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    Señales y Sistemas

    Collection Editor:

    Richard Baraniuk 

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    Señales y Sistemas

    Collection Editor:

    Richard Baraniuk 

     Authors:

    Thanos Antoulas

    Richard Baraniuk 

    Steven J. Cox

    Benjamin Fite

    Roy Ha

    Michael Haag

    Don Johnson

    Ricardo Radaelli-Sanchez

    Justin Romberg

    Phil Schniter

    Melissa Selik 

    JP Slavinsky 

    Ricardo von Borries

    Translated By:

    Fara Meza

    Erika Jackson

    Online:

    C O N N E X I O N S

    Rice University, Houston, Texas

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        T   

      t    T 

    f  (t) =  f  (T  + t)  

       

    f  (t)    T   

     

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    T 0  

     

           

         

     

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          f (t)    f  (t) =   f  (−t)            

    f   

    f  (t) = −f  (−t)

     

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    f  (t) = 1

    2 (f  (t) + f  (

    −t)) +

     1

    2 (f  (t)

    −f  (

    −t))  

     

      f  (t) +  f  (−t)    f  (t) − f  (−t)  

     

     

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    e (t) =   12

     (f  (t) + f  (−t))

      o (t) =   12

     (f  (t) − f  (−t))

      e (t) + o (t) =  f  (t)  

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      f  (t) = 0    t < t1  < ∞  f  (t) = 0    t > t1   > −∞     t1

     

     

     

     

     

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    f  (t)            

    t1  < f  (t) < t2

      t1  > −∞     t2 < ∞     f  (t)

    ∞ ≤ f  (t) ≤ −∞

     

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    f  (t − T )  

      f   

      T 

     

     

     

     

      f  (at)    f     a

     

     

     

     

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      f  (t)    f  (− (at))

     

     

       

    f  (t)  

      t  

      at  

      f  (at)

     

    t  

      t −   ba

     

      f `

    a`

    t −   ba

    ´´ =  f  (at − b)

     

     

     

     

     

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    x (t) =  Acos(ωt + φ)  

      A   ω    φ  ωt    2πf t    

    T   = 2π

    ω  

     

     

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    A = 2

      w = 2  

      φ = 0

     

         

     

     

    f  (t) =  Best  

      s    σ    ω  

    s =  σ + jω  

     

     

     

     

     

    f  (t) =  Beαt  

      B     α     α

    •      α  0 

     

     

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    t = 0    

    δ (t)

      ∞−∞

    δ (t) dt = 1  

     

         

    u (t) =

    0    t <  01    t ≥ 0  

     

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    t

    1

     

    t

    1

     

       

     

     

     

     

     

     

     

     

    r (t) =

    0  

      t <  0tt0

      0 ≤ t ≤ t01    t > t0

     

     

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    t

    1

    t0

       

       

     

     

     

     

     

     

         

      a −   2

        a +   2    

    1

      limit→0

     

     

      δ (t)   ∞−∞

    δ (t) dt = 1  

     

     

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    f  (t) δ (t) =  f  (0) δ (t)  

     

     

     

     

     

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     ∞−∞ f  (t) δ (t) dt   =

     ∞−∞ f  (0) δ (t) dt

    =   f  (0)  ∞−∞ δ (t) dt=   f  (0)

     

      δ (t − T )     δ (t)    f  (T )    

     

     

     

     

     

     

     

       

     

    •   δ (αt) =   1|α|δ (t)•   δ (t) =  δ (−t)•   δ (t) =   d

    dtu (t)    u (t)

     

     

     

     

     

    δ [n] =

    1    n = 00    

       

     

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    k  

      s [k]    

    k  

      δ [n

    −k]  

     

    s [n] =∞

    k=−∞s [k] δ [n − k]  

     

       

     

         

     

     

     

     

     

        δ (t)     δ [n]  

       

     

     

         

     

     

     

     

     

    x  

    ex = 1 + x1

    1!  +

     x2

    2!  +

     x3

    3!  + . . .  

    ex =∞k=0

    1

    k!xk  

     

     

     

     

     

     

     

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    ex1+x2 = ex1ex2  

     

      s      

    f  (t) =   Aest

    =   Aejωt  

      A   t    s   s   =   jω        

     

     

    Aejωt = Acos(ωt) + j (Asin(ωt))  

     

     

     

     

     

      s   s =  σ + jω  

    f  (t) =   Aest

    =   Ae(σ+jω)t

    =   Aeσtejωt

     

      S             

    S  =  Aeσt  

     

    f  (t) =  Aeσt (cos(ωt) + jsin(ωt))  

    Re (f  (t)) =  Aeσt

    cos(ωt)  

    Im (f  (t)) =  Aeσtsin(ωt)  

     

     

     

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    f  [n] =   BesnT 

    =   BejωnT   

      nT 

     

     

    cos(ωt) =  ejwt + e−(jwt)

    2  

    sin(ωt) = ejwt − e−(jwt)

    2 j  

    ejwt = cos(ωt) + jsin(ωt)  

     

     

     

     

     

     

     

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    t = 0  

      σ  

     

    σ  

     

    σ

     σ   ω   ω

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      s        

     

     

     

     

     

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    s  

     

    s  

       

     

         

     

     

     

     

     

       

     

     

         

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    s (n)    n  = {. . . , −1, 0, 1, . . . }    

     

      δ (n − m)     n =  m

     

    n

    sn

    1

       

     

     

       

    s (n) =  ej2πfn  

     

      s (n) =  Acos(2πf n + φ)    

          f   − 1

    2,  12

     

     

    ej2π(f +m)n =   ej2πfnej2πmn

    =   ej2πfn  

      2π

     

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    δ (n) = 1    n = 00    

     

    1

    n

    δn

     

     

     

      m  s (m)    m    δ (n − m)      

    s (n) =∞

    m=−∞

    s (m) δ (n−

    m)  

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      s (n)  {a1, . . . , aK }      A  

     

         

     

     

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      t = 0

     

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      H 

    H  (kf  (t)) =  kH  (f  (t))  

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    H   

    H  (f 1 (t) + f 2 (t)) =  H  (f 1 (t)) + H  (f 2 (t))  

       

     

     

    H  (k1f 1 (t) + k2f 2 (t)) =  k2H  (f 1 (t)) + k2H  (f 2 (t))  

     

         

      H     H  (f  (t)) =  y (t)   H      T 

    H  (f  (t − T )) =  y (t − T )  

     

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        t0   y (t0)    

    t0

     

         

     

     

           

     

     

      x (t)    y (t)  

    |y (t) | ≤ M y  < ∞    

    |x (t) | ≤ M x  < ∞  M x     M y  

      t  

         

     

     

     

     

     

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    x  

      L  

      y  

      x  

      α     α

     

     

     

     

     

     

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    α 

      β   

     

     

     

       

     

     

     

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        t  

     

    t0  

     

    t0

    x (t)     x (t − t0)    

    x (t)     x (t − t0)    

    x (t − t0)    t0  

     

       

         

     

     

     

     

       

     

     

     

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        t0    

     

       

      h (t)    t <  0

     

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    f  (t)   y (t)

    dny (t)

    dtn  + an−1

    dn−1y (t)dtn−1

      + · · · + a1 dy (t)dt

      + a0y (t) =  bmdmf  (t)

    dtm  + · · · + b1 df  (t)

    dt  + b0f  (t)

    ni=0

    aidiy (t)

    dti  =

    mi=0

    bidif  (t)

    dti  

      an  = 1  

     

    y (t)    f  (t)

    y (t) =  yi (t) + ys (t)

      yi (t)         ys (t)         f  (t)  

     

     

     

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    yi (t)

     

     

     

     

     

     

    y0 (t)  

    n

    i=0ai

    diy0 (t)

    dti  = 0   , an  = 1  

      D Dn + an−1Dn−1 + · · · + a0

    y0 (t) = 0  

      y0 (t)    0    t  y0 (t) ,

     dy0(t)dt

      ,   d2y0(t)dt2

      , . . .

    est   s ∈   C  

    y0 (t) =  cest , c = 0  

     

      s

      ddty0 (t) =  csest   d2

    dt2 y0 (t) =  cs2est . . .  

    Dn + an−1Dn−1 + · · · + a0

    y0 (t) = 0

    c

    sn + an−1sn−1 + · · · + a1s + a0

    est = 0  

      t  

    sn + an−1sn−1 + · · · + a1s + a0  = 0  

     

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          s   {s1, s2, . . . , sn}

    (s

    −s1) (s

    −s2) (s

    −s3) . . . (s

    −sn) = 0

    c1es1t

    c2es2t

    . . .

      cnesnt

         

    y0 (t) =  c1es1t + c2e

    s2t + · · · + cnesnt     {c1, . . . , cn}

     

      yi (t) = 0       yi (t)

     

     

    ni=0

    aidiy (t)

    dti  =

    mi=0

    bidif  (t)

    dti  

      f  (t)     f  (t)  

     

     

    f  (t)   

    h (t)  

     

    m < n

    dny (t)

    dtn  + an−1

    dn−1y (t)dtn−1

      + · · · + a1 dy (t)dt

      + a0y (t) =  bmdmf  (t)

    dtm  + · · · + b1 df  (t)

    dt  + b0f  (t)  

     

    QD [y (t)] =  P D [f  (t)]  

      QD [·]    y (t)  

    QD [y (t)] = dny (t)

    dtn  + an−1

    dn−1y (t)dtn−1

      + · · · + a1 dy (t)dt

      + a0y (t)  

      P D [·]    f  (t)  

    h (t) =  bnδ (t) + P D [yn (t)] µ (t)  

      m < n    bn   = 0   yn  

    yn−1 (0) = 1, yn−2 (0) = 1, . . . , y (0) = 0

     

     

     

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    x (t)   h (t)        

    y (t) =

      ∞

    −∞

    x (τ ) h (t − τ ) dτ   

      ∗    

    y (t) =  x (t) ∗ h (t)  

    τ   =  t − τ       

    x (t) ∗ h (t) =  h (t) ∗ x (t)    

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    ∼  

     

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      f  (t)  

      h (t)

       

     

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            Æ             

     

     

     

     

                         

     

    f  (τ )

    t

       

     

    τ   

     

      f  (t)

     

     

     

     

      δ ∆ (t) =

    1∆    −  ∆2   < t <  ∆20  

     

     

     

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    limit∆→0 δ ∆ (t)   →   h  →   limit∆→0 h (t)limit∆→0

    δ ∆ (t − n∆)   →   h  →   limit∆→0

    h (t − n∆)limit∆→0

    f  (n∆) δ ∆ (t − n∆) ∆   →   h  →   limit∆→0

    f  (n∆) h (t − n∆) ∆limit∆→0

    n f  (n∆) δ ∆ (t − n∆) ∆   →   h  →   limit∆→0

    n f  (n∆) h (t − n∆) ∆ ∞−∞ f  (τ ) δ (t − τ ) dτ    →   h  →

     ∞−∞ f  (τ ) h (t − τ ) dτ 

    f  (t)   →   h  →   y (t) =  ∞−∞ f  (τ ) h (t − τ ) dτ   

     

     

     

      t     t    t  

     

     

         

     

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    x (t)     h (t)

     

     

     

     

     

      τ    h (t − τ )    

     

     

     

     

     

     

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      h (t − τ )  

     

      h (t − τ ) 

    x (t)  

      t  

     

    h (t − τ )    t  

    t <  0 0 ≤ t <  1 1 ≤ t <  2 t ≥ 2

     

     

      x (t) h (t

    −τ )   0  

    0 ≤ t <  1

    y (t) = t0

     1dτ 

    =   t  

    1 ≤   t <   2  h (t − τ )   t − 1  

     

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    y (t) =

     1

    t−1 1dτ 

    = 1−

    (t−

    1)

    = 2 − t  

     

     

     

    y (t) =

    0    t <  0

    t    0 ≤ t <  1

    2 − t    1 ≤ t <  20    t ≥ 2

     

     

     

    x (t) ∗ h (t)

     

    x (t)

         

     

     

     

     

     

     

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    f 1 (t) ∗ (f 2 (t) ∗ f 3 (t)) = (f 1 (t) ∗ f 2 (t)) ∗ f 3 (t)  

     

     

       

    y (t) =   f  (t) ∗ h (t)=   h (t) ∗ f  (t)

     

     

     

    y (t) =

      ∞−∞

    f  (τ ) h (t − τ ) dτ   

      τ  = t − τ     

    y (t) = ∞−∞ f  (t − τ ) h (τ ) dτ 

    = ∞−∞ h (τ ) f  (t − τ ) dτ 

     

    f  (t) ∗ h (t) =  h (t) ∗ f  (t)  

     

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    f 1 (t)

    ∗(f 2 (t) + f 3 (t)) =  f 1 (t)

    ∗f 2 (t) + f 1 (t)

    ∗f 3 (t)  

     

     

     

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      c (t) =  f  (t) ∗ h (t)  

    c (t − T ) =  f  (t − T ) ∗ h (t)  

     

    c (t − T ) =  f  (t) ∗ h (t − T )  

     

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    f  (t) ∗ δ (t) =  f  (t)  

     

      δ (t)    

    f  (t) ∗ δ (t) =  ∞−∞

    δ (τ ) f  (t − τ ) dτ   

      δ (τ ) = 0    τ  

    = 0  

    f  (t) ∗ δ (t) =  ∞−∞ δ (τ ) f  (t) dτ =   f  (t)

     ∞−∞ δ (τ ) dτ 

     

      δ (τ )    τ  = 0  

    f  (t) ∗ δ (t) =  f  (t)  

     

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      Duracin (f 1) =  T 1    (f 2) =  T 2  

    Duracin (f 1

    ∗f 2) =  T 1 + T 2  

     

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      (f 1) =  N 1    (f 2) =  N 2  

    Duracin (f 1 ∗ f 2) =  N 1 + N 2 − 1  

     

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      f      h    f  ∗ h

         

     

     

     

     

       

    A  

      |f  (t) | < A

     

     

     

     

    h (t)    

     

      ∞

    −∞ |h (t)

    |dt <

    ∞  

       

     

     

    h (n)      

     

    ∞n=−∞

    |h (n) | < ∞  

     

     

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     jω