Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 3: Các hệ thống thời gian rời rạc

Bài giảng "Xử lý số tín hiệu - Chương 3: Các hệ thống thời gian rời rạc" cung cấp cho người học các kiến thức:Hệ thống rời rạc thời gian, quy tắc vào/ra, tính chất của hệ thống thời gian rời rạc, hệ thống tuyến tính và bất biến, đáp ứng xung, bộ lọc FIR và IIR. Mời các bạn cùng tham khảo.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 3: Các hệ thống thời gian rời rạc 1-Oct-12 XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU Chương 3:1 Các hệ thống thời gian rời rạcHỆ THỐNG RỜI RẠC THỜI GIAN 1-Oct-12 Hệ thống tuyến tính bất biến với thời gian LTI (Linear Time Invariant System) được phân loại tuỳ thuộc vào đáp ứng xung:  FIR (Finite Impulse Response): đáp ứng xung hữu hạn  IIR (Infinite Impluse Response): đáp ứng xung vô hạn Bộ lọc số FIR: xử lý mẫu/khối tuỳ thuộc ứng dụng và phần cứng. FIR IIR h(n) h(n) 0 1 2 3 ... M n 0 1 2 3 ... n 2 Đáp ứng xung h(n) hữu hạn Đáp ứng xung h(n) vô hạn1. QUY TẮC VÀO/RA (I/O RULES) 1-Oct-12 Ký hiệu: x(nT)≡x(n)≡xn Quy ước: n=0: hiện tại. n0: tương lai. Hệ thống thời gian rời rạc: biến đổi chuỗi tín hiệu rời rạc đầu vào x(n) thành một chuỗi các mẫu đầu ra theo một quy tắc định sẵn gọi là quy tắc vào/ra. x(n) y(n) h(n) {x0 , x1 , x2 ,...}  H { y0 , y1 , y2 ,...} hay y (n)  T {x(n)} Quy tắc vào/ra: chỉ ra cách tính toán chuỗi ra y(n) từ chuỗi vào x(n). 31. QUY TẮC VÀO/RA (I/O RULES) (TT) 1-Oct-12 Phân loại quy tắc vào/ra:  Phương pháp xử lý mẫu: mỗi mẫu đầu vào được xử lý một cách tuần tự. Mỗi mẫu đầu vào sẽ cho một mẫu ngõ ra → phương pháp xử lý tức thời, thích hợp cho ứng dụng thời gian thực. x0  y0 , x1  y1 ,... H H  Phương pháp xử lý khối: chuỗi vào được chia làm nhiều khối, các mẫu trong 1 khối được xử lý cùng lúc để tạo ra một khối ngõ ra tương ứng. Phương pháp này thích hợp trong các hệ thống biến đổi tốc độ cao.  x0   y0  x      H   y   4  xL   y L 1. QUY TẮC VÀO/RA (I/O RULES) (TT) 1-Oct-12 VD: y(n)=2x(n) x0 , x1 , x2 ,... 2 x0 , 2 x1 , 2 x2 ,... H VD: y(n)=2x(n)+3x(n-1)+4x(n-2)  y0   2 • Đây là trung bình cộng có 0 0 0    trọng số của liên tiếp các  y1   3 2 0 0   x0  mẫu đầu vào.  y2   4   3 2 0   x1  • Khối ngõ ra nhiều hơn 2y   phần tử vì bộ lọc nhớ 2  y3   0 4 3 2   x2    phần tử.  y  0  0 4 3  x3  • Hai phần tử ra cuối cùng là  4    y5   0 0 0 4 quá độ tắt khi ngõ vào đã 5 hết.1. QUY TẮC VÀO/RA (I/O RULES) (TT) 1-Oct-12 VD: y(n)=2x(n)+3x(n-1)+4x(n-2) được xử lý tương đương mẫu theo mẫu như sau: y(n)=2x(n)+3w1(n)+4w2(n) w2(n+1)=w1(n) w1(n+1)=x(n) w1(n), w2(n) là các trạng thái trong của hệ thống. Thứ tự cập nhật trạng thái của w1, w2 rất quan trọng 61. QUY TẮC VÀO/RA (I/O RULES) (TT) 1-Oct-12VD: y(n)=0.5y(n-1)+2x(n)+3x(n-1) Ngõ ra được tính lại theo 1 hằng số của phương trình vi sai. Tại mỗi thời điểm n hệ thống phải nhớ các giá trị ngõ ra, ngõ vào trước đó (n-1) Hệ thống trên được xử lý tương đương mẫu theo mẫu như sau:  y(n)=0.5w1(n)+2x(n)+ 3v1(n)  w1(n+1)=y(n)  v1(n+1)=x(n) 72. TÍNH CHẤT CỦA HỆ THỐNG THỜI GIANRỜI RẠC 1-Oct-121. Không nhớ (memoryless): ngõ ra y(n) chỉ phụ thuộc ngõ vào x(n) ở cùng một giá trị của n. Ví dụ: y(n)=x2(n) : Không nhớ. 1  M Bộ trung bình: y (n)  x(n  k ) : Có nhớ. M 1 k 02. Tuy ...