Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng môn học xử lý tín hiệu số
TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHIEP THAINGUYEN UNIVERSITY J io ï = BAI GIANG MON HOC XỬ LÝ TÍN HIEU SO Giáo viên giảng dạy: Nguyễn Phương Huy CƠ quan công tác: Bộ môn Điện tử-Viễn Thông Khoa Điện Điện Điện Điện thoại thoại thoại tử- Trường ĐHKTCN TN CQ: 02803547666 NR: 02803832398 DĐ: 0912488515 ' §0 MO DAU ông tin môn học: " Xử lý tín hiéu s6: Digital Signal Processing " SỐ tín chi: 03 Vai trị vị trí mơn học: " Là mơn học sở " Cung cấp kiến thức tín hiệu hệ thống xử lý tín hiệu SỐ " Các phương pháp gia cơng tín hiệu " Kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu " Khảo sát tín hiệu hệ thống không gian " Ứng dụng xử lý tín hiệu số (lọc số) §0 MO DAU Các Môn học tiên " Kỹ thuật điện tử, " Toán chuyên ngành Tài liệu tham học tập Sách, giáo trình chính: [1] Xử lý tín hiệu lọc số tập 1, TS Nguyễn Quốc Trung, NXB KHKT, 2006 [2] Bài giảng Xử lý tín hiệu số, TS NGuyễn Thanh Hà, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Sách tham khảo: [3] Digital Proccesing Signal, Prince Hall Press, 1996 [4] Xử lý tín hiệu , Nguyễn Thượng Hàn , NXB KHKT §0 MO DAU Nội dung học tập CHƯƠNG CHƯƠNG TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TRÊN MIỀN THỜI GIAN HỆ THỐNG VÀ TÍN HIỆU RỜI RẠC TRONG MIỀN Z CHƯƠNG HỆ THỐNG VÀ TÍN HIỆU RỜI RẠC TRONG MIỀN TẦN SỐ LIÊN TỤC CHƯƠNG TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TRONG MIỀN TẦN SỐ RỜI RẠC CHƯƠNG TỔNG HỢP CÁC BỘ LỌC SỐ CÓ ĐÁP ỨNG XUNG CHIỀU DÀI HỮU HẠN ji ae _ CHUONG1 | / VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 Nhập mơn 1.2 Tín hiệu rời rạc 1.3 Các hệ thống tuyến tính bất biến 1.4 Các PT sai phân tuyến tính hệ số 1.5 Tương quan tín hiệu ads _ CHUONG1 | / TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.1 Cac dinh nghia 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu 1.1.3 Lấy mẫu tín hiệu tương tự 1.2 TÍN HIỆU RỜI RẠC 1.2.1 Biểu diễn tín hiệu rời rạc 1.2.2 Một vài dãy 1.2.3 Một số định nghĩa ads _ CHUONG1 | / TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.3 CÁC HỆ THỐNG TUYẾN TÍNH BẤT BIẾN 1.3.1 Các hệ thống tuyến tính 1.3.2 Các hệ thống tuyến tính bất biến 1.3.3 Hệ thống tuyến tính bất biến nhân 1.3.4 Hệ thống tuyến tính bất biến ổn định 1.3.5 Lượng tử hố tín hiệu _ CHUONG1 | / ad TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.4 CAC PT SAI PHAN TUYEN TiNH HE SO HANG 1.4.1 Phương trình sai phân tuyến tính 1.4.2 Phương trình sai phân tuyến tính hệ số 1.4.3 Các hệ thống đệ quy không đệ quy 1.4.4 Các phần tử thực hệ thống bất biến 1.5 TƯƠNG QUAN CỦA CÁC TÍN HIỆU 1.5.1 Mở đầu 1.5.2 Tương quan chéo tự tương quan _ CHUONG1 ——_ a TH VÀ HT RO] RAC ABENMIEN THỜI GIAN "Giải thích khái niệm như: “Tín hiệu”, “Tín hiệu số”, “Xử lý tín hiệu”, “Xử lý tín hiệu số” "Các khâu hệ thống xử lý tín hiệu số “Nêu số ứng dụng xử lý tín hiệu số "So sánh xử lý tương tự xử lý số “Các bước chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số "Các bước có chuyển đổi tín hiệu tỪ số sang tương tư _ CHUONG1 _ ; VA HT ROI RAC TREN MIEN THỜI GIAN a 1.1 NHAP MON 1.1.1 Cac dinh nghia - Tín hiệu(signal) dùng để đại lượng vật lý mang tin tức -Về mặt tốn học, ta mơ tả tín hiệu hàm biến thời gian, không gian hay biến độc lập khác VD: x(t) = 200 (a) Speech Sample: The Word “a theo s(x, y) = 3x + 5xV + VỶ Xử lý tín hiệu (signal xơn: Các cơng việc hay phép tốn thực tín hiệu nhằm đạt mục đíchnàođó ;o CHUONG ad TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.1 Cac dinh nghia - Phân loại tín hiệu Thời gian liên tục Thời gian rời rạc Tín hiệu tương l ain hiệu rời rạc Biên độ liêntục _ “Ease Tín fk Ẹ hiệu lượng f= ====2= tử hóa Frrrn rời rac R xq(n) oR Biên độ {P= ==5== LEH “Oilil xa) i [IIIIIII r PT | : tự ey tly! xi) Tín hiệu số 11 ae CHUONG1 VA HT ROT RAC TREN | MIEN THOI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu " Một hệ thống thực biến đổi tín hiệu đầu vào (kích thích) thành tín hiệu đầu (đáp ứng) " Nói cách khác, hệ thống đặc trưng mối quan hệ tín hiệu đầu vào đầu " y(0 = T[x(0], T phép biến đổi đặc trưng cho hệ thống 12 _ CHUONG1 _ ; TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN pip thời nhạc rỉ 1.1.NHẬP MƠN 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu - Hệ thống tương tự Th Bộ xử lý tín tự vào l ji x@) - Hệ thống số x(n) " —— y®_ / trra ˆ Bộ xử lý tín hiệu số DSP - Xử lý số tín hiệu T/h tương tự vào | Bộ chuyển | X(N) x() i Th sé vao Bộ xử lý tin hiệu số DSP oy Bộ chuyển Th séra Dy Th yO” tra _ CHUONG1 _ ; TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.2 Các hệ thống xử ly tín hiệu Ưu điểm xử lý : sỐ so với xử lý tương tự “Hệ thống số lập trình được, cấu hình lại hoạt động xử lý cách đơn giản thay đổi chương trình "Độ xác "Tín hiệu số dễ dàng lưu trữ, truyền xa xử lý từ xa "Thực thuật tốn xử lý tín hiệu tinh vi phức tạp "Trong vài trường hợp, xử lý số rẻ xử lý tương tự "Giá thành thấp phần cứng số rẻ hơn, tính mềm dẻo xử lý số "Hạn chế tốc độ hoạt động chuyển đổi A/D xử lý số DSP 14 a _ CHUONG1 | / TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu - Ứng dụng DSP Ứng dụng DSP ngày nhiều khoa học công nghệ "Viễn thông "Đa phương tiện "Y học "Xử lý ảnh “Tương tác ngƯỜi-máy = a _ CHUONG1 | / VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu a CHUONG1 | VA HT ROI RAC TREN MIEN THỜI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu - Ví dụ xử lý tín hiệu số 35 Figure 2.1 B A sound card Scere xứ) LPF Antialiasing ere ADC DSP yin) DAC ¬ LPF Reconstruction ye) 17 _ CHUONG1 | / TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu Biến đổi A/D ‘em thay > eo) trơgkhe ps) wine |e ht Th réi rac x(n) 1110875 Hồ 06 101 0/825 100 0/806 eit 010 cor 038 0886 0% 0.000 {_- Sample-and-Hols Th 17i Signa | Th hrong tirx,(n) text) Lọc chống Lấy mẫn TT Lượng tử hóa ii Thsd li ‘Th roi rae x(n) A 22 aw Bộ chuyển đối A/D thuc té 02 O4 06 08 12 14 16 18 x108 Time 18 _ CHUONG1 | ; H VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN 1.1 Moa NHAP MON 1.1.2 Các5 hệ thống xử lý tín hiệu Lây mầu Đạt giá trị = - Cre i lHliu—— >s-> ` | tín hiệu sau khoảng thời gian T giây -Giá trị T xác định thay đổi nhanh, chậm tín hiệu (tần số) ~T, chọn theo định lý lấy mẫu Nyquyst -Định lý lấy mau,N hát biểu: Ee et ext, ell SAI - 2/23 -5A/2 Tín hiệu tương tự Xác định tồn trục thời gian Có biên độ Tín hiệu rời rạc theo thời gian Xác định theo chu kỳ nT, Có biên độ 1s ae CHƯƠNG ` H VA HT ROI RAC TREN MIEN THỜI GIAN 1.1 NHAP MON 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu Lượng tử hóa 20 ... khái niệm như: ? ?Tín hiệu? ??, ? ?Tín hiệu số? ??, ? ?Xử lý tín hiệu? ??, ? ?Xử lý tín hiệu số? ?? "Các khâu hệ thống xử lý tín hiệu số “Nêu số ứng dụng xử lý tín hiệu số "So sánh xử lý tương tự xử lý số “Các bước... rỉ 1.1.NHẬP MÔN 1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu - Hệ thống tương tự Th Bộ xử lý tín tự vào l ji x@) - Hệ thống số x(n) " —— y®_ / trra ˆ Bộ xử lý tín hiệu số DSP - Xử lý số tín hiệu T/h tương... DAU ông tin môn học: " Xử lý tín hiéu s6: Digital Signal Processing " SỐ tín chi: 03 Vai trị vị trí mơn học: " Là môn học sở " Cung cấp kiến thức tín hiệu hệ thống xử lý tín hiệu SỐ " Các phương