Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Vychislitelny_praktikum

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
16.03.2015
Размер:
7.27 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

Продолжение приложения 8

Частотные характеристики ортогональных фильтров Якоби (α = 0, β = 1)

 

k = 0, 2, 4

 

 

 

k = 1, 3, 5

 

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

Im(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

2.8

 

 

 

 

 

1.6

 

 

 

 

 

4.4

 

 

 

 

 

2 1

0.2

0.6

1.4

2.2

3

6 4

2

0

2

4

6

 

 

Re(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

Re(W11(k,ω,γ))

 

 

10

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Im(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

10 10

6

2

2

6

10

10 10

6

2

2

6

10

 

 

Re(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

Re(W11(k,ω,γ))

 

 

10

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

Im(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

20 10

5

0

5

10

15

20 20

12

4

4

12

20

 

 

Re(W11(k,ω,γ))

 

 

 

 

Re(W11(k,ω,γ))

 

 

203

Продолжение приложения 8

Частотные характеристики ортогональных фильтров Якоби (α =0, β = 2)

k = 0, 2, 4

 

 

 

 

k = 1, 3, 5

 

 

 

1

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Im(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

1.4

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

2.2

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

3 1

0

1

2

3

4

10 10

6

2

2

6

10

 

 

Re(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W12(k,ω,γ))

 

 

20

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

Im(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

20 20

12

4

4

12

20

40

40

24

8

8

24

40

 

 

Re(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W12(k,ω,γ))

 

 

40

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

Im(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

40 40

24

8

8

24

40

50

50

30

10

10

30

50

 

 

Re(W12(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W12(k,ω,γ))

 

 

204

Продолжение приложения 8

Частотные характеристики ортогональных фильтров Якоби (α = −0,5, β = 0)

 

k = 0, 2, 4

 

 

 

 

 

k = 1, 3, 5

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

Im(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

1.4

 

 

 

 

 

 

1 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W6(k,ω,γ))

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

Im(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

2 2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W6(k,ω,γ))

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

Im(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

2 2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W6(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W6(k,ω,γ))

 

 

205

Продолжение приложения 8

Частотные характеристики ортогональных фильтров Якоби (α = 0,5, β = 0)

 

k = 0, 2, 4

 

 

 

 

 

k = 1, 3, 5

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

Im(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

1.4

 

 

 

 

 

 

1 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W7(k,ω,γ))

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

Im(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

2 2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W7(k,ω,γ))

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

Im(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

2 2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W7(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W7(k,ω,γ))

 

 

206

Продолжение приложения 8

Частотные характеристики ортогональных фильтров Дирихле

 

k = 0, 2, 4

 

 

 

 

 

k = 1, 3, 5

 

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

1.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

Im(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

1 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

1

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W5(k,ω,γ))

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

Im(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

2 2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W5(k,ω,γ))

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

Im(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Im(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

2 2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

2

2

1.2

0.4

0.4

1.2

2

 

 

Re(W5(k,ω,γ))

 

 

 

 

 

Re(W5(k,ω,γ))

 

 

207

Приложение 9

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПРАКТИКУМ 4. «ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ»

Цель работы: исследование частотных характеристик ортогональных функций.

1. Построить частотные характеристики, соответствующие выражениям (4.6) - (4.9); m = 0 – 4,

γ = const.

m := 0.. 4

γ := 0.87

ω := 0,0 + 0.01.. 50

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ(k) := atan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (k + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ReW(m) :=

 

 

1

 

 

cos (φ(m)) cos φ(m) +

 

0 if m

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (m +

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

φ(s ,ω)

otherwise

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s = 0

 

 

 

 

 

ImW(m) := −

1

 

 

 

cos (φ(m)) sin φ(m) +

 

0 if m

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (m + 1)

 

 

 

m1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

φ(s )

otherwise

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s = 0

 

 

 

 

 

MoW (m) :=

cos (φ(m))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (m + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ(m) + 2

φ(s )

 

 

m1

 

 

 

 

 

 

 

 

φ (m) + 2

 

+ trunc

 

 

s = 0

 

 

 

ΦW(m) := −

φ (s )

 

 

π

 

+ 0.5

π

 

s = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

208

 

 

1.5

 

 

 

 

 

ReW(0) 1.1

 

 

 

 

 

ReW(1)

 

 

 

 

 

 

ReW(2) 0.7

 

 

 

 

 

ReW(3) 0.3

 

 

 

 

 

ReW(4)

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

0.50

4

8

12

16

20

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

ImW(0

)

0.2

 

 

 

 

 

ImW(1

)

 

 

 

 

 

 

ImW(2

)

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ImW(3

)0.2

 

 

 

 

 

ImW(4)

0.4

0.6

 

 

 

 

 

 

 

0

4

8

12

16

20

 

 

 

 

ω

 

 

 

1.5

MoW(0)1.2

MoW(1)

MoW(2)0.9

MoW(3)0.6

MoW(4)

0.3

0

 

 

 

 

 

 

 

0

3

6

9

12

15

 

 

 

 

ω

 

 

 

209

 

2

π

 

 

ΦW(0)

1.2

2

 

ΦW(1)

ΦW(2) 0.4

ΦW(3)0.4

ΦW(4)

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

10

20

30

40

 

 

 

 

50

ω

2. Построить зависимость квадрата модуля частотной характеристики ортогонального фильтра от порядка m; m = 0 - 4, γ = const.

MoWf (m) :=

4 (m + 1)2 γ2

 

 

 

 

 

(m + 1)2 γ2 + ω2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

MoWf (0)3.2

 

 

 

 

 

 

MoWf (1

)

 

 

 

 

 

 

MoWf (2

)2.4

 

 

 

 

 

 

MoWf (3

)1.6

 

 

 

 

 

 

MoWf (4

)

 

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

0

0

5

10

15

20

25

 

 

 

 

 

ω

 

 

3. Построить зависимость квадрата модуля частотной характеристики ортогонального фильтра от параметра γ; m = const.

m := 3

 

MoWf (γ,ω1) :=

4 (m + 1)2 γ2

(m + 1)2 γ2 + ω12

 

210

CreateMesh (MoWf )

4. Построить зависимость полосы пропускания ортогонального фильтра m - ого порядка от параметра γ; m = 0 - 4.

ω

c

(m) := π γ (m + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

ωc(01 )160

 

 

 

 

 

 

ωc(11 )

 

 

 

 

 

 

ωc(2

120

 

 

 

 

 

 

1 )

 

 

 

 

 

 

ωc(3

1 ) 80

 

 

 

 

 

 

ωc(4

1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

5

10

15

20

25

 

 

 

 

 

 

 

γ1

 

 

211

Приложение 10

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ

Модель ρx (τ )= eλ τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П 10.1

ψk (τ ,γ / α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

βk

 

 

 

 

1

 

 

 

 

P(1 2,0) (τ,γ)

γ (4k +1)∑k

Cks Cks+s1/

12/ 2

(1)s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(λ +γ ((4s +1)/ 2))

k

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (4k + 3)∑k

 

 

 

 

(1)s

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

P(1 2,0 )(τ,γ)

Cks Cks++s1+/

12/ 2

 

 

 

 

 

 

 

(λ +γ ((4s + 3)/ 2))

k

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2γ (2k +1)∑k

Cks Cks+s (1)s

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

P( 0,0 ) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

 

(λ +γ (2s +1))

k

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2γ (k +1)∑k

Cks Cks++s1+1 (1)s

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

P( 1,0 ) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(λ +γ (s +1))

k

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2γ (2k + 3)∑k

Cks Cks++s2+2 (1)s

 

 

 

 

1

 

 

 

 

P( 2,0 ) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(λ +γ (2s + 3))

k

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ Cks

 

(γ )

s

s+1

Lk (τ ,γ )

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

(λ +γ / 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

k s (γ )s (s +1)

(1)

(τ ,γ )

 

 

2

 

 

Lk

 

γ

 

Ck +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(λ +γ / 2)

s+2

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ 3

k

 

 

k s (γ )s (s +1)(s + 2)

(2 )

(τ ,γ )

 

 

Lk

 

Ck +2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

(λ +γ / 2)

s+3

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

212

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]