1. Trang Chủ
  2. Kĩ thuật Viễn thông
  3. Bài giảng Xử lý số tín hiệu: Chương 4 - TS. Chế Viết Nhật Anh

Bài giảng Xử lý số tín hiệu: Chương 4 - TS. Chế Viết Nhật Anh

Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 2: Các hệ thống thời gian rời rạc cung cấp cho người học các kiến thức: Tín hiệu thời gian rời rạc, các quy tắc vào - ra, các kết nối phần tử cơ bản, phân loại các hệ thống thời gian rời rạc,... Mời các bạn cùng tham khảo. 26/09/2012 XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU Chương 3: Các hệ thống thời gian rời rạc Nội dung  Tín hiệu thời gian rời rạc  Các quy tắc vào/ra  Các kết nối phần tử cơ bản  Phân loại các hệ thống thời gian rời rạc  Kết nối trong hệ thống thời gian rời

Thể loại Tài liệu miễn phí Kĩ thuật Viễn thông

Số trang 19

Ngày tạo 10/16/2019 10:11:22 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.55 M

Tên tệp

Tải Bài giảng Xử lý số tín hiệu: Chương 4 - TS. Chế Vi... (.pdf)

Xem mẫu

  1. 26/09/2012 XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU Chương 3: Các hệ thống thời gian rời rạc Nội dung  Tín hiệu thời gian rời rạc  Các quy tắc vào/ra  Các kết nối phần tử cơ bản  Phân loại các hệ thống thời gian rời rạc  Kết nối trong hệ thống thời gian rời rạc  Phân tích hệ thống LTI  Bài tập 2 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  2. 26/09/2012 Tín hiệu thời gian rời rạc  ( ), ∈ , là hàm của một biến độc lập (số nguyên)  ( ) chỉ được định nghĩa tại các điểm rời rạc ∈ , không được định nghĩa tại các điểm ∉  Câu hỏi: ( ) = 0 tại các điểm không phải số nguyên ?? SAI = ( )| : chu kỳ lấy mẫu, : chỉ số của mẫu tín hiệu thứ , ngay cả khi tín hiệu ( ) không phải được từ lấy mẫu tín hiệu ( ) 3 Tín hiệu thời gian rời rạc  Một số dạng biểu diễn của tín hiệu thời gian rời rạc:  Dạng hàm 1 đối với = 1, 3 = 2 đối với = 2 0 trường hợp khác  Dạng bảng ⋯ − 2 − 1 0 1 2 3 4 ⋯ ( ) ⋯ 0 0 0 1 2 1 0 ⋯  Dạng chuỗi ( : chỉ vị trí = 0) o Tín hiệu vô hạn = … , 0, 0, 1, 2, 1, 0, … 4 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  3. 26/09/2012 Tín hiệu thời gian rời rạc  Một số dạng biểu diễn của tín hiệu thời gian rời rạc: o Tín hiệu hữu hạn = 0, 0, 1, 2, 1, 0  Dạng đồ thị ( ) 2 1 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 5 Tín hiệu thời gian rời rạc  Một số dạng tín hiệu thời gian rời rạc cơ bản:  Tín hiệu xung đơn vị 1 = đố ớ = 0 0 đố ớ ≠ 0  Tín hiệu bước đơn vị 1 = đố ớ ≥ 0 0 đố ớ < 0  Tín hiệu dốc đơn vị = đố ớ ≥ 0 0 đố ớ < 0  Tín hiệu mũ = ∀ ∈ 6 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  4. 26/09/2012 Tín hiệu thời gian rời rạc  Phân loại tín hiệu thời gian rời rạc  Tín hiệu năng lượng o Năng lượng tín hiệu: = ( ) o : Hữu hạn 0 < < +∞ ⇒ : Tín hiệu năng lượng  Tín hiệu công suất o Công suất tín hiệu: = lim ∑ ( ) → o : Hữu hạn 0 < < +∞ ⇒ : Tín hiệu công suất 7 Tín hiệu thời gian rời rạc  tín hiệu năng lượng hay công suất  Vd 1: 1/2 ≥ 0 35 = = 3 < 0 24  Vd 2: = =∑ 1, = 0.5  Vd 3: = , , : Vô hạn 8 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  5. 26/09/2012 Tín hiệu thời gian rời rạc  Phân loại tín hiệu thời gian rời rạc  Tín hiệu tuần hoàn ( ) tuần hoàn với chu kỳ ∈ ∗ ⇔ + = ,∀  Tín hiệu không tuần hoàn  Tín hiệu đối xứng (chẵn) ( ) tín hiệu thực, = − ∀  Tín hiệu bất đối xứng (lẽ) ( ) tín hiệu thực, − = − ∀ 9 Các quy tắc vào/ra Hệ thống thời gian rời rạc ( )= [ ]  Phương pháp xử lý sample – by – sample { , , , , … , , … } −> { , , , , … , ,…} ( ) ( ) ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 0 1 2 3 n 0 1 2 3 n 10 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  6. 26/09/2012 Các quy tắc vào/ra  Phương pháp xử lý khối = [ , , , ,…, ] → = [ , , , ,…, ,…]  Vd: | | ∈ [−3,3] = 0 ườ ℎợ ℎá i. ( ) = (2 ) ii. ( ) = ( /2) iii. ( ) = ( − 1) iv. = v. = +1 vi. = max { +1 , −1 } 11 Các kết nối phần tử cơ bản  Bộ cộng ( ) + ( )+ ( ) ( )  Bộ nhân một hằng số ( ) ( )  Bộ nhân một tín hiệu ( ) × ( ) ( ) ( ) 12 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  7. 26/09/2012 Các kết nối phần tử cơ bản  Bộ trễ một đơn vị ( ) ( − 1)  Bộ tiến một đơn vị ( ) ( + 1)  Vd: Vẽ sơ đồ khối của hệ thống sau: i. =3 −1 −2 +2 + ii. =2 +1 −1 −3 −2 iii. =2 −1 + −1 −3 iv. =2 +1 −1 −1 −3 13 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Hệ thống tĩnh (không nhớ):  Nếu ngõ ra tại bất kỳ thời điểm chỉ phụ thuộc ngõ vào ở cùng thời điểm, không phụ thuộc vào mẫu tương lai hay quá khứ ở ngõ vào.  Hệ thống động (có nhớ):  Không phải trường hợp trên  Ngõ ra tại thời điểm phụ thuộc các mẫu ở ngõ vào trong khoảng – , ≥ 0 • = 0 ⇒ hệ thống tĩnh • 0 < < +∞ ⇒ hệ thống có bộ nhớ hữu hạn • = +∞ ⇒ hệ thống có bộ nhớ vô hạn 14 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  8. 26/09/2012 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Vd: Xét tính động và tĩnh của các hệ thống sau: i. ( ) = ( ) – 3 ( – 3) Đ ii. ( ) = ( ) – 9 T iii. ( ) = ( ) T iv. ( ) = 3 ( ) T v. ( ) = – 1 ( – 1) + ( ) Đ vi. = (− + 2) Đ vii. ( ) = ( )cos ( ) T viii. = +3 +4 Đ ix. =| | T 15 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Hệ thống bất biến theo thời gian  Đặc tính vào-ra không thay đổi theo thời gian  : hệ thống thời gian bất biến: nếu và chỉ nếu − − ∀ ,  Hệ thống biến thiên theo thời gian  Hệ thống không có tính chất trên 16 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  9. 26/09/2012 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Vd: Xét tính bất biến theo thời gian và biến thiên theo thời gian của các hệ thống sau: i. ( ) = ( ) – 3 ( – 3) Bất biến ii. ( ) = ( ) Biến thiên iii. ( ) = ( ) Biến thiên iv. ( ) = 3 ( ) Biến thiên v. ( ) = (− ) Bất biến vi. ( ) = ( )cos ( ) Biến thiên vii. ( ) = ∑ ( ) Bất biến viii. = (2 ) Biến thiên ix. =| | Bất biến 17 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Hệ thống tuyến tính  Hệ thống thoả mãn nguyên lý xếp chồng  là hệ thống tuyến tính nếu và chỉ nếu 1  1 = ( ) ( ) ( ) = [ ( )] Nếu = 1 1 + 2 2  = = 1 1( ) + 2 2( )  Hệ thống phi tuyến o Hệ thống không thoả mãn nguyên lý xếp chồng 18 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  10. 26/09/2012 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Hệ thống tuyến tính 1( ) 1 ( ) ( ) 2( ) 2 1( ) 1( ) 1 = 1 1 + 2 2( ) 2( ) 2 2( ) = 19 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Vd: Xét tính tuyến tính và phi tuyến của các hệ thống sau: i. ( ) = | | Phi tuyến ii. ( ) = Tuyến tính iii. ( ) = ( ) Phi tuyến iv. ( ) = 3 ( ) Tuyến tính v. = +1 Phi tuyến vi. ( ) = ( ) Phi tuyến vii. ( ) = ( )cos ( ) Tuyến tính viii. = − Tuyến tính 20 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  11. 26/09/2012 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Hệ thống nhân quả  Ngõ ra của hệ thống chỉ phụ thuộc các mẫu của ngõ vào ở thời điểm hiện tại và quá khứ, không phụ thuộc các mẫu tương lai  Hệ thống được gọi là nhân quả nếu như đáp ứng tại thời điểm chỉ phụ thuộc vào tác động tại các thời điểm trước : –1, –2, … ( ) = [ ( ), ( – 1), ( – 2), … ]  Hệ thống phản nhân quả  Hệ thống không thoả mãn điều kiện trên 21 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Tín hiệu nhân quả  Tín hiệu chỉ tồn tại khi ≥ 0 và triệt tiêu với các giá trị ≤ −1.  Tín hiệu không nhân quả  Tín hiệu chỉ tồn tại khi ≤ −1 và triệt tiêu với các giá trị ≥ 0.  Tín hiệu trung gian  Tín hiệu tồn tại cả hai miền thời gian nói trên 22 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  12. 26/09/2012 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Vd: Xét tính nhân quả, không nhân quả của các hệ thống (tín hiệu) sau: i. ( ) = ( ) Nhân quả ii. = Không nhân quả iii. ( ) = ( – 1) + ( − 3) Nhân quả iv. = −3 ( − ) Không nhân quả v. =∏ − Nhân quả vi. =∑ − Không nhân quả vii. =| | Nhân quả viii. = + ( + 1) Không nhân quả ix. = − +2 Không nhân quả 23 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Hệ thống ổn định  Hệ thống được gọi là BIBO (Bounded Input - Bounded output) ổn định nếu và chỉ nếu mọi ngõ vào hữu hạn sẽ tạo ra ngõ ra hữu hạn ≤ < +∞ => ≤ < +∞  Hệ thống không ổn định  Hệ thống không thỏa mãn điều kiện trên 24 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  13. 26/09/2012 Phân loại các h/t t/g rời rạc  Vd: Xét tính ổn định của hệ thống: i. ( ) = ( ) Ổn định ii. = Không ổn định iii. ( ) = cos ( ( )) Ổn định iv. ( ) = ∑ ( ) Không ổn đinh v. ( ) = ( )cos ( /8) Không ổn định vi. ( ) = | ( )| Ổn định vii. = + ( + 1) Không ổn định 25 Kết nối của h/t thời gian rời rạc  Xét hai hệ thống ,  Casacade (nối tiếp) ( ) ( ) ( )  Parallel (song song) ( ) ( ) ( ) ( ) 26 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  14. 26/09/2012 Kết nối của h/t thời gian rời rạc  Casacade (nối tiếp)  = [ ]  y = = { [ ]} =  ≠ (chú ý thứ tự kết nối)  Nếu , tuyến tính và bất biến (LTI): o = o : tuyến tính và bất biến (LTI)  Parallel (song song)  y = + ={ + [ ]} = 27 Kết nối của h/t thời gian rời rạc  Vd: Xét hệ thống Casacade (nối tiếp) i. , : Hệ thống tuyến tính => tuyến tính? Đúng ii. , : Hệ thống bất biến => bất biến? Đúng iii. , : Hệ thống nhân quả => nhân quả? Đúng iv. , : LTI => LTI? Đúng v. , : Hệ thống phi tuyến => phi tuyến? Sai vi. , : Hệ thống ổn định => ổn định? Đúng 28 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  15. 26/09/2012 Phân tích hệ thống LTI  Biểu diễn quan hệ vào/ra bằng phương trình sai phân và giải phương trình này:  =∑ ( − )  − = −  =∑ ( − )  Phân tích tín hiệu vào ra đáp ứng xung đơn vị :  − = −  =∑ ( ) ( − )  Vd: = {1, 3, 4, 5}  = +1 +3 +4 − 1 +5 −2 29 Phân tích hệ thống LTI  Hệ thống LTI = Tuyến tính + Bất biến ( ) ệ ℎố ( ) ( )  ℎ( ): đáp ứng xung đơn vị  = ⊛ℎ =∑ ℎ( − )  =ℎ ⊛ =∑ ℎ − 30 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  16. 26/09/2012 Phân tích hệ thống LTI  Hệ thống LTI  Khi ngõ vào là xung đơn vị = ℎ = {ℎ , ℎ , ℎ , ℎ , ℎ , … } 31 Phân tích hệ thống LTI  Các tính chất của hệ thống LTI  Giao hoán ( )⊛ℎ = ℎ( ) ⊛ ( )  Kết hợp ( ( )⊛ℎ )⊛ ℎ =( ( )⊛ℎ )⊛ ℎ  Phân phối ⊛ ℎ + ℎ = ⊛ℎ + ⊛ℎ  Một hệ thống LTI là nhân quả nếu và chỉ nếu các đáp ứng xung của nó ℎ( ) bằng 0 đối với các giá trị âm của ℎ( ) = 0, ∀ < 0 32 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  17. 26/09/2012 Phân tích hệ thống LTI  Đáp ứng của hệ thống nhân quả với tín hiệu ngõ vào nhân quả là nhân quả ( ) = 0, ∀ < 0  Hệ thống LTI là ổn định nếu hàm đáp ứng xung đơn vị ℎ( ) là khả tổng tuyệt đối: 0< |ℎ | < +∞  Vd: Xác định để hệ thống LTI với đáp ứng xung ℎ( ) = ( ) là ổn định. 33 Phân tích hệ thống LTI  Hệ thống LTI có đáp ứng xung hữu hạn – FIR (Finite- duration Impulse Response)  ℎ = 0, ∀ < 0 và >  ℎ = ℎ ,ℎ ,ℎ ,…,ℎ  Chiều dài đáp ứng xung: = +1  M: Bậc bộ lọc 34 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  18. 26/09/2012 Phân tích hệ thống LTI  FIR = ℎ ( − ) =ℎ 0 0 +ℎ 1 −1 +⋯+ℎ −  Hệ thống có đáp ứng xung vô hạn – IIR (Infinite- duration Impulse Response)  ℎ = 0, ∀ < 0 35 Phân tích hệ thống LTI  IIR = ℎ ( − ) =ℎ 0 0 +ℎ 1 −1 +⋯+ℎ − +… 36 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  19. 26/09/2012 Phân tích hệ thống LTI  Vd: Xác định đáp ứng xung ℎ( ) của hệ thống i. ( ) = ( ) − ( − 2) + ( − 5) + ( − 9) ii. ( ) = 0.3 ( − 2) + ( ) iii. ( ) = ( − 2) − ( − 3) + ( − 7) + ( − 8) iv. = −0.4 ( − 1) + ( ) 37 Bài tập 1. Gồm 4 câu: i. Chọn 2 câu trong 4 câu 3.1 -> 3.4 ii. Chọn 2 câu trong 4 câu 3.4 -> 3.18 2. Gửi qua email hoặc nộp trực tiếp 38 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học