In dieser Aufgabe wird ein kausales Signal $x(t)$ betrachtet, das zum Zeitpunkt $t = 0$ sprungartig von 0 auf $A$ ansteigt und für Zeiten $t > 0$ exponentiell mit der Zeitkonstanten $T$ abfällt:
In this task, a causal signal $x(t)$ is considered
*which rises abruptly from zero to $A$ at time $t = 0$, and
*decreases exponentially with the time constant $T$ for $t > 0$:
$$x(t) = A \cdot {\rm e}^{ - t/T} .$$
:$$x(t) = A \cdot {\rm e}^{ - t/T} .$$
An der Sprungstelle zum Zeitpunkt $t = 0$ gilt $x(t = 0) = A/2$.
At the jumping point at time $t = 0$, $x(t = 0) = A/2$.
Verwenden Sie für die numerischen Berechnungen die Parameter
Use the following parameters for the numerical calculations:
Die zu berechnende Spektralfunktion $X(f)$ wird komplex sein und kann daher nach Real– und Imaginärteil, aber auch nach Betrag und Phase dargestellt werden. Verwenden Sie die Notation:
The spectral function $X(f)$ to be calculated will be complex and therefore can be represented
*by real and imaginary part, but also
*by magnitude and phase.
''Hint:''
*This exercise belongs to the chapter [[Signal_Representation/Fourier_Transform_and_Its_Inverse|Fourier Transform and its Inverse]].
*Use the notation:
:$$X( f ) = \left| {X( f )} \right| \cdot {\rm e}^{ - {\rm j} \hspace{0.05cm}\cdot \hspace{0.05cm} \varphi( f )} .$$
$$X( f ) = \left| {X( f )} \right| \cdot {\rm e}^{ - {\rm j} \hspace{0.05cm}\cdot \hspace{0.05cm} \varphi( f )} .$$
===Fragebogen===
===Questions===
<quiz display=simple>
<quiz display=simple>
{Berechnen Sie die Spektralfunktion $X(f)$. Welcher Spektralwert ergibt sich bei der Frequenz $f = 0$?
{Calculate the spectral function $X(f)$. What spectral value results at the frequency $f = 0$?
*the real part is equal to $X_0/2 \hspace{0.15 cm}\underline{ = 1.5 \; {\rm mV/Hz}},$
*the imaginary part is equal to $–X_0/2 \hspace{0.15 cm}\underline{ = \hspace{0.1 cm}-1.5 \; {\rm mV/Hz}}.$
[[File:P_ID548__Sig_A_3_1_c_neu.png|250px|right|Spektrum des Exponentialimpulses (ML zu Aufgabe A3.1)]]
Bei der Frequenz $f_0$ ist
'''(3)''' The magnitude of a complex-valued function, which is a quotient, is equal to the quotient of the magnitudes of the numerator and denominator.
der Realteil gleich
[[File:P_ID548__Sig_A_3_1_c_neu.png|right|frame|Magnitude spectrum of the exponential pulse]]
$X_0/2 = 1.5$ mV/Hz, und
der Imaginärteil gleich
$–X_0/2 = –1.5$ mV/Hz.
'''3.''' Der Betrag einer komplexwertigen Funktion, die als Quotient vorliegt, ist gleich dem Quotienten der Beträge von Zähler und Nenner. Damit erhält man:
Für $f = f_0$ ergibt sich $\arctan(1)= \pi /4 \approx 0.785$, für sehr große Werte von $f$ nähert sich die Phasenfunktion dem Wert $\arctan(\infty) = \pi /2 \approx 1.571$ an. Beide Angaben sind im Bogenmaß („Radian”) zu verstehen.
*For very large values of $f$ the phase function approaches $\varphi ( f \to \infty ) =\arctan(\infty) = \pi /2 \hspace{0.15 cm}\underline{ \approx 1.571}$.
*Both specifications are to be understood in radians.
{{ML-Fuß}}
{{ML-Fuß}}
__NOEDITSECTION__
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[[Category:Aufgaben zu Signaldarstellung|^3. Aperiodische Signale - Impulse^]]
[[Category:Signal Representation: Exercises|^3.1 Fourier Transform and Its Inverse^]]
[[de:Aufgaben:Aufgabe 3.1: Spektrum des Exponentialimpulses]]
For $f = f_0$ this gives $\varphi ( f_0 ) =\arctan(1)= \pi /4 \hspace{0.15 cm}\underline{\approx 0.785}$.
For very large values of $f$ the phase function approaches $\varphi ( f \to \infty ) =\arctan(\infty) = \pi /2 \hspace{0.15 cm}\underline{ \approx 1.571}$.
Both specifications are to be understood in radians.