Bài giảng Xử lý số tín hiệu DPS (Digital Signal Processing): Chương 4 - ThS. Đặng Ngọc Hạnh

Chương 4: Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn. Chương này gồm có 2 nội dung chính như sau: Phương pháp xử lý khối: dữ liệu vào được thu thập và xử lý theo từng khối; phương pháp xử lý mẫu: dữ liệu được xử lý từng mẫu ở từng thời điểm qua giải thuật DSP để cho các mẫu ở ngõ ra. Mời tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Xử lý số tín hiệu DPS (Digital Signal Processing): Chương 4 - ThS. Đặng Ngọc Hạnh XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU DSP (DIGITAL SIGNAL PROCESSING)ThS. Đặng Ngọc Hạnhhanhdn@hcmut.edu.vn Chương 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠNCHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-10Các phương pháp DSP trong thực tế: Phương pháp xử lý khối: dữ liệu vào được thu thập và xử lý theo từng khối Phương pháp xử lý mẫu: dữ liệu được xử lý từng mẫu ở từng thời điểm qua giải thuật DSP để cho các mẫu ở ngõ ra 3CHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-10Phương pháp xử lý khối: Khối vào gồm L mẫu: L = TL f s TL: tổng thời gian thu dữ liệu fs: tốc độ lấy mẫu L mẫu lưu lại trong x(n), với n=0,1,…,L-1: x = [x0 x1 x2 x3 … xL-1] Đáp ứng xung có chiều dài M+1: (bộ lọc FIR bậc M) h = [h0 h1 h2 h3 … hM]x0 x1 x2 ... xL-1 H y0 y1 y2 y3 y4 4CHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-10Phương pháp xử lý khối: Tích chập Dạng trực tiếp Dạng tuyến tính bất biến theo thời gian LTI Dạng ma trận Dạng lật và trượt Trạng thái tức thời & trạng thái tĩnh Tích chập đối với chuỗi không xác định chiều dài 5CHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-101. Tích chập:Công thức tích chập dạng trực tiếp hoặc dạng LTI: x0 x1 x2 ... xL-1 H y0 y1 y2 y3 y4 y (n) = ∑ h(m )x(n − m ) = ∑ x(m )h(n − m ) m m y ( n) = ∑ h(i) x( j ) i, j 6 i + j =nCHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-102. Dạng trực tiếp:Xét bộ lọc nhân quả FIR bậc M: h = [h0 , h1 ,..., hM ] Lh = M + 1Với tín hiệu vào x chiều dài L, dạng trực tiếp: y( n ) = ∑ h( m )x( n − m ) m [h] 0 ≤ m ≤ M   ⇒ 0 ≤ n ≤ L − 1 + M [y] [ x ] 0 ≤ n − m ≤ L − 1 Ngõ ra y(n) = [y0 y1 y2 … yL – 1 + M] 7 có chiều dài Ly=L+M =Lx + Lh - 1CHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-10 Điều kiện của m:0≤m≤M   ⇒ max(0, n − L + 1) ≤ m ≤ min( n, M )n − L + 1 ≤ m ≤ n Bộ lọc FIR bậc M, ngõ vào dữ liệu chiều dài L min( n , M ) y( n) = ∑ m =max( 0 , n − L +1) h( m )x( n − m) n = 0,1,..., L + M − 1 8CHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-10VD: Xét bộ lọc bậc 3, chiều dài tín hiệu đầu vào là 5 Các khối ngõ vào, bộ lọc, ngõ ra: x = [ x0 , x1 , x2 , x3 , x4 ] h = [h0 , h1 , h2 , h3 ] y = h * x = [ y0 , y1 , y2 , y3 , y4 , y5 , y6 , y7 ] Ngõ ra y: min( n ,3 ) yn = ∑ m =max( 0 , n − 4 ) hm xn−m 9 CHƯƠNG 4: BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-10max(0, 0 − 4) ≤ m ≤ min(0, 3) ⇒ m = 0 y0 = h0 x0max(0,1 − 4) ≤ m ≤ min(1, 3) ⇒ m = 0,1 y1 = h0 x1 + h1 x0max(0, 2 − 4) ≤ m ≤ min( 2, 3) ⇒ m = 0,1, 2 y2 = h0 x2 + h1 x1 + h2 x0max(0, 3 − 4) ≤ m ≤ min(3, 3) ⇒ m = 0,1, 2, 3 y3 = h0 x3 + h1 x2 + h2 x1 + h3 x0max(0, 4 − 4) ≤ m ≤ min( 4, 3) ⇒ m = 0,1, 2, 3 y4 = h0 x4 + h1 x3 + h2 x2 + h3 x1max(0, 5 − 4) ≤ m ≤ min(5, 3) ⇒ m = 1, 2, 3 y5 = h1 x4 + h2 x3 + h3 x2max(0, 6 − 4) ≤ m ≤ min(6, 3) ⇒ m = 2, 3 y6 = h2 x4 + h3 x3max(0, 7 − 4) ≤ m ≤ min(7, 3) ⇒ m = 3 y7 = h3 x4 y=[y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8] 10CHƯƠNG 4:BỘ LỌC ĐÁP ỨNG XUNG HỮU HẠN 23-Mar-103. Bảng tích chập: yn = ∑ hx i, j i j i + j =n ...