Bài giảng Xử lý tín hiệu số: Phần 2 - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn
Số trang: 78
Loại file: pdf
Dung lượng: 865.60 KB
Lượt xem: 13
Lượt tải: 0
Xem trước 8 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Nối tiếp phần 1, phần 2 của bài giảng Xử lý tín hiệu số có nội dung gồm các chương còn lại trình bày về: xử lý tín hiệu trong miền thời gian; biến đổi Z; phân tích tín hiệu trong miền tần số; phép biến đổi DFT và giải thuật Fourier nhanh;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Xử lý tín hiệu số: Phần 2 - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn - 56 - Bài giảng: XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ Chƣơng 4 XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG MIỀN THỜI GIAN Mục đích Đáp ứng xung h(n) của hệ thống xử lý thời gian rời rạc. Các phương pháp xử lý trong miền thời gian. Đáp ứng xung của các hệ thống ghép nối tiếp và ghép song song. Hệ thống có đáp ứng xung hữu hạn FIR và hệ thống có đáp ứng xung vô hạn IIR. Phương pháp xử lý mẫu và phương pháp xử lý khối. 4.1 ĐÁP ỨNG XUNG CỦA HỆ THỐNG RỜI RẠC 4.1.1 Đáp ứng xung(Impulse Response) Khi không để ý đến cấu trúc vật lý cụ thể của hệ thống ta mô tả hệ thống bằng phương trình I/O(Phương trình tín hiệu vào ra: quan hệ của kích thích ngõ vào với đáp ứng ngõ ra).Một phương pháp để mô tả hệ thống là dùng đáp ứng xung. Đáp ứng xung h(n) của hệ thống là tín hiệu ngõ ra khi kích thích ngõ vào là xung đơn vị (n).Đáp ứng xung h(n) thể hiện đặc tính thời gian của hệ thống rời rạc. Ta quan sát sơ đồ trong hình vẽ 4.1: Hình vẽ 4.1 Đáp ứng xung h(n) là đại lượng đặc trưng cho hệ thống trong miền thời gian,như vậy ta phải xem xét quan hệ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra của hệ thống trong miền thời gian như thế nào,để từ đó đưa ra các phương pháp xử lý tương ứng trong miền thời gian. Quan hệ ngõ vào – ngõ ra trong miền thời gian: y ( n ) h ( n ) x ( n) x ( n) h( n) x ( k ) h( n k ) k Như vậy quan hệ ngõ vào và ra trong miền thời gian là tích chập,xin trình bày rõ hơn là:tín hiệu ngõ ra y(n) bằng tích chập giữa tín hiệu ngõ vào x(n) và đáp ứng xung hệ thống h(n). Tích chập là một phép xử lý được kết hợp theo thứ tự các phép xử lý cơ bản:gấp,dịch,nhân và lấy tổng(Xin chú ý phép lấy tổng là tương ứng cho tín hiệu rời rạc,tín hiệu liên tục thì phép lấy tổng là phép lấy tích phân). Phần kế tiếp là trình bày các phương pháp để thực hiện tích chập(phép xử lý trong miền thời gian). KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - 57 - Bài giảng: XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ 4.1.2 Các phương pháp tích chập a. Tính trực tiếp Tính trực tiếp tích chập là ta tính từ biểu thức định nghĩa của tích chập.Như trình bày ở trên tích chập là kết hợp theo thứ tự các phép xử lý cơ bản: Phép gấp(Phép đảo ngược). Phép dịch(Phép dời). Phép nhân. Lấy tổng. y ( n ) h ( n ) x ( n) x ( n) h( n) x ( k ) h( n k ) k Tích chập là phép xử lý thực hiện trên hai tín hiệu,ở đây ta áp dụng để xác định tín hiệu ngõ ra y(n) theo tín hiệu ngõ vào x(n) và đáp ứng xung h(n) của hệ thống. Ví dụ 4.1: Tìm đáp ứng ngõ ra y(n) khi biết tín hiệu ngõ vào x(n) = u(n) và đáp ứng xung của hệ thống h(n) = anu(n) , a < 1. Giải: Ta có: y ( n) h( n) x ( n) k x ( k ) h( n k ) h( k ) x ( n k ) k 1 a n 1 n a u (k )u (n k ) a k , | a | 1; n 0 k k k 0 1 a y (n) 0, n 0 b. Dùng bảng tích chập: Để tính tích chập theo phương pháp lập bảng ta tiến hành lập bảng:một thành phần biểu diễn theo hàng,thành phần còn lại biểu diễn theo cột,giá trị mỗi ô trong bảng là tích của giá trị hàng và cột tương ứng. Giá trị ngõ ra y(n) được tính như sau: KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - 58 - Bài giảng: XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ y0 = h0x0; y1 = h1x0+ h0x1; y2 = h2x0 + h1x1+ h0x2, v.v… Chú ý khi tín hiệu ngõ vào có chiều dài L và đáp ứng xung của hệ thống có chiều dài M thì chiều dài của đáp ứng ngõ ra y(n) là (L + M -1). Ví dụ 4.2: Tìm đáp ứng ngõ ra y(n) khi biết tín hiệu ngõ vào x(n) =[10,1,2,1,2,2,1,1] và đáp ứng xung của hệ thống h(n) = [10,2,-1,1]. Giải: Ta có bảng thực hiện tích chập như sau: x(n) biểu diễn theo cột và h(n) biểu diễn theo cột Tín hiệu ngõ ra: y0 h0 x0 11 1; y1 h0 x1 h1 x0 11 1 2 3; y2 h0 x2 h1 x1 h2 x0 2 1 1 2 1 (1) 3; y3 h0 x3 h1 x2 h2 x1 h3 x0 11 2 2 1 (1) 11 5; y4 h0 x4 h1 x3 h2 x2 h3 x1 2 1 1 2 2 (1) 11 3; y5 h0 x5 h1 x4 h2 x3 h3 x2 2 1 2 2 1 (1) 2 1 7; y6 h0 x6 h1 x5 h2 x4 h3 x3 11 2 2 2 (1) 11 4; y7 h0 x7 h1 x6 h2 x5 h3 x4 11 1 2 2 (1) 2 1 3; y8 h1 x7 h2 x6 h3 x5 1 2 1 (1) 2 1 3; y9 h2 x7 h3 x6 1 (1) 11 0; y10 h3 x7 11 1; y(n) = [1, 3, 3, 5, ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Xử lý tín hiệu số: Phần 2 - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn - 56 - Bài giảng: XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ Chƣơng 4 XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG MIỀN THỜI GIAN Mục đích Đáp ứng xung h(n) của hệ thống xử lý thời gian rời rạc. Các phương pháp xử lý trong miền thời gian. Đáp ứng xung của các hệ thống ghép nối tiếp và ghép song song. Hệ thống có đáp ứng xung hữu hạn FIR và hệ thống có đáp ứng xung vô hạn IIR. Phương pháp xử lý mẫu và phương pháp xử lý khối. 4.1 ĐÁP ỨNG XUNG CỦA HỆ THỐNG RỜI RẠC 4.1.1 Đáp ứng xung(Impulse Response) Khi không để ý đến cấu trúc vật lý cụ thể của hệ thống ta mô tả hệ thống bằng phương trình I/O(Phương trình tín hiệu vào ra: quan hệ của kích thích ngõ vào với đáp ứng ngõ ra).Một phương pháp để mô tả hệ thống là dùng đáp ứng xung. Đáp ứng xung h(n) của hệ thống là tín hiệu ngõ ra khi kích thích ngõ vào là xung đơn vị (n).Đáp ứng xung h(n) thể hiện đặc tính thời gian của hệ thống rời rạc. Ta quan sát sơ đồ trong hình vẽ 4.1: Hình vẽ 4.1 Đáp ứng xung h(n) là đại lượng đặc trưng cho hệ thống trong miền thời gian,như vậy ta phải xem xét quan hệ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra của hệ thống trong miền thời gian như thế nào,để từ đó đưa ra các phương pháp xử lý tương ứng trong miền thời gian. Quan hệ ngõ vào – ngõ ra trong miền thời gian: y ( n ) h ( n ) x ( n) x ( n) h( n) x ( k ) h( n k ) k Như vậy quan hệ ngõ vào và ra trong miền thời gian là tích chập,xin trình bày rõ hơn là:tín hiệu ngõ ra y(n) bằng tích chập giữa tín hiệu ngõ vào x(n) và đáp ứng xung hệ thống h(n). Tích chập là một phép xử lý được kết hợp theo thứ tự các phép xử lý cơ bản:gấp,dịch,nhân và lấy tổng(Xin chú ý phép lấy tổng là tương ứng cho tín hiệu rời rạc,tín hiệu liên tục thì phép lấy tổng là phép lấy tích phân). Phần kế tiếp là trình bày các phương pháp để thực hiện tích chập(phép xử lý trong miền thời gian). KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - 57 - Bài giảng: XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ 4.1.2 Các phương pháp tích chập a. Tính trực tiếp Tính trực tiếp tích chập là ta tính từ biểu thức định nghĩa của tích chập.Như trình bày ở trên tích chập là kết hợp theo thứ tự các phép xử lý cơ bản: Phép gấp(Phép đảo ngược). Phép dịch(Phép dời). Phép nhân. Lấy tổng. y ( n ) h ( n ) x ( n) x ( n) h( n) x ( k ) h( n k ) k Tích chập là phép xử lý thực hiện trên hai tín hiệu,ở đây ta áp dụng để xác định tín hiệu ngõ ra y(n) theo tín hiệu ngõ vào x(n) và đáp ứng xung h(n) của hệ thống. Ví dụ 4.1: Tìm đáp ứng ngõ ra y(n) khi biết tín hiệu ngõ vào x(n) = u(n) và đáp ứng xung của hệ thống h(n) = anu(n) , a < 1. Giải: Ta có: y ( n) h( n) x ( n) k x ( k ) h( n k ) h( k ) x ( n k ) k 1 a n 1 n a u (k )u (n k ) a k , | a | 1; n 0 k k k 0 1 a y (n) 0, n 0 b. Dùng bảng tích chập: Để tính tích chập theo phương pháp lập bảng ta tiến hành lập bảng:một thành phần biểu diễn theo hàng,thành phần còn lại biểu diễn theo cột,giá trị mỗi ô trong bảng là tích của giá trị hàng và cột tương ứng. Giá trị ngõ ra y(n) được tính như sau: KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - 58 - Bài giảng: XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ y0 = h0x0; y1 = h1x0+ h0x1; y2 = h2x0 + h1x1+ h0x2, v.v… Chú ý khi tín hiệu ngõ vào có chiều dài L và đáp ứng xung của hệ thống có chiều dài M thì chiều dài của đáp ứng ngõ ra y(n) là (L + M -1). Ví dụ 4.2: Tìm đáp ứng ngõ ra y(n) khi biết tín hiệu ngõ vào x(n) =[10,1,2,1,2,2,1,1] và đáp ứng xung của hệ thống h(n) = [10,2,-1,1]. Giải: Ta có bảng thực hiện tích chập như sau: x(n) biểu diễn theo cột và h(n) biểu diễn theo cột Tín hiệu ngõ ra: y0 h0 x0 11 1; y1 h0 x1 h1 x0 11 1 2 3; y2 h0 x2 h1 x1 h2 x0 2 1 1 2 1 (1) 3; y3 h0 x3 h1 x2 h2 x1 h3 x0 11 2 2 1 (1) 11 5; y4 h0 x4 h1 x3 h2 x2 h3 x1 2 1 1 2 2 (1) 11 3; y5 h0 x5 h1 x4 h2 x3 h3 x2 2 1 2 2 1 (1) 2 1 7; y6 h0 x6 h1 x5 h2 x4 h3 x3 11 2 2 2 (1) 11 4; y7 h0 x7 h1 x6 h2 x5 h3 x4 11 1 2 2 (1) 2 1 3; y8 h1 x7 h2 x6 h3 x5 1 2 1 (1) 2 1 3; y9 h2 x7 h3 x6 1 (1) 11 0; y10 h3 x7 11 1; y(n) = [1, 3, 3, 5, ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Xử lý tín hiệu số Bài giảng Xử lý tín hiệu số Xử lý tín hiệu trong miền thời gian Phân tích tín hiệu trong miền tần số Biến đổi Fourier rời rạc - DFT Giải thuật biến đổi Fourier nhanh - FFTGợi ý tài liệu liên quan:
-
Tập bài giảng Xử lý tín hiệu số
262 trang 234 0 0 -
Xử lý tín hiệu số và Matlab: Phần 1
142 trang 161 0 0 -
Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông: Nghiên cứu bộ lọc tuyến tính tối ưu
75 trang 84 0 0 -
Giáo trình Xử lý tín hiệu số - Đại học Công Nghệ Đại học Quốc Gia Hà Nội
273 trang 76 0 0 -
Bài giảng Tín hiệu và hệ thống - Hoàng Minh Sơn
57 trang 55 0 0 -
Giáo trình Xử lý tín hiệu số: Phần 2 - Đại học Thủy Lợi
179 trang 53 0 0 -
Kỹ thuật xử lý tín hiệu số và lọc số (Tập 1: Chương trình cơ bản): Phần 2
139 trang 43 0 0 -
171 trang 38 0 0
-
Lecture Digital signal processing - Chapter 1: Introduction to DSP
30 trang 38 0 0 -
Biểu diễn tín hiệu và hệ thống rời rạc trong miền Z
19 trang 36 0 0