore do tjet funksion tek i .

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 14

    jet funksion tek i .( ) ( ) ( ) ( )dhe A A = =

    Le t se marrim se spektrat e sinjalit dals dhe hyrs t shprehurn trajt polare, jan:

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )dhe yx jjX X e Y Y e = =

  • Me kalim t sinjalit npr sistemin me karakteristik amplitudoreA(), spektri i tij amplitudor ndryshon n pajtim me shprehjen:

    ( ) ( ) ( )Y A X = Spektri fazor i sinjalit dals fitohet ashtu q spektrit fazor t

    sinjalit hyrs i shtohet karakteristika fazore e sistemit( ) ( ) ( )y x = +

    Shembull 1: T prcaktohet prgjigja frekuencore e sistemit me

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 15

    Shembull 1: T prcaktohet prgjigja frekuencore e sistemit meprgjigje impulsive:

    ( ) ( )a th t e u t=ku a paraqet nj konstant t fardoshme.

    Zgjidhje:( ) ( )

    0

    1a t a tj t j tH e u t e dt e e dta j

    = = =

    +

    Moduli i H() paraqet karakteristikn amplitudore t sistemit( )

    2 2

    1Aa

    =

    +

    Deri sa karakteristika fazore e sistemit do t jet:

    ( ) arctan arctana a

    = =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 16

    ( )

    0

    - /2

    /2A( )

    0

    1/|a|

  • Prgjigja e sistemit n sinusoidn komplekse Le t jet sinjali hyrs sinusoid komplekse me frekuenc 0

    ( ) 0j tx t e = Prgjigja e sistemit n domen t frekuencs n kt ngacmim

    sht( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )00 0 02 2 jjY H X A e A e = = =

    Nse zbatojm transformimin e kundrt Furie n shprehjen esiprme prfitojm sinjalin dals n domenin kohor

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 17

    siprme prfitojm sinjalin dals n domenin kohor( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( )0

    0 0

    0 0

    0

    1 122 2

    jj t j t

    j t

    y t Y e d A e e d

    A e

    +

    = =

    =

    Sinusoida nuk e ndrron trajtn e vet me kalim npr sistem linear. Amplituda e sinusoids ndryshon duke u shumzuar me vlern e

    karakteristiks amplitudore n pikn =0. Ndryshon edhe faza e sinusoidspr kndin t prcaktuar me (0).

    ( ) ( ) ( )00 02 jA e

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 18

    Prgjigja e sistemit n sinusoidn reale Le t jet sinjali hyrs

    ( ) ( )0cosx t t=

  • Q mund t shprehet n trajt polare si:( ) ( ) 0 00 1 1cos 2 2

    j t j tx t t e e = = +

    Transformimi Furie i ktij sinjali sht( ) ( ) ( )0 0X = + +

    Spektri i prgjigjes s sistemit Y() n kt ngacmim do t jet:( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )0 0j jY A e A e + +

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 19

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )0 00 0 0 0j jY A e A e = + +

    ( ) ( ) ( )00 0jA e ( ) ( ) ( )00 0jA e +

    Sinjali dals y(t) prcaktohet prmes shprehjes

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )

    0 0 0 00 0

    0 0 0

    12 2 2

    cos

    j t j tj t A Ay t Y e d e e

    A t

    + +

    = = +

    = +

    Prsri n dalje fitohet varsi sinusoidale e sinjalit, por meamplitud t modifikuar pr A(0) dhe shfazim (0).

    ( ) ( )cosx t t=

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 20

    ( ) ( )0cosx t t=

    ( ) ( )[ ]0 0cosy t t = +

  • Prgjigja e sistemit n sinjal t fardoshm periodik N hyrje t sistemit le t veproj nj sinjal periodik x(t) me

    period T dhe le t jet ky sinjal i zbrthyeshm n seri Furie.( ) 0jn tn

    n

    x t c e

    =

    = Spektri i ktij sinjali mund t shprehet prmes transformimit t

    prgjithsuar Furie si( ) ( )2X c n =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 21

    ( ) ( )02 nn

    X c n =

    = Ku cn jan koeficientet e seris Furie t cilat n trajtn polare

    mund t shprehen sinj

    n nc c e

    =

    Spektri i sinjalit dals Y() n sistemin me prgjigje frekuencoreH() sht( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )0 0 02 2n n

    n n

    Y H X H c n H n c n

    = =

    = = =

    N qoft se n shprehjen e siprme marrim se vlerat e funksionittransmetues mund t shprehen si

    ( ) ( ) ( )00 0 j nH n H n e = dhe me dn shnojm

    ( ) ( ) ( )00 0 n nj nn n n nd H n c H n c e d e + = = = do t fitohet shprehja e rregulluar pr spektr t sinjalit dals

    ( ) ( )02 nY d n

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 22

    ( ) ( )02 nn

    Y d n=

    Nga analogjia me shprehjen pr x(t) dhe spektrin e tij X(), mund

    t prfundojm se vlen edhe( ) 0jn tn

    n

    y t d e

    =

    =

  • Shprehja e fundit tregon qartazi se edhe sinjali dals sht periodik, meperiod t njjt t prsritjes si sinjali x(t).

    Natyra periodike e sinjalit nuk ndryshon me kalim t tij npr sistem lineardhe invariant n zhvendosje.

    Por megjithkt ekziston nj dallim thelbsor n mes t ktyre dy rasteve. Nrastin e ngacmimit me sinjal t pastr sinusoidal trajta funksionale e sinjalitnuk ndryshon, ndrsa n rastin e sinjalit periodik kjo ndodh sepse pr rastin eprgjithshm nuk do t vlej dn=cn. Ilustrimi grafik sht dhn n figurnvijuese, ku trajta e spektrit sht diskrete, por jo e njjt pr shkak se dncn.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 7 23

  • Zbatimet e transformimit Furie

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 1

    Filtrimi dhe filtrat ideal Demodulimi dhe rimkmbja

    Filtrimi dhe filtrat ideal Filtrat jan sistemet q vendosen n shtegun e sinjalit, me qllim

    q prmes tyre t formsohet spektri i sinjalit. N kt aspekt do sistem, funksioni primar i t cilit prkufizohet

    prmes vetive t prgjigjes frekuencore t tij mund tkonsiderohet filtr.

    N t shumtn e rasteve filtri ka pr detyr q n nj interval tcaktuar t frekuencs, q quhet brez frekuencor, t lejoj apo mos

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 2

    caktuar t frekuencs, q quhet brez frekuencor, t lejoj apo most lejoj prcjelljen e spektrit t sinjalit nga hyrja n dalje.

    Filtr ideal konsiderohet ai sistem i cili prcjell pa asnjndryshim prmbajtjen spektrale t sinjalit n nj brez t caktuarfrekuencor dhe n nj brez tjetr frekuencor plotsisht e pengonkt prcjellje t spektrit.

  • Tipat themelor t filtrave ideal jan:1. Filtri ideal ult-lshues2. Filtri ideal lart-lshues3. Filtri ideal brez-lshues4. Filtri ideal brez pengues

    Filtri ideal ult-lshues Karakteristika amplitudore e ktij filtri sht e prkufizuar si

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 3

    Karakteristika amplitudore e ktij filtri sht e prkufizuar si

    ( ) 1,0,c

    ulc

    A

    ku c parqet frekuencn e prerjes.

    Filtri ideal lart-lshues

    ( ) 1,0,c

    llc

    A

    >=

  • Karakteristikat amplitudore t filtrave ideal jan paraqitur nfigurn vijuese.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 5

    Karakteristika fazore e filtrave ideal Karakteristikat e rrafshta amplitudore t filtrave ideal nuk

    shkaktojn shtrembrime amplitudore n brezin e tyre lshues. Pr tiu shmangur shtrembrimeve fazore nevojitet q

    karakteristika fazore e filtrit t jet lineare. Le t marrim se n hyrje t filtrit ideal ult-lshues vepron nj

    sinjal i prbr nga dy komponent sinusoidal( ) ( ) ( )cos cosx t t t

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 6

    ( ) ( ) ( )1 2cos cosx t t t = + Frekuencat e t dy komponentve le t gjenden brenda brezit

    lshues t filtrit, q do t thot se 1

  • Ather me kalim t sinjalit npr filtr, sinusoidat do tshfazohen pr kndet:

    1 1 0 2 2 0 dhe t t = = Amplitudat e sinusoidave n dalje t filtrit mbesin t njjta sepse

    A(1)=A(2)=1. Prandaj drejtprsdrejti shnojm:( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 1 0 2 2 0 1 0 2 0cos +cos cos cosy t t t t t t t t t = = +

    Amplitudat e sinusoidave n dalje t filtrit mbesin t njjta sepse

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 7

    Amplitudat e sinusoidave n dalje t filtrit mbesin t njjta sepseA(1)=A(2)=1. Prandaj drejtprsdrejti shnojm:

    ( ) ( )0y t x t t= Kur karakteristika fazore sht lineare t dy komponentt

    sinusoidal t sinjalit, edhe pse me frekuenca t ndryshme,vonohen pr zhvendosje t njjt kohore t0.

    N kt rast thuhet se nuk ka shtrembrime fazore.

    N rastin e kundrt, po t ishte karakteristika fazore jolineareather nuk do t mund t vendosej prpjesa lineare n mes tshfazimeve

    1 1

    2 2

    q pr rrjedhoj do t kishte pashmangshm edhe( ) ( )0y t x t t

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 8

    me prfundim se sinjali dals nuk i ngjan sinjalit hyrs pr arsyet shtrembrimeve t shkaktuara nga karakteristika jolinearefazore e filtrit.

  • Filtri ideal ult-lshues me karakteristik lineare fazore Le t jet filtri ideal ult-lshues me karakteristik t rrafsht

    amplitudore dhe karakteristik lineare fazore, t treguara nfigur.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 9

    ( ) 01 ,0,

    j tc

    ulc

    eH

    far prgjigje impulsive h(t) ka ky filtr?

    ( ) ( )( ) ( )

    ( )( )

    0

    0 0 0

    0

    1 12 2

    sin1sinc

    2

    c

    c

    c

    c

    j tj t j tul

    cj t t cc c

    c

    h t H e d e e d

    t t t te d

    t t

    = =

    = = =

    hul(t)

    t0+ / ct0- / c

    c/

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 10

    Prgjigja impulsive hul(t) sht me kohzgjatje t pakufizuar ngat dy ant q do t thot se filtri ideal sht joshkaksor dhefizikisht i parealizueshm.

    0 tt0

    2 / c

  • Shembull : T prcaktohet prgjigja e filtrit ideal ult-lshues mefrekuenc t prerjes c n sinjalin

    ( ) sinc tx t

    =

    Nga vetia e dualitetit t domenit kohor dhe t atij frekuencordim se spektri i x(t) ka trajt drejtkndshe si n figur.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 11

    Parametrat e spektrit llogariten nga shprehja e prgjithshme( ) 1 1sinc sinct tx t A

    = =

    Prej ktu rrjedh: 1=1, A=.

    Spektri i sinjalit dals do t jet( ) ( ) ( )Y H X =

    Prgjigja frekuencore e filtrit ideal ult-lshues sht e dhn me

    ( ) 01 ,0,

    j tc

    c

    eH

    Rasti (a) - frekuenca kufitare e spektrit t sinjalit hyrs sht m

    e vogl se frekuenca e prerjes c, c>1.0, 1j te

  • Rasti (a) - frekuenca kufitare e spektrit t sinjalit hyrs sht me madhe se frekuenca e prerjes c, c
  • T shohim se far ndodh me procesin e demodulimit n t dydomenet, kohor dhe at frekuencor.

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )

    20 0

    0

    cos cos

    1 1 cos 22

    AMy t x t t x t t

    t x t

    = =

    = + ( ) ( ) ( ) ( )0 01 1 12 22 4 4Y X X X = + + +

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 15

    Skema e plot e demodulatorit sinkron.

    Multipleksimi i sinjaleve n frekuenc

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 16

    Npr nj kanal (medium fizik) mund t transmetohennjkohsisht m shum sinjale t informacionit nse spektrat etyre palosen n frekuenc.

    Kjo mnyr e prpunimit t sinjalit quhet multipleksimfrekuencor.

    Le t jen N sinjale t informacionit x1(t), x2(t),...,xN(t) q t gjithq zn brezin e njjt frekuencor ||B.

  • N qoft se sinjalet e informacionit modulohen me barts t frekuencave nmes veti t zhvendosura pr 2B, ather spektrat e AM sinjaleve nukprputhen. Kjo situat sht ilustruar n figurn vijuese.

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 17

    Skema parimore e multipleksimit dhe demlutipleksimit

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 18

  • 2. Rimkmbja e PAM sinjalit PAM sinjali

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 19

    ( ) ( ) ( )PAMk

    x t x t p t kT

    =

    = Nse vargu periodik i pulseve prafrohet me varg t delta

    impulseve, ather vlen

    ( ) ( ) ( ) ( )1 mjk tPAMk k

    x t x t t kT x t eT

    = =

    = =

    ( ) ( )1PAM mk

    X X kT

    =

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 20

    Rimkmbja e sinjalit bhet duke veuar spektrin e sinjalit nbrezin themelor prmes nj filtri ult-lshues.

  • Le t jet prgjigja frekuencore e filtrit si n vijim

    0 B

    Hul( )T

    -B

    ( ) ,0,ulT B

    HB

    =

    > Prgjigja impulsive e filtrit.

    ( ) sincul BT Bth t

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 21

    N dalje t filtrit kemi

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )ul PAM PAM uly t h t x t x h t d

    = = ( ) ( ) ( )PAM

    kx t x kT t kT

    =

    =

    ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( )( ) ( )

    ( ) ( )ul

    ulk

    ulk

    x kT h t kT

    ulk

    y t x kT kT h t d

    x kT kT h t d

    x kT h t kT

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 22

    ( ) ( ) ( ) ( ) sinck

    BT By t x kT t kT x t

    =

    = =

    Formula interpoluese (rimkmbse)

  • Rast i veant

    ,

    2mB BT = =

    ( ) ( ) ( ) sinc2

    m

    ky t x kT t kT

    =

    =

    Sinjale&Sisteme Ligj. 8 23

  • Transformimi Furie i sinjaleve diskrete

    Seria Diskrete Furie (SDF) Transformimi Furie n Koh Diskrete

    (TFKD)

    Sinjale&Sisteme 1Ligj. 9

    1. Seria Diskrete Furie (SDF) Dihet se sinjali i vazhduar periodik, me period T, mund t

    paraqitet prmes Seris Furie

    ( ) 0l jl tll

    x t c e =

    =

    = Supozojm se edhe sinjali diskret periodik mund t paraqitet

    prmes nj serie t trajts s ngjashme

    [ ] 01 jk nkk

    x n d eN

    =

    Sinjale&Sisteme 2Ligj. 9

  • Le t evidentohen ngjashmrit dhe dallimet n mes t ktyre dyrasteve

    t dhe T kan njsi n sekonda [s]Sinjali i vazhduar periodik

    -10

    2rad s

    T

    = Frekuenca themelore:

    Sinjali diskret periodikn dhe N nuk kan njsi

    Frekuenca themelore:

    [ ]0 2 radN =

    ( ) 0jl tle t e = [ ] 0jk nke n e =

    T

    Sinusoidat baz t zbrthimit t sinjaleve t vazhduara periodike

    Sinusoidat baz t zbrthimit t sinjaleve diskrete periodike

    Kufijt e seris

    l

    =

    Kufijt e seris

    ?

    ?k=

    Sinjale&Sisteme 3Ligj. 9

    Sinusoida e vazhduar sht periodike vetm n varsi tvariablit t pavarur t, e jo edhe n varsi t indeksit l.

    ( ) ( ) ( )0 0 2jl t T jl t j ll le t T e e e e t ++ = = = Kjo ka pasoj q ( ) ( )

    1 21 2 l ll l e t e t

    Prandaj kufijt e shums te sinjalet e vazhduara e prshkojntr brezin e vlerave t indeksit l, -

  • Sinjali diskret periodik x[n] mund t paraqitet prmes seris[ ]

    21

    0

    1 N jk nNk

    kx n d e

    N

    =

    = q quhet Seria Diskrete Furie (SDF). dk jan koeficientet e SDF. Prcaktimi i koeficienteve t SDF

    [ ] ( )2 2 2 21 1 1 1 1

    0 0 0 0 0

    1 1N N N N Njm n jk n jm n j k m nN N N Nk k

    n n k k nx n e d e e d e

    N N

    = = = = =

    = =

    ( )

    ( )[ ]

    21 1

    20 0

    1 1 1

    1

    j k mN N

    k k mj k mk kN

    e d N k m d dN N

    e

    = =

    = = =

    Pra, koeficientet e SDF llogariten nga shprehja

    [ ]21

    0

    N jk nN

    kn

    d x n e

    =

    = Shumat e fundme nuk kan probleme me konvergjenc!

    Sinjale&Sisteme 5Ligj. 9

    2. Transformimi Furie i kohs diskrete (TFKD)

    Ngjashm si te transformimi Furie i kohs s vazhduar edhe teprkufizimi i TFKD, sinjali diskret aperiodik mund t merret sirast limit i sinjalit periodik kur N.

    Kushti N implikon q edhe indekset e koeficienteve t SDFdk t marrin vlera nga intervali i pafundm, -

  • Transformimi Furie i nj sinjali diskret X(ej) i sinjalit x[n] sht iprkufizuar me: ( ) [ ]j j n

    n

    X e x n e

    =

    = () Cilat sinjale, sipas definicionit (), kan TFKD ?

    a) T gjitha sinjalet me kohzgjatje t fundme dhe vlera t kufizuara.b) Vetm ato sinjale me kohzgjatje t pafundme q jan t mbledhshme

    sipas modulit, domethn, q plotsojn kushtin:[ ]

    n

    x n

    < n=

    Ky sht kusht i mjaftueshm (por jo edhe i nevojshm) q sinjaletenergjis t ken TFKD, sepse:

    [ ] [ ]2

    2

    n n

    E x n x n

    = =

    =

    Shembulli 1. Sinjali [ ] [ ]1 1x n u nn

    =

    sht sinjal i energjis, sepse: [ ]2

    2

    21 1

    16n n

    E x nn

    = =

    = = = por nuk sht i mbledhshm sipas modulit.

    Sinjale&Sisteme 7Ligj. 9

    TFKD X(ej) quhet edhe spektr i sinjalit x[n]. X(ej) mund t paraqitet si:

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )jj j j jR IX e X e jX e X e e = + =( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )

    2 2, arctan

    jIj j j

    R I jR

    X eX e X e X e

    X e

    = + =

    |X(ej)| quhet spektr amplitudor i sinjalit x[n]. Madhsia () quhet spektr fazor i sinjalit x[n]. N qoft se x[n] sht sinjal real, ather |X(ej)| dhe [X (ej)] N qoft se x[n] sht sinjal real, ather |X(ej)| dhe [XR(ej)]

    jan funksione ifte t , derisa () dhe [XI(ej)] janfunksione teke t . (T provohet kjo si detyr shtpie)

    TFKD X(ej) sht funksion periodik variablit . Perioda e tij sht 2. ( )( ) [ ] ( ) [ ]

    [ ] ( )

    2 2 2j k j k n j n j kn

    n n

    j n j

    n

    X e x n e x n e e

    x n e X e

    + +

    = =

    =

    = =

    = =

    Sinjale&Sisteme 8Ligj. 9

  • TFKD sht trsisht i prcaktuar brenda nj periode [-,]. Transformimi i sinjalit t vazhduar nuk sht periodik! Ky sht nj dallim i rndsishm n mes t transformimit t

    domenit t vazhduar kohor dhe t atij diskret kohor. TFKD e bn zbrthimin e sinjalit x[n] n komponentt spektral,

    ( ) [ ]j j nn

    X e x n e

    =

    = Prandaj shprehja e siprme quhet formul e analizs (spektrale). Prandaj shprehja e siprme quhet formul e analizs (spektrale). Formula pr transformim t kundrt Furie Nse sht i njohur X(ej), ather prmes transformimit t kundrt

    prfitohet sinjali x[n].[ ] ( )12 j j nx n X e e d

    =

    Kjo sht formul e sintezs s x[n] nga X(ej).Sinjale&Sisteme 9Ligj. 9

    Vrtetimi i formuls s sintezs:[ ] [ ] [ ] ( )

    [ ] ( )( ) [ ] [ ] [ ]

    1 12 2

    sin

    j n kj k j n

    k k

    k k

    x n x k e e d x k e d

    n kx k x k n k x n

    n k

    = =

    = =

    = =

    = = =

    Shembulli 2. Spektri i impulsit njsi [n].( ) [ ] [ ]0 1j j ne n e = = =( )

    n=

    Shembulli 3. Spektri i sinjaleve: x1[n]=anu[n] dhe x2[n]=-anu[-n-1]

    ( ) [ ] ( )10

    1, 1

    1nj n j n j

    jn n

    X e a e u n ae aae

    = =

    = = =

    A jan t njjta rezultatet e fituara?Sinjale&Sisteme 10Ligj. 9

  • Transformimi i prgjithsuar Furie i sinjaleve diskrete. Shum sinjale t rndsishme nuk kan transformim Furie n

    kuptimin e zakonshm. Pr shembull: x[n]=u[n] apo [ ] 0j nx n e = Transformimi i sinjalit t fundit sht:

    ( ) ( )02 2jk

    X e k

    =

    = + Vrtetimi:

    [ ] ( ) ( )( ) ( )0 0

    0

    0

    2 20

    1 1 2 22 2

    1 2 22

    j j n j n

    k

    j k n j nj n j k

    kj n

    x n X e e d k e d

    k e d e e e

    e

    =

    =

    = = + = + = =

    =

    Sinjale&Sisteme 11Ligj. 9

    Vetit e TFKD Ndrlidhja n mes t domenit kohor dhe atij frek