intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Tín hiệu và hệ thống: Chương 7 (Lecture 13) - Trần Quang Việt

Chia sẻ: Star Star | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST
Báo xấu
138
lượt xem 11
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 7: Đáp ứng tần số của hệ thống LTI và thiết kế bộ lọc tương tự. Bài này trình bày 2 nội dung chính, đó là: Đáp ứng tần số của hệ thống LTI: biểu đồ Bode; thiết kế bộ lọc tương tự. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Tín hiệu và hệ thống: Chương 7 (Lecture 13) - Trần Quang Việt

  1. Ch-7: Đáp ứng tần số của hệ thống LTI và thiết kế bộ lọc tương tự Lecture-13 7.1. Đáp ứng tần số của hệ thống LTI: biểu đồ Bode 7.2. Thiết kế bộ lọc tương tự Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1. Đáp ứng tần số của hệ thống LTI: biểu đồ Bode 7.1.1. Đáp ứng tần số của hệ thống LTI 7.1.2. Biểu đồ Bode Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 1
  2. 7.1.1. Đáp ứng tần số của hệ thống LTI  Đáp ứng của hệ thống LTI có hàm truyền H(s) với tín hiệu est f(t)=est → y(t)=H(s)est , với H(s) là biến đổi Laplace của h(t)  Khi hệ thống ổn định và ROC chứa trục ảo thì ta có thể thay s bởi jω để có được H(jω)=H(ω)  Đáp ứng tần số, và ta có: f(t)=e jωt → y(t)=H(jω)e jωt Ví dụ: f(t)=cosωt → y(t)= 12 H(jω)e jωt + 12 H( − jω)e − jωt f(t)=cosωt → y(t)=Re[H(jω)e jωt ] f(t)=cosωt → y(t)=|H(jω)|cos [ ωt+∠H(jω) ] Tổng quát: f(t)=cos(ωt+θ) → y(t)=|H(jω)|cos [ ωt+θ+∠H(jω) ] Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.1. Đáp ứng tần số của hệ thống LTI  |H(jω)| là tỷ số biên độ của ngỏ ra với ngỏ vào  độ lợi của hệ thống. Mặt khác |H(jω)| có giá trị khác nhau ở các tần số khác nhau  đáp ứng biên độ của hệ thống  ∠H(jω) là sai pha của ngỏ ra với ngỏ vào và ∠H(jω) có giá trị khác nhau ở các tần số khác nhau  đáp ứng pha của hệ thống Việc vẽ đồ thị của đáp ứng tần số là cần thiết trong kỹ thuật!!! Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 2
  3. 7.1.2. Biểu đồ Bode  Xét hệ thống với hàm truyền: H(s)= K(s+a1 )(s+a 2 ) s(s+b1 )(s 2 +b 2s+b3 ) Ka1a 2 (s/a1 +1)(s/a 2 +1) H(s)= b1b3 s(s/b1 +1)(s 2 /b3 +b 2s/b3 +1) Ka1a 2 (jω/a1 +1)(jω/a 2 +1) H(jω)= b1b3 jω(jω/b1 +1)[ ( jω ) 2 /b3 +jω ( b 2 /b3 ) +1) Ka1a 2 |jω/a1 +1||jω/a 2 +1| |H(jω)|= b1b3 |jω||jω/b1 +1|| ( jω ) 2 /b3 +jω ( b 2 /b3 ) +1| 2 ∠H(jω)=∠(j aω1 +1)+∠(j aω2 +1) − ∠jω − ∠(j bω1 +1) − ∠[ ( b3) +j ωbb32 +1] jω Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Biểu đồ Bode  Biểu diễn đáp ứng biên độ theo thang Logarit: 20log|H(jω)|=20log Kab1b1a32 +20log|j aω1 +1|+20log|j aω2 +1| 2 − 20log|jω| − 20log|j bω1 +1| − 20log| ( b3) +j ωbb32 +1| jω Thứ nguyên của đáp ứng biên độ theo thang Logarit là dB  Hằng số: Ka1a2/b1b2:  20log [Ka1a2/b1b2]: hằng, không dịch pha Pole: − 20log|jω|= − 20logω= − 20u  Pole (hoặc zero) tại gốc: Zero: 20log|jω|=20logω=20u u=logω Pole: ∠ − jω=-900 zero: ∠jω=900 Cần biểu diễn trên thang tần số Logarit!!! Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 3
  4. 7.1.2. Biểu đồ Bode Pole: − 20log|jω|= − 20logω= − 20u  Pole (hoặc zero) tại gốc: Zero: 20log|jω|=20logω=20u u=logω Zero -20dB/decade 20log|H|,dB ω Pole Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Biểu đồ Bode  Pole (hoặc zero) tại gốc: Pole: ∠ − jω=-900 zero: ∠jω=900 Phase, Degrees Zero Pole Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 4
  5. 7.1.2. Biểu đồ Bode  Pole (hoặc zero) bậc 1: Pole: -20log|1+ jaω |; zero: 20log|1+ jaω | 20log|H|,dB Error, dB Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Biểu đồ Bode  Pole (hoặc zero) bậc 1: Pole: − ∠(1+ jaω ); zero: ∠(1+ jaω ) Phase, Degrees Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 5
  6. 7.1.2. Biểu đồ Bode 2  Pole (hoặc zero) bậc 2: -20log|1+j2ζ ωωn + ( )| jω ωn ζ = 0.1 ζ = 0.2 ζ = 0.3 20log|H|,dB ζ = 0.5 ζ = 0.707 ζ =1 ζ = 0.1 ζ = 0.2 ζ = 0.3 ζ = 0.5 ζ = 0.707 ζ =1 Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Biểu đồ Bode 2  Pole (hoặc zero) bậc 2: ∠[1+j2ζ ωωn + ( ) jω ωn ] 0 ζ = 0.1 -30 ζ = 0.2 ζ = 0.5 ζ = 0.3 Phase, Degrees -60 ζ = 0.707 -90 ζ =1 -120 -150 -180 0.1 n 0.2 0.5 n 2 n 5 n n n n Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 6
  7. 7.1.2. Biểu đồ Bode 20s(s+100)  Ví dụ 1: H(s)= (s+2)(s+10) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Biểu đồ Bode 20s(s+100)  Ví dụ 1: H(s)= (s+2)(s+10) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7
  8. 7.1.2. Biểu đồ Bode 10(s+100)  Ví dụ 2: H(s)= (s 2 +2s+100) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Biểu đồ Bode 10(s+100)  Ví dụ 2: H(s)= (s 2 +2s+100) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 8
  9. 7.2. Thiết kế bộ lọc tương tự 7.2.1. Bộ lọc thực tế và các yêu cầu thiết kế 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.1. Bộ lọc thực tế và các yêu cầu thiết kế |H(j )| |H(j )| 1 1 Gp Gp Lowpass Highpass filter filter Gs Gs 0 p s 0 s p Passband Stopband Stopband Passband |H(j )| |H(j )| 1 1 Gp Gp Bandstop Bandpass filter filter Gs Gs 0 s1 p1 p2 s2 0 p1 s1 s2 p2 Stopband Passband Stopband Passband Stopband Passband Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 9
  10. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Xét hệ thống với hàm truyền H(s): P(s) (s-z1 )(s-z1 )...(s-z n ) H(s)= =b n Q(s) (s-λ1 )(s-λ1 )...(s-λ n ) Khảo sát đáp ứng tần số  s=jω: Im z1 r1 j r1 r2 ...rn |H(jω)|=b n d1 d 1d 2 ...d n r1 d2 z2 0 Re ∠H(jω)=φ1 +φ2 +...+φn -θ1 -θ2 -...-θn Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Tăng độ lợi bằng một pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 10
  11. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Tăng độ lợi bằng một pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Tăng độ lợi bằng một pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 11
  12. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Tăng độ lợi bằng một pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Tăng độ lợi bằng một pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 12
  13. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Giảm độ lợi bằng một zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Giảm độ lợi bằng một zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 13
  14. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Giảm độ lợi bằng một zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Giảm độ lợi bằng một zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 14
  15. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Giảm độ lợi bằng một zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Bộ lọc thông thấp: Butterworth Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 15
  16. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Bộ lọc thông cao: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Bộ lọc thông dãi: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 16
  17. 7.2.2. Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số theo poles và zeros  Bộ lọc chắn dãi: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 17
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
6=>0