Bài giảng Xử lý tín hiệu số: Chương 7 - TS. Đinh Đức Anh Vũ

dce

2011

Chương 7

Hiện thực các hệ thống RRTG
BK
TP.HCM

©2011, TS. Đinh Đ ức Anh Vũ

dce

2011

Nội dung
•

•

•

•

Cấu trúc hiện thực cho hệ FIR
–
–
–
–

Cấu trúc trực tiếp
Cấu trúc cascade
Cấu trúc lấy mẫu tần số
Cấu trúc lattice

–
–
–
–
–

Cấu trúc trực tiếp
Cấu trúc hoán vị
Cấu trúc cascade
Cấu trúc song song
Cấu trúc lattice và lattice-lader

–
–
–
–

Mô tả không gian trạng thái bằng PTSP
Giải PT không gian trạng thái
Mô tả vào-ra và mô tả không gian trạng thái
Không gian trạng thái trong miền Z

–
–

Phân tích độ nhạy của việc lượng tử hóa các hệ số
Lượng tử hóa các hệ số của bộ lọc FIR

Cấu trúc hiện thực cho hệ IIR

Không gian trạng thái

Lượng tử hóa các hệ số của bộ lọc

DSP – Hiện thực hệ thống RRTG

©2011, Đinh Đức Anh Vũ

2

dce

2011

Cấu trúc hiện thực cho hệ FIR
•

Các dạng mô tả h/t
– PTSP
– Sơ đồ khối (cấu trúc tính toán)
– Sơ đồ các điểm cực/điểm không

•
•

M

k =0

k =0

y (n) = −∑ ak y (n − k ) + ∑ bk x(n − k )
M

Hiện thực ⇔ sắp xếp lại PTSP
Sự cần thiết của việc sắp xếp lại các PT
–
–
–
–

•

N

H ( z) =

Độ phức tạp tính toán
Bộ nhớ
Sai số tính toán
Cấu trúc hiện thực: song song/pipeline

ak = 0

k =0
N

1 + ∑ ak z − k
k =1

Hệ FIR

bn
h( n) = 
0

−k
b
z
∑k

ak = 0

0 ≤ n ≤ M −1

M −1

H ( z ) = ∑ bk z − k

otherwise

k =0

M −1

M −1

k =0

k =0

y (n) = ∑ h(k ) x(n − k ) = ∑ bk x(n − k )

DSP – Hiện thực hệ thống RRTG

©2011, Đinh Đức Anh Vũ

3

dce

2011

FIR – Cấu trúc trực tiếp (1)
•

Tham số đặc trưng cho bộ lọc: giá trị của đáp ứng xung

y (n ) =

M −1

M −1

∑ h(k ) x (n − k ) = ∑ b x(n − k )
k =0

x(n)

k =0

Z–1
h(0)

Z–1
h(1)
+

•
•

Z–1

Z–1

h(2)
+

h(3)
+

Bộ nhớ:
M – 1 (ô nhớ)
Độ phức tạp (cho 1 mẫu của y(n))
– Nhân:
– Cộng:

•

k

M
M–1

h(M–2)
+

h(M–1)
+

y(n)

Transversal filter
Tapped-delay-line filter

Để 1 mẫu của x(n) đi qua khỏi hệ FIR

– Phải đi qua (M – 1) ô nhớ
– Cần thời gian: (M – 1)Ts (s), Ts: chu kỳ mẫu

DSP – Hiện thực hệ thống RRTG

©2011, Đinh Đức Anh Vũ

4

dce

2011

FIR – Cấu trúc trực tiếp (2)
•
•

Khi h(n) đối xứng: h(n) = ± h(M–1–n) → FIR là tuyến tính pha
Sắp xếp lại (với M lẻ)

x(n)

Z–1

Z–1

+

+

Z–1
y(n)
•

Z–1

h(0)
+

Z–1

+

Z–1
h(1)
+

+

Z–1
h(2)
+

Z–1

Z–1
h([M–3]/2)

h([M–1]/2)

+

Số phép nhân
– M chẵn:
– M lẻ:

DSP – Hiện thực hệ thống RRTG

M/2
(M – 1)/2
©2011, Đinh Đức Anh Vũ

5