Kỹ thuật xử lý các tín hiệu số: Phần 1

Phần 1 cuốn sách "Xử lý tín hiệu số" cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu về xử lý tín hiệu số, số hóa tín hiệu tương tự, tín hiệu và hệ thống rời rạc, cấu trúc các bộ lọc số. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật xử lý các tín hiệu số: Phần 1 NGUYỄN LINH TRUNG, TRẦN ĐỨC TÂN, HUỲNH HỮU TUỆ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI https://tieulun.hopto.org https://tieulun.hopto.org “DSP_trung_index” — 2012/7/25 — 7:11 — page 1 — #1 XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ Nguyễn Linh Trung, Trần Đức Tân, Huỳnh Hữu Tuệ Trường Đại học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội https://tieulun.hopto.org “DSP_trung_index” — 2012/7/25 — 7:11 — page 2 — #2 https://tieulun.hopto.org “DSP_trung_index” — 2012/7/25 — 7:11 — page i — #3 Mục Lục Danh sách hình vẽ iv Danh sách bảng xii Lời nói đầu xv 1 GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ 1 1.1 Tín hiệu là gì? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Hệ thống là gì? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Xử lý tín hiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.4 Công nghệ DSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 SỐ HÓA TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ 9 2.1 Mở đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Phương pháp lấy mẫu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.3 Lấy mẫu thực tiễn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.4 Lượng tử hóa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.5 Mã hóa và biểu diễn nhị phân . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.6 Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Bài tập chương 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 i https://tieulun.hopto.org “DSP_trung_index” — 2012/7/25 — 7:11 — page ii — #4 Mục Lục 3 TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC 25 3.1 Mở đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2 Tín hiệu rời rạc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2.1 Một số tín hiệu quan trọng . . . . . . . . . . . . . . 28 3.2.2 Phân loại tín hiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.2.3 Một số tính toán đơn giản trên tín hiệu . . . . . . 35 3.3 Hệ thống rời rạc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.3.1 Mô hình hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.3.2 Phân loại hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.3.3 Kết nối các hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.4 Hệ thống tuyến tính bất biến . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.4.1 Ý nghĩa của đáp ứng xung và tích chập . . . . . . 47 3.4.2 Đáp ứng xung của hệ thống nối tiếp . . . . . . . . 49 3.4.3 Hệ thống tuyến tính ổn định . . . . . . . . . . . . 50 3.5 Biến đổi Z và áp dụng vào hệ thống tuyến tính bất biến 51 3.5.1 Biến đổi Z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.5.2 Biến đổi Z ngược . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.5.3 Biến đổi Z và hệ thống tuyến tính bất biến . . . 60 3.6 Biến đổi Fourier theo thời gian rời rạc . . . . . . . . . . . 64 3.6.1 Định nghĩa biến đổi Fourier theo thời gian rời rạc 64 3.6.2 Áp dụng biến đổi Fourier theo thời gian rời rạc vào hệ thống tuyến tính bất biến . . . . . . . . . . 65 3.6.3 Liên hệ giữa biến đổi Z và biến đổi Fourier theo thời gian rời rạc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.7 Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Bài tập chương 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4 CẤU TRÚC CÁC BỘ LỌC SỐ 71 4.1 Hệ thống ARMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.2 Sơ đồ khối của hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 ii https://tieulun.hopto.org “DSP_trung_index” — 2012/7/25 — 7:11 — page iii — #5 Mục Lục 4.3 Dạng trực tiếp của hệ thống ARMA . . . . . . . . . . . . 76 4.3.1 Dạng trực tiếp I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3.2 Dạng trực tiếp II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.4 Dạng nối tiếp và song song của hệ thống ARMA . . . . . 78 4.4.1 Dạng nối tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.4.2 Dạng song song . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.5 Dạng chéo của hệ thống MA có hệ số đối xứng . . . . . . 82 4.6 Ảnh hưởng của lượng tử hóa thông số . . . . . . . . . . . 85 Bài tập chương 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5 THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ IIR 91 5.1 Lọc tương tự . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 5.1.1 Các phương pháp xấp xỉ Butterworth và Cheby- chev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 5.1.2 Phép biến đổi một bộ lọc thông thấp thành bộ lọc thông dải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 5.1.3 Phép biến đổi một bộ lọc thông thấp thành bộ lọc triệt dải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 5.1.4 Phép biến đổi một bộ lọc thông thấp thành bộ lọc thông cao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 5.1.5 Đáp ứng tần số của bộ lọc t ...