home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / rec / audio / 15492 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-11-21  |  4.0 KB  |  90 lines

  1. Newsgroups: rec.audio
  2. Path: sparky!uunet!spool.mu.edu!news.cs.indiana.edu!noose.ecn.purdue.edu!en.ecn.purdue.edu!syd
  3. From: syd@en.ecn.purdue.edu (Dennis P Hilgenberg)
  4. Subject: Re: Why filter D/A output?
  5. Message-ID: <1992Nov21.151041.21726@en.ecn.purdue.edu>
  6. Organization: Purdue University Engineering Computer Network
  7. References: <1992Nov8.222911.27702@doug.cae.wisc.edu> <1992Nov20.000415.1811@lugb.latrobe.edu.au> <1992Nov20.211918.15482@nas.nasa.gov>
  8. Date: Sat, 21 Nov 92 15:10:41 GMT
  9. Lines: 79
  10.  
  11. Wait a minute here.  Someone seems to have strayed from the topic
  12. at hand.
  13.  
  14. philg@martigny.ai.mit.edu wrote:
  15.  
  16.     Driving a nonlinear, i.e. distorting, system, i.e. amplifier/speaker,
  17.     with a single frequency produces an output made up only of that
  18.     frequency and its harmonics.  This can be shown easily by looking at a
  19.     Taylor series expansion of a nonlinear function and seeing what
  20.     happens to cosine squared and cosine cubed terms (use trig
  21.     identities).
  22.  
  23. To which I responded:
  24.  
  25.     This is [mathematically] not true in general.  
  26.     Example: f(x) = arccos (x).  The output of such a system 
  27.     when x = cos(t) is simply t, which is not periodic, and
  28.     hence does not have a Fourier series expansion.
  29.  
  30.     One could be more obnoxious by letting f(x) = cos (1.5 arccos(x)).
  31.     
  32.     The Taylor series must converge at every point in order for this
  33.     argument to work.  (Note that arccos (x) does not meet this 
  34.     requirement.)
  35.  
  36.     A sufficient condition for this is that the nonlinearity be continuous.
  37.     (In the real world, this is probably a valid assumption.)
  38.  
  39. MATGBB@LURE.LATROBE.EDU.AU (BYRNES,Graham) countered with:
  40.  
  41.     I guess we can at least assume that the transfer function is bounded
  42.     over any compact interval ? :-) One might even hope that it would be 
  43.     continuous....so we can use Taylor's theorem to get an arbitrarily
  44.     accurate approximation over the domain (ie possible input values).
  45.     Cheers, GB
  46.     (Yeah, I know, what a wank)
  47.  
  48. Now, out of the blue, fineberg@nas.nasa.gov writes:
  49.  
  50.     Actually you're both wrong.  The reason why we need filtering is 
  51.     because real functions are sampled  over finite intervals, i.e., we 
  52.     can't really produce a delta function.  This causes distortion, 
  53.     however, it is all outside of the frequency range of the original 
  54.     function (remember we filtered the original function to prevent 
  55.     aliasing).  Try sampling and recovering a signal, then display it 
  56.     on a scope or spectrum analyzer, it is pretty obvious.
  57.     (Dennis, you should have done this or will do this in EE440 lab).
  58.  
  59. Although I shouldn't have to defend my qualifications, I will clarify
  60. a few things.  (1) I am a PhD student in the field of digital signal 
  61. processing, and think I understand sampling theory quite well.  (2) 
  62. I am in fact a T.A. for the EE 440 lab that you mention (for those 
  63. outside the scope of Purdue University, this is the senior-level 
  64. "Transmission of Information" lab).  (3) The paragraph in the original 
  65. post to which I was responding (I've included it for your convenience) 
  66. had nothing to do with sampling.
  67.  
  68. Also, you have made several factual errors.  First, the issues of sampling
  69. over a finite interval and of non-ideal sampling pulses are not the same.
  70. Sampling over a finite interval (as opposed to over all time) will cause
  71. the "ideal" (Fourier transform) spectrum to be _convolved_ with a (sin x)/x
  72. function, while sampling with nonideal pulses (say rectangles) will 
  73. cause the Fourier transform to be _multiplied_ by a (sin x)/x term.
  74. This distortion takes place independent of additional distortion caused
  75. by the anti-aliasing filter(s), and in fact should be compensated for
  76. by well-designed filters.  I don't know what you mean when you say
  77. "we filtered the original function to prevent aliasing."
  78.  
  79. In either case, the distortion is _not_ confined to the terms outside
  80. the frequency range of interest.  I suggest that you conduct the 
  81. experiment that you recommended with a flat-spectrum signal, e.g., 
  82. a wideband FM modulation of a triangle wave, to see these effects 
  83. clearly demonstrated.
  84.  
  85.  
  86. -- 
  87. Dennis Hilgenberg
  88. syd@ecn.purdue.edu
  89. LaRouche in '96
  90.